Brevet FR2484569A1 — publié le 19811218

La présente invention concerne une vis perceuse permet- tant de fixer un composant sur une pièce de support particu- lièrement dure, du type comportant une tête et une tige raccordée à cette dernière et comportant un filetage mécanique auto-taraudeur, qui est aplati dans une section de per- çage à laquelle se raccorde une pointe rétrécie de perçage, et qui comporte une profondeur de pas diminuante et un diamètre extérieur diminuant, et dans laquelle la longueur axiale de la section de perçage est égale approximative- ment à l'épaisseur du composant devant être fixé et la position et la longueur axiales d'une section principale de filetage, située plus près de la tête et réalisée avec une profondeur de filetage totale et un diamètre extérieur total,sont telles que, lorsque la vis de perçage est à l'état complètement vissé, la section principale du fileta- ge est vissée dans la pièce de support, et dans laquelle en outre il est prévu deux rainures à copeaux diamétralement opposées et possédant une section transversale de base approximativement rectangulaire, dans la section de perçage et dans la pointe de perçage, ainsi qu'une arête transver- sale s'étendant entre les rainures à copeaux au niveau de l'extrémité libre de la pointe de perçage, et dans laquelle en outre les surfaces des rainures à copeaux situées en arrière suivant la direction de vissage de la vis forment des arêtes de coupe avec les parties, subsistant entre les rainures à copeaux, de la section de perçage et de la poin- te de perçage, et dans laquelle en outre la forme de base conique de la pointe de perçage est de préférence modifiée par des zones aplaties partant de l'arête de coupe. Une telle vis perceuse est connue d'après la demande de brevet allemand mise à l'Inspection publique sous le No. 1.303.320. De même,la demande de brevet allemand mise à l'Inspection publique No. 1.400.853 montre une vis perceuse analogue, mais ne comportant pas un filetage mécanique (filetage en V), mais un filetage de vis à tôle. Lors de l'utilisation des vis perceuses connues du type indiqué il est arrivé que, lors de la phase initiale de pénétration par perçage et de vissage dans la pièce de supporttrès dure, la pointe de perçage soit endommagée et quede ce faitla poursuite du perçage et du vissage s'en trouve compliquée. La solution facile à concevoir en vue de remédier à ces inconvénients éventuels et consistant à utiliser pour la vis perceuse un matériau possédant une résistance supérieure, implique une dépense élevée dispro- portionnée qui n'est pas admissible dans le cas des appli- cations usuelles de vis perceuses; les vis perceuses sont des articles typiques fabriqués en grande série, qui ne sont utilisés normalement qu'une fois ou à la rigueur quelquefois. Le problème à la base de l'invention est de créer une vis perceuse permettant de fixer un composant sur une pièce de support de préférence très dure et dans laquelle le risque d'endommagement de la pointe de perçage est for- tement réduit, moyennant une dépense faible et en tout cas admissible. Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'une vis perceuse du type indiqué plus haut, ca- ractérisée par le fait que le fond de chaque rainure à copeaux est rempli par une masse de remplissage, dont la surface extérieure constitue une surface transversale s'étendant entre les parois latérales de la rainure et for- mant avec ces dernières deux arêtes intérieures, et que l'arête transversale s'étend entre les arêtes intérieures situées en arrière suivant la direction de vissage de la vis. Il s'est avéré-que, dans le cas de la vis perceuse conforme à l'invention, le risque d'endommagement de la pointe de perçage est très fortement réduit et pratiquement éliminé. D'après les connaissances actuelles, ceci est sur- tout imputable au fait que par suite du remplissage du fond des rainures à copeaux avec la masse de remplissage, la ré- sistance est relativement fortement accrue précisément dans la zone soumise particulièrement à un risque, notamment dans la pointe de perçage. La vis peut par conséquent résister avec une grande sécurité aux contraintes maximum impliquées par le fonctionnement, notamment dans le cas d'un vissage excessif faisant foirer le filetage prédécoupé dans le com- posant devant être fixé. Cette action est assistée par le fait que le filetage mécanique utilisé dans la vis conforme à l'invention possède un pas de filetage plus fin que le pas de vis à tôle utilisé par ailleurs dans une large mesu- re dans les vis perceuses, de sorte que l'avance forcée se produisant tout d'abord lors de la pénétration avec per- çage dans la pièce de support est réduite de façon corres- pondante par le filetage ébauché dans la pièce de fixation. Par conséquentles avantages de la vis perceuse conforme à l'invention sont rehaussés notamment par rapport à des vis perceuses comportant un filetage dé vis à bois ou de vis à tôle (par exemple demande de brevet allemand miseà l'Inspection publique sous le No. 1.400.853). De manière étonnante, la vis conforme à l'invention présente en outre l'avantage supplémentaire selon lequel on peut utiliser des pièces de support plus dures et plus épaisses sans qu'il soit nécessaire de prévoir, sur la vis perceuse, des arêtes particulières de coupe à l'intérieur du filetage; de même, cet avantage doit être imputé, d'après les connaissances actuelles, à la capacité de charge, globalement fortement accrue, de la section de perçage et de la pointe de perçage. La fabrication de la vis conforme à l'invention n'est pas plus difficile que celle des vis perceuses connues de type correspondant; en particulier,on peut fabriquer égale- ment les rainures à copeaux, équipées de la masse de rem- plissage, en utilisant des procédés de déformation à froid, comme des rainures usuelles à copeaux comportant un fond complètement dégagé. Les avantages de la vis perceuse con- forme à l'invention sont obtenus uniquement par des dispositions de construction et non par le choix d'un maté- riau plus rigide et par conséquent d'un prix plus élevé correspondant. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, on peut obtenir un accroissement plus important de la capa- cité de charge dans la zone, particulièrement exposée, de la section de perçage et de la pointe de perçage en augmen- tant, dans la section de perçage, le diamètre du fond du filetage en direction de la pointe de perçage. Non seule- ment ceci permet de.réduire encore la profondeur du filet en direction de la pointe de perçage, de sorte que la pénétration avec perçage et la phase initiale de taraudage s'en trouvent facilitées tout comme le vissage excessif faisant foirer un filetage prédécoupé, mais également la réduction, augmentant en direction de la pointe de perçage par suite de l'allure des rainures à copeaux, de la section transversale du matériau est au moins partiellement compen- sée; ceci contribue nettement à accroître la résistance. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illus- tré schématiquement aux dessins annexés une forme de réali- sation de l'objet de l'invention. La figure 1 représente une vue en élévation latéra- le partielle schématique d'une vis perceuse conforme à. l'invention, sur laquelle on a en outre représenté par des traits formés de tirets un composant et une pièce de sup- port approximativement dans les positions dans lesquelles elles se trouvent au début du vissage de la vis dans la pièce de support très dure; et la figure 2 représente une vue en plan schématique de la pointe de perçage de la vis représentée sur la figure 1. La figure. 1 représente une vis perceuse dans une phase de son utilisation pour la fixation d'un composant 2 sur une pièce de support 4 très dure. Le composant 2 peut être par exemple constitué en une matière plastique, du bois ou des matériaux analogues, tandis que la pièce de support 4 peut être constituée en aluminium, en acier ou analogue. La vis perceuse possède une tête 6 dans laquelle est prévue par exemple une fente cruciforme ou une fente transversale permettant l'insertion d'un outil, et une tige 8 raccordée à cette tête. La tige se termine par une section de perçage et par une pointe de perçage 12 raccordée à cette der- nière; deux rainures à copeaux 14 diamétralement opposées sont prévues dans cette zone axiale. La tige 8 possède un filetage mécanique autotaraudeur (filetage en V) 16, qui est dimensionné de préférence conformément aux normes alleman- des DIN. Le diamètre extérieur du filetage est indiqué par les lignes en trait discontinu 18, tandis que le diamètre du fond du filet est indiqué par les lignes formées dé tirets 20. L'axe de la vis 22 est représenté au moyen d'un trait mixte. Dans la section de perçage 10, le diamètre du fond du filet augmente en direction de la pointe de perçage 12. Dans la forme de réalisation représentée, le filetage 16 s'étend jusqu'au niveau de la pointe de perçage 12. Ceci permet, par rapport aux vis dans lesquelles la pointe de perçage se raccorde à une section d'extrémité de la tige exempte de filetage (par exemple conformément à la demande de brevet allemand mise à l'Inspection publique sous le No. 1.303.320), une longueur hors-tout plus petite et une utilisation également pour des problèmes de fixation, pour lesquels le filetage doit avoir prise sur une courte lon- gueur et pour lesquels une section sans filetage serait un inconvénient. Comme le montre la figure 1 qui d'ailleurs n'est pas représentée à l'échelle, il est possible d'avoir des accroissements du diamètre du fond du filet d'environ à 30 %, ce qui est à comparer au diamètre du fond du filet dans une section principale de filetage 24 située plus près de la tête 6. Dans le cas de la forme de réalisa- tion représentée, l'accroissement du diamètre du fond du filet commence déjà avant le début de la section de perçage proprement dite 10. En direction de la tête, une section 26 sans filetage peut être également prévue entre la sec- tion principale de filetage 24 et la tête; cette section sans filetage est cependant très courte dans la forme de réalisation représentée. Comme dans le cas d'autres vis perceuses, la lon- gueur axiale de la section de perçage 10 est au moins appro- ximativement égale à l'épaisseur du composant 2 devant être fixé, à laquelle il faut habituellement ajouter en- core un supplément pour tenir compte d'un écartement 28, s'établissant en cours de fonctionnement, entre le composant 2 et la pièce de support 4. De même,comme dans le cas des autres vis perceuses, la longueur axiale et la position axiale de la section principale de filetage 24 sont choi- sies de manière que, lorsque la vis perceuse est à l'état complètement vissé, la section principale de filetage 24 soitvissée dans la pièce de support 4. Dans la forme de réalisation représentée, le diamè- tre extérieur du filetage 26 diminue en direction de la pointe de perçage 12. La diminution, ainsi provoquée,.de la résistance est relativement faible; l'accroissement de la résistance dû à l'accroissement du diamètre du fond du filet est nettement plus fortement marqué, étant donné que, grâce à cet accroissement, les entailles, situées entre les filets de vis et réduisant particulièrement fortement la résistance, sont de plus en plus remplies en direction de la pointe de perçage. Dans le cas de la forme de réalisa- tion représentée, l'accroissement du diamètre du fond du filet est égal approximativement à la réduction du diamètre extérieur. On voit que les profils de tous les filets de vis font partie constitutive d'un profil de base uniforme de filetage, du type réalisé dans la section principale 24. Ceci facilite la fabrication de la vis. En raison du pro- fil de base uniforme, les filets de vis possèdent des par- ties aplaties ou méplats 30 dont la largeur augmente au fur -et à mesure qu'ils se rapprochent de la pointe de perçage , et il s'établit entre les filets de vis une rainure 32 de fond de filet de plus en plus large et de pluâ en plus -plate. La profondeur de la structure de surface diminue donc de façon continue en direction de la pointe de perçage, au fur et à mesure que le diamètre moyen augmente; ceci con- duit également à un accroissement marqué de la résistance. Les deux rainures à copeaux 14 sont identiques c'est pourquoi on ne va décrire de façon plus détaillée qu'une rainure à copeaux 14 visible sur la figure 1. La rainure à copeaux 14 s'étend à partir de la forme conique de base de la pointe de perçage 12 en présentant une torme pointue à l'intérieur de la section de perçage 10, et le fond de cette rainure est rempli partiellement par une masse de remplissage 34, en forme de bande, dont la surface extérieure constitue une surface transversale s'étendant entre les parois latérales 36, 38 de la rainure et formant deux arêtes intérieures 40 et 42 de la rainure. L'arête transversale 46 s'étend entre les arêtes intérieu- res, situées en arrière suivant la direction 44 de vissage de la vis, des deux rainures à copeaux 14. Les surfaces 36 des rainures à copeaux, situées en arrière suivant la direc- tion 44 de vissage de la vis, forment des arêtes de coupe 48 avec les parties, subsistant entre les rainures à copeaux 14, de la section de perçage et de la pointe de perçage. La forme de base conique de la pointe de perçage 12 est défor- mée avec une forme de toit par les zones aplaties 50 par- tant de l'arête transversale 46. Ces zones aplaties 50 for- ment des surfaces en contre-dépouille pour les sections 52, situées dans la pointe de perçage 12, des arêtes de coupe 48 et accroissent la puissance de coupe lors de la phase initiale du perçage. De mêmeles surfaces de l'élément 34 et les surfaces 36 des rainures à copeaux, situées en arriè- re suivant la direction 44 de vissage de la vis, forment des surfaces en contre-dépouille pour les-arêtes de coupe 48 formées par lesdites surfaces. Ceci sert également à accroître la puissance de coupe, en particulier lors de l'avance au cours du processus de pénétration avec perçage. Dans le cas de la forme de réalisation représen- tée, les arêtes 54, réalisées entre les parties 34 et la surface extérieure de la pointe de perçage 12, font chacu- ne un angle aigu avec l'arête de coupe 46. Il s'est avéré que ceci est particulièrement favorable pour la puissance de coupe au cours de la phase initiale de pénétration avec perçage. Comme cela est visible sur la figure 2, dans le cas de la forme de réalisation représentée, les surfaces 38 des rainures à copeaux situées en avant suivant la direction 44 de vissage de la vis sont situées essentiellement suivant un diamètre de la vis perceuse. Cela simplifie la fabrica- tion de cette dernière. Contrairement à cela, les sections 52 des arêtes de coupe 48, situées dans la pointe de per- çage 12, sont réciproquement décalées par rapport à un diamètre de la vis passant entre elles, afin de former entre elles un élément de jonction suivant lequel s'étend l'arête transversale 46. Dans le cas de la forme de réalisation représentée, le filetage 16 est réalisé après la fabrication des rainu- res à copeaux 14, par formage à froid, en particulier par laminage ou par roulage. Lors de ce processus, en raison de la présence des filets de vis dans la section de perçage , on réalise des parties déformées en dents de scie 56 dans la section 58, s'étendant à travers le filetage 16, de l'arête de coupe 48. Ces déformations 56 agissent, lors de l'opération de coupe, à la façon de dents de déchirement et assistent le processus de coupe. REVENDICATIONS 1. Vis perceuse permettant de fixer un composant sur une pièce de support particulièrement dure, du type com- portant une tête et une tige raccordée à cette dernière et comportant un filetage mécanique auto-taraudeur, qui est aplati dans une section de perçage, à laquelle se raccorde une pointe rétrécie de perçage.et qui-comporte une profon- deur de pas diminuante et un diamètre extérieur diminuant, et dans laquelle la longueur axiale de la section de perça- ge est égale approximativement à l'épaisseur du composant devant être fixé et la position et la longueur axiales d'une section principale de filetage, située plus près de la tête et réalisée avec une profondeur de filetage totale et un diamètre extérieur total sont telles que, lorsque la vis de perçage est à l'état complètement vissé, la section principale du filetage est vissée dans la pièce de support, et dans laquelle en outre il est prévu-deux rainures à copeaux diamétralement opposées et possédant une section transversale de base approximativement rectangulaire, dans la section de perçage et dans la pointe de perçage, ainsi qu'une arête transversale s'étendant entre les rainures à copeaux au niveau de l'extrémité libre de la pointe de per- çage, et dans laquelle en outre les surfaces des rainures à copeaux,situées en arrière suivant la direction de vissa- ge de la vis, forment des arêtes de coupe avec les parties, subsistant entre les rainures à copeaux, de la section de perçage et de la pointe de perçage, et dans laquelle en outre la forme de base conique de la pointe de perçage est de préférence modifiée par des zones aplaties partant de l'arête de coupe, caractérisée en ce que le fond de chaque rainure à copeaux (14) est rempli par une masse de remplis- sage (34) dont la surface extérieure constitue une surface transversale s'étendant entre les parois latérales (36, 38) de la rainure à copeaux et formant avec cette dernière deux arêtes intérieures (40, 42), et que l'arête transversale (46) s'étend entre les arêtes intérieures (40, 42) situées en arrière suivant la direction (44) de vissage de la vis. 2. Vis perceuse selon la revendication 1, caracté- risée en ce que dans chaque rainure à copeaux (14), la lb surface de la masse de remplissage (34) et la surface.(36) de la rainure à copeaux, située en arrière suivant la direc- tion (44) de vissage de la vis, forment des surfaces de contre-dépouille pour les arêtes de coupe (48) formées par lesdites surfaces. 3. Vis perceuse selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisée en ce que l'arête (54), formée entre la masse de remplissage (34) et la surface extérieure de la pointe de perçage (12), fait un angle aigu avec l'arête transver- sale (46). 4. Vis perceuse selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisée en ce que les surfaces (38) des rainures à copeaux, situées-en avant suivant la direction (44) de serrage de la vis, sont situées essentiellement dans un plan radial de la vis perceuse. 5. Vis perceuse selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisée en ce que les sections -(52), situées dans la pointe de perçage (12), des arêtes de coupe (48) s'étendent en étant décalées réciproquement par rap- port à un diamètre, s'étendant entre elles, de la vis. - 6. Vis perceuse selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisée en ce que le diamètre (20) du fond du filet augmente dans la section de perçage (10) en direction de la pointe de perçage (12). 7. Vis perceuse selon la revendication 6, caractéri- sée en ce que le diamètre du fond du filet est accru d'envi- ron 10 à 30 %, par rapport à une section principale de file- tage (24) située plus avant en direction de la tête (6) de la vis. 8. Vis perceuse selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 7, caractérisée en ce que le filetage (16) s'étend jusqu'au niveau de la pointe de perçage (12). 9. Vis perceuse selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 8, caractérisée en ce que les profils de tous les pas de vis du filetage (16) font partie constitutive d'un profil uniforme de base du filetage. 10. Vis perceuse selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 9, caractérisée en ce que la section (58), s'étendant en travers du filetage (16), de l'arête de f484569 il coupe (48) est munie de parties déformées (56) agissant à la manière de dents de déchirement. 11. Procédé pour fabriquer la vis perceuse selon la revendication (10), caractérisé en ce que le filetage est réalisé par déformation à froid, après réalisation des rainures à copeaux.