Brevet FR2408751A1 — publié le 19790608

L'invention concerne les vis sur lesquelles est monté un étrier cambré destine a appliquer fermement sur un support, traversé par la vis considérée, un article oblong engagé sous l'une et/ou 1' autre des ailes dudit étrier. Ce moyen de retenue estutilisé fréquemment dans l'industrie et notamment dans l'industrie électrique, par exemple dans l'équipement des contacteurs, le ou les articles oblongs étant alors des câbles électriques. L'étrier esttraversé par la partie lisse de la vis située entre la tête et le filet de la vis. Il est évidemment avantageux que l'étrier soit imperdable tant pour le montage en usine du moyen retenue que lors de son utilisation. Pour les matériels électriqùes ceci est même indispensable étant donné les faibles dimensions des vis et le fait que pour câbler ultérieurement ces matériels de façon aisée, il est néssaire que l'étrier s'écarte du support au fur et a mesure du dévissage de la vis. S'il s'agissait, dans tous les cas, d'immobiliser sur le support deux articles oblongs présentant des sections sensiblement identiques engagées respectivement sous les deux ailes de l'étrier, il n'y aurait aucune difficulté. L'étrier pourrait être très faiblement cambré, son ajour central traversé par la partie lisse sous-tête de la vis pourrait être circulaire et de diamètre très voisin de ladite partie lisse. On serait alors ramené au problème des vis à rondelle plate imperdable, résolu depuis longtemps et dont la fabrication s'effectue sur des machines appropriees, à très grande cadence, par roulage après enfilage de la rondelle sur l'ébauche de vis. Mais dans la presque totalité des cas, il faut que l'étrier puisse immobiliser, selon les besoins, un seul article, ce qui nécessite une possibilité de basculement et un cambrage assez prononcé, comme il sera montré ci-après. Pour permettre ce basculement et éviter le flambage de la vis; l'ajour central de l'étrier doit être elliptique et éventuellement chanfreine, sur les faces supérieure et/ou inférieure de l'étrier, aux extrémités du grand axe de l'ellipse. Le couple de vissage devant être important pour obtenir 1' écrasement et une légère déformation élastique de l'étrier, il est nécessaire que les filets mâle et femelle soient en prise, dans tous les cas, sur toute la hauteur dudit filet femelle. Les articles à retenir pouvant être de faible épaisseur (faible diamètre pour les câbles électriques) il est donc indispensable que le filet de la vis présente au moins une spire au dessus du plan défini par les arêtes extrêmes des ailes de l'étrier lorsque ce dernier est appliqué contre la face inférieure de la tête de vis, plan qui sera dénommé ci-après "plan de base de l'étrier". L'importante consommation de telles vis sur le marché a conduit à rechercher des modes de réalisation permettant une fabrication en grande série et à cadence élevée afin de diminuer le coût de revient. Un premier mode de réalisation a été de considérer l'étrier comme une simple rondelle imperdable, retenu sur la partie lisse sous-tête de la vis par le filet lui-même et de fabriquer la vis de façon traditionnelle avec formation du filet par roulage, après enfilage de l'étrier sur l'ébauche de vis, sur une machine rouleuse automatique. Une structure particulière des peignes de la rouleuse permet de former le filet au-delà du plan de base de l'étrier. Ce mode de réalisation permet une fabrication à cadence élevée et peu onéreuse; mais le produit obtenu présente deux inconvénients. La ou les spires du filet au dessus du plan de base de l'étrier sont souvent mal formées, surtout la dernière qui vient "en mourrant", et cela, joint à la forme elliptique et aux chanfreins éventuels de l'ajour de l'étrier, fait que ce dernier risque de s'engager sur le filetage lors du dévissage après un premier serrage et même lors des manutentions avant montage. De tels incidents sont la cause d'une perte de temps, parfois très importante.L'autre inconvénient réside dans le fait que le nombre de spires du filet formées au dessus du plan de base de l'étrier est toujours faible (inférieur à deux) malgré les dispositions imaginées pour les peignes de la rouleuse. I1 s'ensuit que la course possible de l'étrier sur la partie lisse sous-tète de la vis est voisine de la hauteur "intérieure" de l'étrier. Or, un autre impératif imposé aux fabricants par les utilisateurs est la faible amplitude de cette course (débattement de l'étrier) pour que l'étrier suive la vis presque dès le début du dévissage afin de limiter le temps nécessaire à la mise en place des articles à retenir (dévissage et vissage) et d'éviter le risque de désengagement de la vis du filet femelle du support lorsque ces articles ont une épaisseur et un diamètre voisin du maximum admissible. Finalement le risque d'engagement de l'étrier sur le filetage et la trop grande amplitude du débattement de l'étrier ont amené les fabricants a abandonner le procédé de fabrication par roulage après enfilage de l'étrier sur l'ébauche. Le seul mode de réalisation donnant satisfaction jusqu'd maintenant, nécessite un procédé de fabrication différent. Les vis sont toujours obtenues par roulage avec éxécution, sur sensiblement toute la hauteur de la partie lisse sous-tête, d'un rétreint ne laissant subsister qu'un léger bourrelet sous la tête tandis que la matière refoulée forme une collerette perpendiculaire a l'axe de la vis juste au dessus du filet ou légèrement au dessus de ce niveau. L'étrier comportant un ajour de dimensions suffisantes est alors enfilé sur la vis par dessus le filet et la collerette,puis rendu-prisonnier par serrage sur la partie lisse rétreinte, par pression ou chocs exercés sur les faces frontales cambrées de l'étrier (faces perpendiculaires aux arêtes rectilignes-des ailes).L'absence de l'étrier lors du roulage permet de choisir à volonté la hauteur de la partie lisse (rétreinte) et ainsi de résoudre la problème de la limitation du débattement de l'étrier. En outre l'usinage par roulage, sans l'étrier, permet d'obtenir une collerette bien formée interdisant l'engagement de l'étrier' sur le filetage. Ce mode de réalisation obvie aux inconvénients majeurs des précédents mais en présente d'autres. Tout d'abord le resserrement de l'étrier sur la partie lisse de la tige de la vis nécessite une assez bonne précision. Insuffisant, il peut permettre à l'étrier de franchir la collerette et de s'engager sur la vis. Trop important il réalise un veritable sertissage interdisant le mouvement relatif vis-étrier. Les variations possibles de la résistance à l'écrasement du métal utilisé peuvent conduire à un rebut important. Mais surtout le procédé de fabrication est beaucoup plus onéreux que celui du roulage après enfilage sur l'ébauche et cela pour trois raisons a) l'enfilage de l'étrier sur la vis finie est plus délicat et plus long que l'enfilage sur une ébauche lisse, b) l'opération de pincement ou de frappe pour obtenir le resserrement de l'étrier est une opération supplémentaire à cadence relativement faible, c) dans tous les cas l'étrier doit être traité thermiquement (trempe et revenu) et comme ce traitement ne peut être effectué avant le resserrement par déformation, il doit être appliqué à l'ensemble alors qu'il est parfaitement inutile sur la vis, on arrive ainsi, sans tenir compte du rebut éventuel, à une augmentation du coût de revient de l'ordre de 15 à 20% par rapport à la fabrication antérieure sus-mentionnée. L'invention permet de revenir au procédé économique de fabrication par roulage après enfilage, en prévoyant un moyen de retenue de l'étrier destiné à le maintenir à distance du filet de la vis et à limiter son débattement, ledit moyen de retenue étant formé en saillie sur la partie lisse sous-tête de la vis après l'enfilage de l'étrier sur l'ébauche et avant ou pendant le roulage de la vis. Le moyen de retenue peut être constitué par une ou plusieurs dents (par exemple deux dents diamétralement opposées) formées par percussion au voisinage du plan bissecteur de l'étrier entre le poste d'enfilage automatique et le poste de roulage. Le percuteur peut être associé par exemple au dispositif appelé généralement introducteur réalisant l'engagement de l'ensemble ébauche-étrier sur la glissière reliant les deux postes précités. Le moyen de retenue peut être constitué par une collerette. Celle-ci est alors formée pendant le roulage par un outil monté sur l'un des peignes de la rouleuse. On réalise ainsi dans l'un ou l'autre cas une fabrication automatique, sans reprise, à haute cadence et dans lequelle 1' étrier peut être traité thermiquement avec enfilage. L'invention a encore pour objet les procédés de fabrication des vis à étrier selon l'invention. Enfin l'invention a pour objet des peignes de rouleuse permettant la réalisation d'une collerette au-dessus du filet au cours du roulage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère au dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une vue en élévation d'une vis roulée utilisée jusqu a présent, les figures 2a et 2b montrent l'utilisation de la vis de la figure 1 dans un contacteur électrique, la figure 3 est une élévation d'une vis selon un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 4 montre un autre mode de réalisation selon 1' invention, la figure 5 représente en coupe les peignes d'une rouleuse permettant la fabrication de la vis de la figure 4, la figure 6 est une perspective des peignes de la rouleuse de la figure 5. A la figure 1 une vis roulée 10 illustre l'état actuel de la technique. En même temps que le roulage du filet sur une ébauche de vis on réalise un rétreint sur. toute la hauteur de la partie lisse sous-tête, ne laissant subsister sous la tête qu'un léger bourrelet 11 parfaitement admissible. La matière refoulée par la formation du rétreint forme côté filetage une collerette circulaire 12 dont la face supérieure est perpendiculaire à I'axe et le filet ne doit pas déboucher sur ladite face, afin d'interdire 1' engagement de l'étrier, dontil va être question sur le filetage. Sur la vis ainsi formée est enfilé un étrier cambré 13 (figures 2a et 2b) muni d'un ajour légèrement elliptique dont le grand axe est perpendiculaire a la génératrice faitière dudit étrier. Après enfilage, l'étrier est resserré contre la partie lisse de la vis par pincement ou percussions exercés dans la direction du petit axe de l'ajour central. Cette déformation doit être suffisamment précise pour que l'étrier soit retenu prisonnier tout en pouvant glisser librement tout le long de la partie lisse de la vis. Ensuite l'ensemble.vis-étrier est soumis à un traitement termique (trempe et revenu) pour raidir l'étrier. Une telle vis est destinée, par exemple dans un contacteur électrique, à retenir contre une platine support 14 (figures 2a et 2b) dans laquelle elle se visse, un ou deux conducteurs tels que 15 et 16. Lorsqu'il y a deux conducteurs (figure 2a) ils sons disposés respectivement sous les deux ailes de l'étrier et sont appliqués fermement contre la platine 14 et contre la tige de la vis 10, le plan de base de l'étrier (défini par les arêtes extrêmes 13a et 13b des faces inférieures des ailes) restant sensiblement perpendiculaire à l'axe de la vis.Lorsqu'il n'y a qu'un seul conducteur 15 (figure 2b), un bon serrage dudit conducteur ne peut être obtenu que grâce au basculement de l'étrier 13, basculement rendu possible par la forme elliptique de l'ajour central et éventuellement des chanfreins ménagés aux extrémités du grand axe de l'ellipse sur les faces su périeure et/ou inférieure de l'étrier. Dans l'exemple représenté la face inférieure de l'étrier porte en outre quatre bossages tels que 17a, 17b destinés à améliorer la retenue du ou des conducteurs dans le sens longitudinal, mais ces bossages peuvent ne pas exister et, dans tous les cas, n'entrent pas en considération dans la présente invention. Avant la mise en place du ou des conducteurs 15 , 16 l'appareil, ici un contacteur, est livré avec les vis telles que 10 bloquées, c'est-à-dire vissées à fond pour que les arêtes 13a, 13b de l'étrier soient appliquées contre la platine 14. Pour que les vis ne soient pas perdues au cours des diverses manutentions, ce blocage est un blocage élastique obtenu par une Iége- re déformation élastique de l'étrier. I1 faut donc que le filet de la vis présente au moins une spire au-dessus du plan de base de l'étrier au repos. Lors du dévissage pour la mise en place des conducteurs, il ne faut pas que l'étrier risque de s'engager sur le filet. Enfin, il faut que le débattement de 1' étrier soit limité pour qu'il s'écarte de la platine 14 presque dès le début du dévissage comme il a été dit ci-avant. Ce sont là (filet au dessus du plan de base de l'étrier interdiction d'engagement de l'étrier sur le filet - limitation du débattement de l'étrier) les trois impératifs à respecter pour un tel ensemble vis-étrier. Le problème est résolu dans l'ensemble connu qui vient d'être décrit en roulant la vis avant l'enfilage de l'étrier : le filet peut être formé aussi haut que l'on veut, la collerette 12 empêche l'engagement de l'étrier sur le filetage, le débattement de l'étrier est limité par le filet lui-même (ou plus précisément par la collerette). Mais apparait le double inconvénient de l'opération de reprise pour realiser le resserrement de l'étrier par déformation et de l'obligation de soumettre l'ensemble, vis comprise, au traitement thermique. La vis selon l'invention (figure 3) obvie à ces inconvénients ce qui permet une diminution du cout de revient de 15 à 20%. A la figure 3 la vis 20 est roulée après enfilage de 1' étrier 23 sur l'ébauche de vis. Les rouleuses comportant un poste d'enfilage automatique sont bien connues et permettent un usinage à haute cadence. Ici bien entendu, les étriers sont traités thermiquement avant leur introduction dans le magasin d'alimentation du poste d'enfilage , ce qui supprime le second inconvénient sus-mentionne. La formation d'au moins une spire du filet au dessus du plan de base de l'étrier ne présente pas de difficulté grâce à une structure particulière bien connue des peignes de la rouleuse. En choisissant pour le petit axe de l'ajour de l'étrier une dimension correspondant au diamètre de l'ébauche, l'étrier n'a plus besoin d'être resserré contre la partie lisse de la vis, ce qui supprime le premier inconvénient sus-mentionné.La formation du filet suffirait à retenir l'étrier prisonnier, mais on ne respecterait pas les deux derniers imperatifs imposés. L'étrier risquerait de s'engager sur le filetage, d'autant plus que la spire supérieure n'est pas toujours bien formée et son débattement serait trop important car le filet ne peut pas monter suffisamment haut au dessus du plan de base de l'étrier. Pour résoudre ce double problème on forme sur la partie lisse de la vis, au dessous de l'étrier quand la génératrice faitière de ce dernier est en contact avec la face inférieure de la tête de vis un moyen de retenue en saillie. Dans l'exemple représente ce moyen de retenue est constitué par au moins une dent, telle que 22a, 22b, formant une saillie supérieure à la différence de longueur des deux demi-axes de 11 ajour elliptique de l'étrier. De telles dents de retenue peuvent être formées par percussion au voisinage du plan bissecteur de l'étrier au moment où l'ensemble vis-étrier 5 s'engage dans la glissière d'évacuation du poste d'enfilage automatique, le percuteur pouvant être associé avec le dispositif (généralement appelé introducteur) réalisant cet engagement. En opérant au voisinage du plan bissecteur la ou les dents peuvent être formées au niveau désiré au dessus du plan de base. De préférence on forme ainsi au moins deux dents diamétralement opposées, mais il est possible de prévoir de chaque côté plusieurs dents (comme les deux représentées à la figure 3). I1 serait encore possible d'imaginer des percuteurs répartis le long de la glissière d'évacuation et un moyen d'entrainement en rotation des ébauches de vis pour former une pluralité de dents réparties sur toute la périphérie de l'ébauche. A la figure 5 le moyen de retenue de l'étrier 33 est constitué par une collerette 32. Ici encore le moyen de retenue coopere avec la face inférieure de l'étrier quelle que soit la position angulaire relative de ce dernier par rapport à la vis, mais sans que l'importance de la saillie n'intervienne, il suffit que le diamètre extérieur de la collerette soit supérieur au petit axe de l'ajour elliptique de l'étrier. Cette disposition permet alors (voir figure 4 où l'étrier est représenté en coupe) si cela est nécessaire, de prévoir pour l'ajour de l'étrier une forme elliptique très "aplatie" et des chanfreins très prononcés. Cette collerette 32 est formez pendant le roulage de la vis 30 comme représenté aux figures 5 et 6. Sur ces figures, la rouleuse comporte de manière traditionnelle un peigne fixe 34 et un peigne mobile 35. De façon connue les peignes présentent chacun sur leur tranche de travail une fraisure destinée à recevoir I' aile correspondante de l'étrier, tandis que les flancs de ces fraisures s'étendant jusqu'au niveau des portées de roulage, forment deux lèvres protubérantes 34a, 35a de manière à créer le filet au dessus du plan de base de l'étrier. Dés brides de retenue 36 et 37 forment en même temps le moyen de guidage de l'étrier. Au cours du roulage la collerette 32 est formée par laminage à froid grâce à un outil 38, encastré dans un logement ménagé sur le peigne fixe 34 et maintenu dans ce logement par la bride 36, ledit outil présentant une fraisure correspondant sensible ment à celle du peigne. Le logement de l'outil est disposé dans la partie médiane du peigne. Ainsi le filetage est déjà ébauché avant d'atteindre l'outil de manière à assurer un maintien ferme de la vis et la finition du filet, notamment sous la collerette, intervient lorsque le laminage de la collerette est achevé. De façon classique, l'outil présente une longueur égale à environ trois fois le périmètre de la vis et dont un tiers (environ une fois le périmètre de la vis) forme 1'" entrée" avec portée de travail "adoucie". REVENDICATIONS 1 - Vis à étrier cambré imperdable dont le filet est formé par roulage après enfilage de l'étrier sur l'ébauche de vis, l'étrier présentant pour le passage de la vis un ajour central elliptique afin de permettre un certain basculement, caractérisée en ce qu' un moyen de retenue de l'étrier destiné à le maintenir à distance du filet de la vis et à limiter son débattement, est formé en saillie sur la partie lisse sous-tête après enfilage de 1' étrier sur l'ébauche et avant ou pendant le roulage de la vis. 2 - Vis à étrier selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de retenue est constitué par au moins une dent formant une saillie supérieure à la différence de longueur des deux demi-axes de l'ajour elliptique de l'étrier, de manière à pouvoir coopérer avec la face inférieure dudit étrier quelle que soit la position angulaire relative de ce dernier par rapport à la dent considérée. 3 - Vis étrier selon la revendication 2, caractérisée en ce que la partie lisse sous-tête est munie d'une pluralité de dents régulièrement réparties sur la périphérie d'une section droite de la vis et/ou diamétralement opposées deux à deux. 4 - Procédé de fabrication d'une vis à étrier selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il consiste à former chaque dent par percussion au voisinage immédiat du plan bissecteur de l'étrier, ce dernier étant immobilité au moins temporairement en position angulaire relative et sa génératrice faitière étant appliquée contre la tête de l'ébauche ou de la vis. 5 - Procédé de fabrication selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste à former les dents au moment de l'introduction de l'ensemble ébauche-étrier dans la glissière d' évacuation du poste d'enfilage d'une machine classique, à l'aide de percuteurs associés aux moyens d'introduction dans la glissière. 6 - Vis à étrier selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de retenue est constitué par une collerette de diamètre extérieur supérieur au petit axe de l'ajour elliptique de l'étrier. 7 - Procédé de fabrication d'une vis à étrier selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il consiste à former la collerette de retenue pendant le roulage de la vis, par laminage à froid, à l'aide d'un outil encastré dans un logement prévu dans la partie médiane de l'un des peignes, de préférence le peigne fixe, de la rouleuse utilisée.