Brevet FR2278980A1 — publié le 19760213

La présente invention concerne un poinçon permettant la mise en forme de tetes de vis prévues avec un logement cruciforme. Plus spécialement l'invention concerne un poinçon permettant de conformer par emboutissage une tète de vis offrant un logement cruciforme de type connu en soi apte à recevoir la tête d'un tournevis de section correspondante en vue d'éliminer les risques d'endommagement et d'usure prématurée des fentes prévues sur la tete de la vis par suite du jeu et d'une mauvaise adaptation du tournevis dans les fentes réceptrices. Le type de vis ici considéré a de nombreuses applications et est utilisé notamment pour permettre des fixations dans des endroits peu accessibles ou dont l'accès est trop étroit pour permettre la mise en place de la vis par les doigts ; dans ce cas on prévoit que la vis est amenée dans son logement par la tête du tournevis et il faut pour cela que la vis puisse être montée sur le tournevis et y être fixée provisoirement pendant le temps nécessaire à la mise en place des premiers filets de la vis. De façon connue les vis à tête portant des fentes cruciformes sont réalisées à liaide d'un poinçon mâle qui est lui-même prévu avec un organe d'emboutissage cruciforme et de forme générale conique en sorte que le poinçon pénétrant par emboutissage dans la tête de la vis forme à la surface de cette dernière dan fentes encroix correspondant à ltempreinte femelle du poinçon. Dans les dispositifs actuellement connus on rencontre un certain nombre de difficultés et de problèmes qui n'ont pas été résolus de façon satisfaisante; en premier lieu le maintien de la vis sur la tête du tournevis n'est pas satisfaisant étant donné que la liaison par friction ainsi réalisée est souvent trop tâche en sorte que la vis se dégage, ce qui est particulièrement désagréable lorsque la vis doit titre engagée la pointe en bas depuis un accès situé à la verticale de la position de la vis ; en effet dans ce cas la vis s'échappe et tombe et il est souvent difficile de la récupérer ; en outre le contact entre le tournevis et la tête de la vis est réduit à une zone limitée à l'extrémité de chacune des fentes en croix dans ces conditions l'effort transmis par le tournevis est concentré sur une zone précise ce qui risque d'entrainer la déformation-de la matière et de rendre les fentes inutilisables; dans ces conditions la durée d'utilisation des vis est souvent réduite. On connait Ün type de poinçon particulier qui est caractérisé par l'existence iune tète à double cône ;la première partie qui est située du coté de l'axe du poinçon est formée par un tronc de cône comportant des arêtes cruci- formes tandis qu'il est prolongée par une partie constituant la pointe de forme générale conique. Dans ces conditions l'empreinte femelle reçue par la vis présente dans sa partie inférieure un fond qui est de forme générale conique en creux et l'empreinte est entourée par des parois radiales définissant les fentes en croix. Une fois que le tournevis est mis en place dans les fentes en croix on obtient ainsi un contact surface contre surface entre les ailes du tournevis cruciforme et les parois des fentes cruciformes prévues sur la tête de la vis .Toutefois ce dispositif présente encore des inconvénients En premier lieu le contact entre le tournevis et les fentes de la tête de vis reste insuffisant malgré l'existence de contact par surface; il demeure que la vis n'est pas maintenue fermement sur la pointe du tournevis et notamment lorsque le tournevis est positionné étant tourné latéralement ou vers le bas, la vis risque de s'échapper et de tomber ; en second lieu lorsque le tournevis est entrainé en rotation le couple tend à se concentrer sur les parois latérales des fentes ce qui entraine une usure et une déformation de ces parois en sorte que la vie et la durée d'utilisation de la vis demeurent limitées. La présente invention vise à résoudre les inconvénients qui sont rencontrés dans les vis à tête pourvue de fentes en croix et réalisées par des poinçons selon l'art antérieur ; à cet effet l'invention vise à réaliser un poinçon perfectionné susceptible de réaliser des têtes de vis selon une empreinte cruciforme nouvelle permettant un engagement de la tête du tournevis dans le logement cruciforme de la vis qui assure une bonne tenue de la vis sur la pointe du tournevis tout en évitant des déformations et une usure prématurée dues à l'utilisation répétée par vissage et dévissage de la vis. A cet effet l'invention concerne un poinçon prévu pour former des fentes cruciformes sur des têtes de vis, le poinçon comportant deux parties successives soit une racine constituée de branches radiales équidistantes dont les faces tournées vers l'extérieur sont inclinées en suivant ensemble un tronc de cône, ces quatre branches se rejoignant au centre pour conformer la pointe conique du poinçon, deux branches voisiresarnportant entre elles une paroi curviforme concave, réunissant les parois latérales des branches, ladite zone curviforme étant divisée en deux parties sensiblement égales, selon la bissectrice de l'angle formé par les deux branches voisines D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit et qui est donnée en rapport avec une forme de réalisa- tion de l'invention pre1rt.et a t tre d'exemple non limitatif Dans les dessins annexés La figure I représente une vue en plan d'un poinçon selon une première forme de réalisation de l'art antérieur La figure 2 représente une vue en élévation latérale du poinçon de la figure 1. La figure 3 représente une vue en plan d'un poinçon selon une autre forme de réalisation également de l'art antérieur La figure 4 représente une vue en élévation latérale du poinçon de la figure 3 La figure 5 représente une vue en plan du poinçon selon l'invention. La figure 6 représente une vue en élévation latérale du poinçon représenté à la figure 5 la figure 7 représente une vue en plan à grande échelle d'une partie du poinçon représenté à la figure 5 et concernant la zone encadrée dans un cercle sur cette figure La figure 8 est une vue en plan d'un logement cruciforme sur une tête de vis et réalisé selon le poinçon de la figure 7 La figure 9 représente une vue en coupe transversale d'une tête de tournevis prévue pour s'adapter au logement de la tête de vis représentée à la figure 8 -Les figures 10 et 11 sont des vues partielles en coupe et à plus grande échelle de l'évidement cruciforme représenté à la figure 8 et occupé en partie par la tête du tournevis de la figure 9. La figure 12 est une vue partielle en coupe et à grande échelle du logement déjà représenté aux figures 10 et 11 et occupé par la tête du tournevis de la figure 9 , lorsque le tournevis a commencé son mouvement de rotation. La figure 13 est une vue en plan et en détail du poinçon déjà représenté aux figures 5 et 6. En se référant aux figures 1 et 2 on voit qu'un poinçon du type considéré appartenant à l'art antérieur comporte une tête d'estampage 2 qui fait saillie au delà de l'axe 1 ; la tête d'emboutissage 2 a une configuration générale conique avec une pointe 4 et une section cruciforme formée par une pluralité de branches 2 ; chacune des dites branches 2 porte elle-meme une face triangulaire 3 tournée vers l'extérieur et deux côtés latéraux 5 également triangulaires1toutes ces faces étant convergentes vers le point 4 qui constitue le sommet du cône la référence 6 correspond au dièdre formé par la conjonction des deux faces latérales appartenant à deux branches voisines .Dans une configuration telle qu'ici décrite et représentée, le contact entre la tête du tournevis et llévide- ment en creux de la tête de la vis est limité en sorte que liron n'obtient pas de force de friction suffisante pour assurer une adhérence et la tenue de la vis sur la tête du tournevis ; en outre lor sque le tournevis est tourné le couple tend à se concentrer sur l'arête latérale de chaque branche et on aboutit par déformation de la matière à endommager les fentes cruciformes ou les ailes du tournevis Un autre type de poinçon est représenté aux figures 3 et 4. La tête fait saillie sur un axe 11 et cette tête comporte des branches prévues avec un double cône.La partie rattachée à l'axe qui constitue la racine 12 comporte quatre branches portant chacune la référence 12 ; le sommet de la tête d'emboutissage a une forme générale conique qui prolonge les branches 12 . Chaque branche 12 comporte une face extérieure qui a la forme générale d'un trapèze 13 et des parois latérales triangulaires 14 ; entre les deux faces latérales 14 de deux branches 12 voisines on a une zone de jonction concave constituée par deux faces rectangulaires 15 ; cette forme de réalisation est préférable par rapport à la réalisation antérieurement décrite en ce qu'elle permet d'obtenir un contact surface contre surface entre la tête du tournevis et la tête en creux de la vis ; toutefois la rencontre des surfaces planes l'une contre l'autre ne permet pas d'obtenir des forces de friction qui soient également satisfaisantes et suffisantes pour permettre une bonne tenue de la vis sur la tête du tournevis ; en outre lorsque le tournevis est entrainé en rotation l'ef- fort tend à se concentrer sur les faces 14 des évidements cruciformes et on aboutit à un endommagement et à une usure prématurée des têtes de vis. En considérant maintenant les figures 5 et 6 on voit que l'invention concerne une tête de poinçonnage 33 comportant un axe 21 prolongé par une tête d'emboutissage 22 ; cette dernière comporte quatre branches en forme de croix et chacune de ces branches porte la référence 22. Cette tête de poinçonnage comporte deux zones successives chaque zone étant de forme générale conique; le cône disposé du côté de la racine suit un angle e 1 tandis que l'angle formé par le cône situé au sommet de la tête de poinçonnage est indiqué par 2 Z . La surface extérieure 24 de chaque branche de poinçonnage a la forme générale d'un trapèze tandis que les parois latérales 25 sont de forme triangulaire légèrement inclinées.Entre les parois latérales 25 de deux branches voisines on a prévu une zone intermédiaire de raccordement constituée par la paroi 26 et qui est divisée en deux parties 30 et 31 . La partie 31 est située en aval dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport à la ligne de partage 29 qui est constituée par la bissectrice de l'angle formé par les deux branches voisines ; la zone de raccordement intermédiaire 26 considérée globalement a une forme générale concave curviforme et elle comporte en réalité deux rayons de courbure 27 et 28 correspondant chacun aux sections 30 et 31 ; on voit à la lumière de la figure 7 que le rayon de courbure de la zone 31 est situé sur la bissectrice 29tandis que le centre du rayon 28 définissant la zone 30 est déporté en dehors de cette ligne et dans le sens des aiguilles d'une montre , il est de plus situé légèrement en arrière par rapport au centre du rayon 27 ; dans ces conditions la ligne de courbure de la zone 30 est située en avant de la face virtuelle 31' qui correspond au prolongement symétrique de la face. concave 31 ; en d'autres termes la face concave 30 est légèrement déportée dans le sens des aiguilles d'une montre, par rapport à la symétrie de la face voisine. Lorsque la tête de poinçonnage 31 est utilisée pour réaliser un évidement ,ce dernier est constitué en réalisant une empreinte femelle correspondant à l'empreinte mâle de la tête de poinçonnage et un exemple d'un tel évidement est représenté à lafigure 8 ; chacune des parties de l'évidement 35 comporte des références qui correspondent aux éIéments mâles prévus sur la tête de poin çonnage et sont affectés de l'indice a de sorte que l'on a les branches 24 a et les faces 31 a et 30 a Par ailleurs un tournevis prévu pour s'adapter à la tête de vis tel qu'on l'a ainsi réalisée est représenté à la figure 9 ; ce tournevis d'un type standard couramment utilisé dans le monde est prévu pour s'adapter à un évidement en creux de type conventionnel et tel qu'on en a montré des exemples aux figures 3 et 4 ; dans la figure 9 et les suivantes les différentes parties du tournevis recevront les désignations et références qui correspondent aux références qui ont été données à la tête de poinçonnage et qui sont affectées de l'indice b ; on a ainsi les branches 24 b , les faces de raccordement 31 b et 30 b Les figures 10 et 11 donnent une illustration de ce qui se passe lorsque l'on utilise un tournevis dont la section est représentée à la figure 9 pour entrainer en rotation les vis ayant reçu sur leur tête un évidement récepteur de la tête du tournevis et dont le détail a été donné ci-dessus, cet évidement étant réalisé conformément à l'invention avec le poinçon des figures 5 et 6. Dans l'évidement 34 a pris position le tournevis 36 ; la zone de raccordement curviforme 26 a entre deux branches de l'évidement fait face à la zone correspondante du tournevis 26b. Lorsque le tournevis est complètement engagé et qu'il début dans son mouvement de rotation les parties 30a et 30b sont amenées au contact l'une de l'autre comme on le voit à la figure 11 . Dans ces conditions toutes les zones 30a et 30b d'une part et 31a et 31b d'autre part sont maintenues en contact étroit ce qui permet l'engagement du tournevis dans l'évidement 35 de la tête de la vis avec une force équilibrée ; les faces de contact des parois de raccordement 26a (sur l'évidement ) et 26b (sur la tête du tournevis ) sont désignées par la référence 37 (figure 11) et à raison de deux faces par zone de raccor dement on obtient ainsi huit faces de contact pour l'en semble; ; ces surfaces de contact permettent de mettre en jeu des forces de frottement suffisantes en sorte que la vis montée sur la tête du tournevis est maintenue sur cette tête avec une force suffisante pour permettre de manoeuvrer le tournevis avec la vis maintenue sur la tête du tournevis lors de la mise en place de la vis ; le tournevis sert ainsi d'organe de préhension et de tenue de la vis pour l'amener à son emplacement et assurer son maintien en place pendant les premières rotations correspondant à l'insertion des premiers filets de la vis dans le logement récepteur. Comme on le voit sur la figure 11 les angles d'ouverture # 4 et # 5 formés entre la paroi 25a de la fente et la face latérale 25b de la branche du tournevis sont identiques ce qui correspond au positionnement du tournevis lors de la phase initiale de préhension et de maintien de la vis sur la tête du tournevis ; dès que le mouvement de rotation est entamé, les faces de contact de 25a d'une part et 25b d'autre part viennent se rejoindre et portent l'une contre l'autre . Dans ces conditions on obtient une poussée du tournevis sur la tête de la vis qui est répartie sur toute une surface en évitant ainsi la concentration des forces sur une zone linéaire ou ponctuelle risquant d'endommager les organes en présence. On comprend que lorsque le mouvement inverse est effectué , c'est-à-dire pour le dévissage de la vis, on tire partie des mêmes avantages. En rapport avec la figure 13 on décrira maintenant une forme de réalisation plus particulière. Sur la figure 13 qui est une vue en plan on voit qu'on a représenté un axe vertical 38 et un axe horizontal 39 se coupant au centre 32 du poinçon deux axes de partage 40 et 41 se coupent à angle droit au centre 32 et sont formés par les bissectrices entre les axes horizontal 39 et vertical 38 ; les lignes de partage 40 et 41 viennent couper le bord supérieur des parois de raccordement 26 entre deux branches 22 et le point de séquence des axes 40 ou 41 sur ce boAd supérieur des zones de raccordement est défini par la référence 42 il existe sur chaque zone de raccordement un point de séquence 42 et l'écart entre deux points 42 sur deux zones de raccordement opposées est constitué par l'espace 44 ; on a donné la référence 45 au diamètre du cercle virtuel qui réunit la base des branches; les valeurs des dimensions des éléments 43 44 et 45 sont définies conformément à ce qui existe pour les poinçons de l'art antérieur connus et illustré aux figures 3 et 4. La ligne 46 qui correspond à la base du côté d'une branche est prolongée vers l'extérieur en pointillé sur la figure 13 ; cette ligne porte la référence 48 et on voit qu'elle est inclinée d'une valeur comprise entre 3 et 6" (dans l'exem- ple représenté cette valeur est de 4"), par rapport à une ligne virtuelle qui réunit le point de référence 42 (précédemment défini ) et qui court parallèlement à l'axe vertical 38. Du côté opposé la base de la face latérale de la même branche suivant la ligne 49 est parallèle à la base 46 ; le point de départ 50 de cette ligne 49 est situé de telle façon que la ligne idéale 52 qui part du point de séquence de 42 (définie précédemment et situéesur la partie droite de la figure 13 )pour rejoindre le -point de départ 50 de la base 49 , soit inclinée d'un certain angle par rapport à la ligne idéale qui part de ce même point 42 et court parallèlement à l'axe vertical 38 Cependant l'angle 53 formé entre la base 46 et la ligne de référence verticale 47 est supérieur à l'angle 51 formé par la ligne idéale 52 et la droite 47' constituant la droite de référence verticale Comme on l'a indiqué ci-dessus la paroi de raccordement 26 comporte deux zones incurvées respectivement 30 et 31 qui sont asymétriques et qui sont séparées par la ligne de partage 29 constituant la bissectrice de l'angle constitué par les deux branches. Selon une variante la zone 26 intermédiaire est construite en arc de cercle ; selon une autre variante la zone intermédiaire 26 entre deux parois latérales de deux branches voisines a un rayon de courbure unique mais ce rayon est déplace dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport à la bissectrice ou ligne de partage 29. La description qui précède n'ayant été donnée qu'à titre d'exemple d'une forme de réalisation de l'invention n'a aucun caractère limitatif et l'on pourra sans franchir les limites de l'invention réaliser à partir des éléments décrits plusieurs variantes ou formes de réalisation de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Poinçon pour former des fentes cruciformes sur des têtes de vis, le poin çon étant du type comportant deux parties successives soit une racine constituée de quatre branches radiales équidistantes dont les faces tournées vers l'extérieur sont inclinées en suivant ensemble un tronc de cône y les quatre dites branches se rejoignant au centre pour conformer la pointe conique du poinçon, caractérisé en ce que les faces latérales des branches sont réunies par une paroi de raccordement rejoignant deux faces latérales de deux branches voisines cette paroi de raccordement curviforme et concave étant asymétrique et se décomposant en deux parties selon une ligne de partage constituée sensiblement par la bissectrice de l'angle formé par les deux branches adjacentres, la partie de ladite paroi de raccordement située en amont de la ligne de partage dans le sens des aiguilles d'une montre étant légèrement déportée vers l'extérieur par rapport à un profil symétrique de la partie opposée séparée par la ligne de partage et située en aval dans le sens des aiguilles d'une montre . 2 - Poinçon selon la revendication 1 ci-dessus, caractérisé en outre en ce que les deux parties de la zone de raccordement entre les côtés latéraux de deux branches voisines,(les dites parties étant séparées par la ligne de partage constituée par la bissectrice de l'angle formé par les deux branches ont des rayons de courbure différents la partie située en amont de ladite ligne de partage dans le sens des aiguilles d'une montre ayant un rayon de courbure plus grand est déportée au delà de la ligne de partage dans le sens des aiguilles d'une montre, la partie de ladite zone de raccordement située en aval de la ligne de partage dans le sens des aiguilles d'une montre ayant un rayon de courbure plus court et situé sur ladite ligne de partage. 3 - Poinçon selon la revendication 1 ci-dessus , caractérisé en outre en ce que la zone de raccordement concave est prévue avec un rayon de courbure dont le centre est déporté dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport à la ligne de partage. 4 - Poinçon selon la revendication 1 ci-dessus , caractérisé en outre en ce que la ligne 48 prolongeant la base 46 du côté gauche d'une branche est décalée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre d'un angle 53 , compris entre 3 et 60 r par rapport à la ligne de référence 47 partant du point 42 (constitué par l'intersection de la ligne du bord supérieur de la zone de raccorde entre les deux côtés de deux branches voisines et l'axe médian de cette - de raccordement) et courant parallèlement à l'axe vertical 38. 5 - Poinçon selon l'une des revendications 1 à 4 ci-dessus , caractérisé en outre en ce que la ligne de base de la face ou paroi latérale droite d'une branche est décalée d'un angle 51 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport à une ligne de référence 47' partant du point 42 (défini par l'intersection du bord supérieur de la zone de raccordement entre deux branches voisines et l'axe médian de ladite zone), la ligne 47' courant parallèlement à l'axe vertical 38 6 - Poinçon selon l'une des revendications 1 à 5 ci-dessus , caractérisé en outre en ce que les deux lignes de base situées sur deux faces opposées d'une même branche sont parallèles 7 - Poinçon selon l'une des revendications 1 à 5 ci-dessus , caractérisé en outre en ce que la ligne de base de la face droite d'une branche est décalée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre d'un angle supérieur au décalage affectant la ligne de base de la face gauche de la même branche. 8 - Poinçon selon l'une des revendications précédentes caractérisé en outre en ce que le point de départ de la ligne de base de la face latérale droite d'une branche est décalée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre d'un angle compris entre 3 et 50 par rapport à la ligne de référence 47' passant par le point 42 (défini par l'intersection du bord supérieur de la zone de raccordement 26 et l'axe médian 40 de ladite zone ) ladite ligne 47' courant parallèlement à l'axe 38 vertical. 9 - Poinçon selon l'une des revendications 1 à 8 ci-dessus , caractérisé en outre en ce que les lignes de base respectivement de la face droite et de la face gauche d'une branche sont parallèles entre elles, la ligne de base de la face droite étant décalée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre d'une valeur de 6" par rapport à la ligne de référence 47' partant du point 42 (correspondant à l'intersection du bord supérieur de la zone de raccordement 26 et de l'axe médian 40 ) ladite ligne de référence 47' courant parallèlement à l'axe vertical 38 , tandis que la ligne de base 46 de la face gauche prolongée par la ligne idéale 38 est décalée de 4" dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport à la ligne de référence 47 partant du point 42 (défini comme le point d'intersection du bord supérieur de la zone de raccordement etl'axe médian 41 ) ladite ligne 47 courant parallèlement à l'axe vertical 38