Brevet FR2565871A1 — publié le 19851220

La présente invention concerne un procédé et un dispositif correspondant pour réaliser des lamelles élastiques munies d'extrémités épaissies conformément aux spécifications de l'utilisation. L'invention s'applique en particulier, bien que non exclusivement, aux lamelles utilisées dans l'industrie électrique pour constituer des organes de contact élastiques ; dans ces applications, on exige des lamelles que l'une de leurs extrémités, utilisée comme extrémité d'ancrage pour le conducteur, soit de plus grande épaisseur que l'autre extrémité qui porte les contacts et qui, évidemment, doit présenter l'élasticité voulue. En général, ces lamelles sont formées par découpage dans une bande élastique qui est munie, sur l'un de ses bords longitudinaux, d'une lamelle complémentaire fixée à ladite bande par soudage pour réaliser ainsi une zone marginale possédant l'épaisseur voulue. Dans d'autres cas, on utilise une bande de plus grande épaisseur que la lamelle finale, par exemple d'épaisseur double, et on enlève la portion de métal excédentaire, par exemple par fraisage. Toutes ces opérations sont exécutées pour obtenir une bande dont l'un des bords longitudinaux présente une épaisseur supérieure à celle de la lamelle élastique considérée, et d'où l'on tire ensuite lesdites lamelles. Ces opérations ont une incidence notable sur le coût de la lamelle ; en outre, les opérations de soudage et de fraisage ne permettent pas d'obtenir des lamelles élastiques possédant les caractéristiques physiques voulues, en particulier du fait de la soudure qui altère l'élasticité et affaiblit lesdites lamelles. L'invention a pour but d'éviter d'une façon rationnelle et satisfaisante les inconvénients précités ainsi que d'autres, en permettant d'obtenir des lamelles qui présentent une élasticité plus constante et qui possèdent une extrémité épaissie de forte épaisseur. Il est ainsi possible de réaliser des lamelles dont l'une des extrémités est épaissie, même avec une épaisseur notable comparativement h-l'épaisseur de la lamelle, en permettant ainsi, à la limite, d'obtenir des lamelles monolithiques où l'extrémité épaissie présente des trous filetés pouvant être utilisés pour retenir des conducteurs électriques ou pour assurer des fonctions analogues. Le procédé selon l'invention consiste à pratiquer des trous dans une zone voulue d'une feuille mé tallique élastique, à superposer à la zone perforée de la feuille un élément métallique complémentaire d'épaisseur prédéterminée et dans lequel sont pratiqués les trous correspondants qui colncident avec au moins une partie des trous pratiqués dans la feuillet et dont le diamètre est convenablement réduit par rapport à-celui desdits trous de la feuille métallique, à extruder ou repousser le métal des zones périphériques des trous dudit élément complémentaire dans les trous correspondants de la feuille métallique pour réaliser ainsi un assemblage continu et indémontable entre la feuille métallique et l'élément complémentaire. L'invention a également pour objet un dispositif de mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus, ce dispositif comprenant une pluralité de postes dont chacun est composé d'une matrice qui porte des poinçons correspondants destinés h-exécuter les opérations voulues sur la feuille métallique, caractérisé par au moins un premier couple matrice-poinçon qui pratique des paires de trous dans ladite feuille tandis que, au troisième poste, disposé perpendiculairement aux postes précédents, sont prévus des organes de guidage et de déplacement commandé agissant sur une bande métallique d'où l'on tire les éléments complémentaires munis de trous qui reçoivent des outils d'extrusion associés à des moyens servant à superposer et à faire coïncider les trous pratiqués dans la feuille élastique et dans l'élément complémentaire, afin de former à partir de la bande métallique des collets qui sont enfoncés par les outils extrudeurs dans les trous prévus dans ladite feuille élastique, afin d'assembler et de fixer solidement l'une à l'autre les parties qui constituent ladite lamelle composite. L'invention sera exposée ci-après à titre d'exemple dans la description qui va suivre et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - les figures 1 et 2 représentent respectivement en plan et en coupe longitudinale partielle, une lamelle élastique pour contacts électriques réalisée par le procédé selon l'invention ; - la figure 3 est une vue partielle en plan d'une bande métallique de laquelle on tire les lamelles des figures 1 et 2 - la figure 4 est une coupe longitudinale schématique d'un dispositif à plusieurs postes prévu pour le découpage des lamelles des figures 1 et 2, conformément à l'invention. On se reportera maintenant aux figures 1 et 2. Ces figures représentent une lamelle métallique A-B qui trouve avantageusement application dans les appareils électriques tels que les relais, temporisateurs et analogues L'une des extrémités A1 de la lamelle A-B porte solidairement un élément complémentaire B qui forme l'extrémité d'ancrage de la lamelle composite A-B. L'autre extrémité A2 de ladite lamelle A-B porte d'une façon connue un ou plusieurs contacts qui coope#reront avec des contacts fixes correspondants de l'appareil considéré, et qui appartiennent au circuit électrique à commander, tandis que d'autres trous pratiqués dans l'extrémité A1 de la lamelle servent à fixer la lamelle elle-même à l'appareil utilisateur. L'assemblage et l'ancrage des lamelles A et B l'une à l'autre seront expliqués #ci-après à propos du procédé selon l'invention et en regard des figures 3 et 4 des dessins. il convient d'indiquer que, dans ces figures, les épaisseurs des lamelles-A et B sont exagérées pour la facilité de la représentation, et sont représentées égales entre elles ; en pratique, ces épaisseurs sont au contraire différentes l'une de l'autre, ainsi qu'on l'a déjà dit, pour répondre aux besoins de l'utilisation de la lamelle composite A-B. Sur les figures 3 et 4, on a représenté également certaines des phases caractéristiques du procédé selon l'invention, en même temps que les outils élémentaires utilisés qui, en pratique, peuvent être regroupés pour constituer un dispositif d'ensemble à plusieurs postes successifs. Sur les figures 3 et 4, on a illustré un dispositif combiné à plusieurs postes, constitués par une partie relativement fixe ou matrice C1, et par une partie mobile ou contre-outil C2 ; ces deux parties du dispositif sont à leur tour composées de parties élémentaires convenablement accouplées en fonction des opérations exécutées successivement. Les outils élémentaires du dispositif combiné seront à présents décrits à propos du cycle de fonctionnement avec lequel on réalise la lamelle composite A-B des figures 1 et 2. Comme matière de départ pour réaliser ladite lamelle composite A-B, on utilise deux bandes métalliques indiquées schématiquement sur les figures 3 et 4 par D1 et D2, que l'on fait avancer dans le sens des flèches X1 et X2, le long de guides correspondants perpendiculaires entre eux et qui sont portés longitudinalement et transversalement par la matrice ou l'outil C1. Comme on le voit en se reportant à la figure 2, on pratique tout d'abord dans la bande D1 une pluralité de trous F1 et F2 (phase I) au moyen d'outils élémentaires correspondants dont chacun est composé d'un couple matrice-poinçon 10-11 (pour simplifier la représentation, on a représenté qu'un seul couple dans le cas illustré). Ensuite, on fait avancer la bande D1 dans le sens de la flèche X1 pour amener les trous F1, F2 au niveau de l'autre poste (phase II), où la matrice C1 présente une pluralité de trous 12 dans lesquels coulissent avec guidage des poinçons de frappe 14 associés à des enclumes 15 correspondantes fixées au contre-outil C2 (sur la figure 4, phase Il, les couples poinçons-enclumes 14-15 sont représentés dans la position initiale et dans la position finale). En ce qui concerne le cycle travaillant qui anime l'outil C1 d'une façon connue, le poinçon 14 est pressé contre le bord du trou F1 de la bande D1, laquelle est maintenue en appui par l'enclume 15, pour pratiquer un évasement au niveau du bord de chaque trou F1. La bande de tôle D1, en continuant son avancement pas-à-pas dans le sens de la flèche X1, atteint le poste suivant (phase III) qui est en colncidence et en alignement avec les guides de la bande D2. On fait avancer cette bande D2 en synchronisme avec l'avancement de la bande D1, et on pratique dans la bande D2 des trous F3, coaxiaux aux trous F1 et équidistants de ceux-ci. Ces trous F3 sont pratiqués dans la bande D2 par des couples matrice-poinçon non représentés et qui correspondent aux couples 10-11. La matrice C1, qui est dans l'alignement du poste III et perpendiculairement au sens de l'avancement X1 de la bande D1, comprend un poste complémentaire Illa (figure 3) qui présente des moyens de guidage pour la bande D2 et une pluralité de groupes poinçon-matrice (non représentés) identiques et correspondants aux éléments 10-11 de la figure 4, pour pratiquer dans ladite bande D2 une pluralité de trous F3 en nombre égal à celui des trous F1 pratiqués par lesdits poinçons 11 dans la zone correspondante de la bande D1. Le diamètre des trous F3 est avantageusement inférieur au diamètre des trous F1 pratiqués dans la bande D11et il est égal au diamètre des tétons pilotes 16' qui peuvent pénétrer dans ces trous avec un jeu extrêmement limité.Par contre, le diamètre des tétons d'extrusion 16" est avantageusement prévu en rapport du diamètre des trous F1, ainsi que cela sera expliqué plus loin. Un outil de cisaillage (non représenté) est prévu à l'extrémité ou tête de la bande transversale D2 et à une distance appropriée du bord longitudinal correspondant de la bande Di. La partie mobile de cet outil est avantageusement liée au contre-outil C2 pour découper dans la bande transversale D2 la plaquette B (figures 1 et 2) superposée à la lamelle A. Sur la figure 4, on a à nouveau indiqué les différentes positions des deux bandes D1 et D2 pendant les déplacements dans le sens des flèches X1 et X2. Plus précisément, dans la phase III, ces bandes sont superposées de manière que le segment percé de la bande D2 soit superposé à la bande D1 avec les trous F1 et F3 en coincidence et coaxiaux. Cette opération peut éventuellement être exécutée et assurée au moyen d'un poinçon pilote qui s'engage en coulissant dans les trous 18' et 18 de la matrice C1, et qui présente des diamètres correspondants aux trous F1 et F3. La phase III se poursuit avec la phase suivante IIIb où, tout d'abord, un presseur à ressort 17 serre les deux bandes D1 et D2 l'une contre l'autre ; ce presseur est associé à un couple poinçon-outil 1618. Sur la figure 3, les éléments du couple sont illustrés dans leur position initiale et dans leur position finale. Le poinçon 16 présente une configuration appropriée pour extruder et enfoncer le métal de la zone périphérique (collet) du trou F3 qui est formée avec un diamètre inférieur à celui du trou F1 sousjacent de la bande D1. Le poinçon 16 est guidé et coulisse dans les trous du presseur 17 solidaire du contre-outil C2 ; ce poinçon présente à sa partie inférieure des tétons 16' et 16" de différents diamètres1 le premier constituant un organe pilote en s'engageant dans le trou F3 de la bande D2, et le deuxième constituant l'organe extrudeur proprement dit ; pendant la descente du contreoutil C2, ces deux tétons pénètrent dans les trous coaxiaux correspondants 18' et 18" présentés par la partie formant contre-poinçon 18 solidaire de la matrice C1. il en résulte que, ainsi qu'on l'a déjà dit, pendant la descente du contre-outil C2, chaque poinçon 16 engage tout d'abord son téton pilote 16' dans le trou correspondant F3 de la bande transversale D2, en alignant ainsi ces trous F3, puis il pénètre dans le trou F1 soussacent de la bande longitudinale D1. Ensuite, pendant la poursuite de la descente du contreoutil CL, l'extrémité convenablement profilée du téton d'extrusion 16" entre en contact avec la périphérie du trou F3 correspondant de la bande D2, pour repousser et extruder ainsi la matière de la plaquette B (formée par le découpage de la bande transversale D2) à l'intérieur du trou F1 souseacent de la bande D1.Pendant cette phase, et ainsi qu'on l'a déjà dit, les deux bandes D1 et D2 sont pressées l'une contre l'autre et, entre la partie 18 de la matrice et le presseur 17 du contre-outil C2. il convient de remarquer que les diamètres des trous F1 et F3 sont prévus en fonction de l'épaisseur de la bande longitudinale D1, de telle façon que l'on puisse réaliser sur la face inférieure de la plaquette B (en contact avec la face supérieure de la bande D1) un collet extrudé, dont le diamètre est égal au diamètre du trou F1 correspondant et dont la hauteur est égale ou sensiblement égale à l'épaisseur de cette bande D1 et, par conséquent, à celle de la lamelle tirée de ladite bande D1. A la fin de cette phase, la bande longitudinale D1 porte les plaquettes B le long de sa zone marginale, et l'avancement de cette bande dans le sens de la flèche X1 se poursuit pour atteindre le poste final (phase IV). Dans ce poste, la plaquette B est serrée contre la bande longitudinale D1 par un presseur 20. Simultanément à cette opération, et au moyen d'un poinçon sertisseur 22 (Figure 4) muni d'un téton 22', on effectue le sertissage de l'extrémité du collet extrudé, sous l'action du téton qui s'enfile dans le trou F3 de la plaquette, et applique le bord du collet dans l'évasement du trou F1 de la bande longitudinale D1. Le poinçon sertisseur 20 est guidé à l'intérieur de la matrice C1 et contraint à coulisser dans cette dernière par des organes de commande appropriés (non représentés) qui prennent leur mouvement sur le contre-outil C2, c'est-à-dire en synchronisme avec les autres parties de l'outil. Avec cette opération, on réalise, en supplément du sertissage du collet de la plaquette B, également le calibrage du trou F3 qui est exécuté par le téton 22'. A la fin de la phase IV, et avec le nouveau déplacement d'un pas de la bande D1 qui porte la plaquette D2, cette bande atteint le dernier poste (phase V) dans lequel s'effectuent les opérations de calibrage de la plaquette B et d'élimination par découpage de la bande longitudinale D1 pour obtenir de cette façon la lamelle composite A-B, dans laquelle la plaquette B est solidement appliquée sur la lamelle A. La séparation de la lamelle composite A-B de la bande D1 est exécutée par découpage, au moyen d'un couple poinçon 24-matrice 25, cette matrice étant présentée dans une position appropriée de la matrice proprement dite C1. Au contraire, le poinçon 24, conjointement avec le poinçon 16 et d'autres parties, non repré sentées, sont guidés et coulissent dans une plaque de presse 26, dont sont également solidaires l'enclume 15 et le presseur 17, tandis que lesdits poinçons sont actionnés directement par le mouvement du plateau mobile de la presse qui porte l'outil considéré. La plaque de presse 26 est avantageusement fixée à la contre-matrice C2 au moyen de ressorts tarés qui, d'une façon connue, sont comprimés périodiquement par le mouvement de va-et-vient de la presse. il ressort de ce qui vient d'etre exposé que les buts visés par l'invention sont entièrement atteints, en ce sens que la lamelle réalisée par la mise en oeuvre du procédé décrit possède une partie terminale A1 d'une plus forte épaisseur que la partie restante, laquelle possédant la flexibilité voulue. L'extrémité épaissie A1 de la lamelle composite A-B peut facilement être ancrée à un support correspondant, pour coopérer avec les contacts fixes de l'appareil électrique considéré, cette fixation s'effectuant en utilisant certains des trous F2 prévus sur ladite extrémité A1. En outre, au moins certains des trous F3 présentés par cette extrémité peuvent être filetés pour recevoir des vis ou équivalents qui retiennent et serrent des conducteurs électriques ou équivalents. Ou encore, selon une autre forme de réalisation avantageuse, les conducteurs électriques sont reliés à la lamelle élastique A-B par les habituels raccordements élastiques d encliquetage. Dans ce cas, l'extrémité épaissie A1 de la lamelle composite A-B est biseautée pour recevoir la partie conjuguée de l'assemblage à encliquetage qui retient le conducteur électrique d'une façon connue. Bien que l'invention ait été décrite dans son application préférée, c'est-d-dire pour la réalisation de lamelles de contact pour appareils électriques en général, l'invention pourra être étendue à la réalisation de plaques ou petits éléments de machines en général qui présentent au moins une zone rapportée d'une épaisseur supérieure à celle de la zone de support. En ce qui concerne les caractéristiques du procédé selon l'invention, les épaisseurs des tôles qu'il s'agit d'accoupler peuvent varier, leur rapport étant compris entre 1/1,5 et 1/5, de préférence entre 1/2 et 1/3, l'épaisseur minimum de la tôle support D1 étant comprise entre 0,05 et 0,8 mm. il reste entendu que l'invention a également pour objet aussi bien le dispositif de mise en oeuvre que les lamelles obtenues ; ce dispositif peut essentiellement comporter au moins deux couples de poinçonnage 10-11 et 10'-11', et deux couples d'extrusion 16"-18". Avec cette modification ainsi que d'autres, on reste encore dans le domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé pour réaliser des éléments lamellaires élastiques possédant au moins une zone épaissie et pouvant être utilisés, par exemple, comme contacts électriques, caractérisé en ce qu'on pratique des trous (F1 -F2) dans une zone prédéterminée d'une feuille métallique élastique (D1) ; on superpose à la zone perforée de la feuille un élément métallique complémentaire (D2) ayant l'épaisseur voulue, et dans lequel sont pratiqués des trous correspondants (F3) qui coincident avec au moins une partie des trous (F1) pratiqués dans ladite feuille (D1) et dont le diamètre est convenablement réduit par rapport à celui des trous (F1) de la feuille métallique (D1) ; on extrude et repousse le métal des zones périphériques des trous (F3) dudit élément complémentaire (D2) dans les trous correspondants (F1) de la feuille métallique (D1) pour réaliser ainsi un assemblage continu et indémontable entre la feuille élastique (D1) de l'élément métallique complémentaire (D2). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on pratique aussi bien sur le bord de la feuille métallique (D1) que sur le bord de l'élément complémentaire (D2) des paires de trous (F1-F3), de façon que l'un des trous (F1) de chaque paire présente un évasement dans lequel est enfoncé et repoussé le métal du collet obtenu par l'extrusion.de la zone périphérique du trou (F3) de l'élément complémentaire (D2) pour assurer ainsi l'assemblage indémontable entre ledit élément et la feuille métallique. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on pratique dans la feuille métallique (D1) et dans l'élément complémentaire (D2) des paires de trous coaxiaux et alignés (F1-F3), de telle façon que la différence entre les diamètres des trous de chaque paire réalise sur l'une des faces dudit élément complémentaire un collet extrudé dont la hauteur est égale ou légèrement supérieure à l'épaisseur de ladite feuille métallique (D1 ) . 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 3, comprenant une pluralité de postes (I, Il, ...),dont chacun est constitué par une matrice (C1) et des poinçons correspondants (11, 16, 24) destinés à exécuter les opérations voulues sur la feuille métallique (D1), caractérisé par au moins un premier couple matrice-poinçon (10, 11) qui pratique des paires de trous (F1) dans ladite feuille (D1) tandis que, au troisième poste (III), disposé perpendiculairement aux postes précédents (I-II), sont prévus des organes de guidage et de déplacement agissant sur une bande métallique (D2) d'où l'on tire les éléments complémentaires (D2) munis de trous (F3) qui reçoivent des outils d'extrusion (16-18) associés à des moyens servant à superposer et à faire coïncider les trous pratiqués dans la feuille élastique (D1) et dans ledit élément complémentaire (D2), afin de former à partir de la bande métallique (D2) des collets qui sont enfoncés par lesdits outils extrudeurs dans les trous (F1) prévus dans ladite feuille élastique (D1) pour assembler et fixer solidement l'une à l'autre les parties qui constituent ladite lamelle composite (A-B). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par des moyens presseurs (17) servant à serrer entre eux, pendant l'extrusion du collet de l'élément complémentaire (B), la feuille élastique et la bande (D2) qui porte ledit élément complémentaire (B). 6. Dispositif selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le couple matrice-poinçon (10-11) est associé à des organes de frappe (14-15) qui pratiquent dans les trous (F1) de la feuille métallique (D1) des empreintes évasées dans lesquelles on engage ensuite les bords formés par les collets présentés par les éléments complémentaires (B). 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le poinçon (16) du couple matricepoinçon (16-18) présente au moins deux tétons coaxiaux (16"-16') de diamètres différents qui correspondent, le premier (16") au trou (F3) présenté par l'élément complémentaire (D2), et le second (16') sensiblement au diamètre du trou (F1) présenté par la feuille élastique (D1), pour imprimer une déformation plastique à la zone annulaire correspondant au premier trou (F3) et former sur la face inférieure de l'élément complémentaire (B) un collet qui, d'une part, est solidaire dudit élément complémentaire (D2) et qui, d'autre part, est enfoncé à force dans le trou (F1) prévu dans la feuille métallique (D1), ledit poinçon étant associé à un presseur à ressort (17) fixé au contre-outil (C2) et coopérant avec des trous de guidage associés (18') présentés par la matrice (C1). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé par un poinçon sertisseur (22) monté coulissant dans des guides présentés par la matrice (C1) et relié fonctionnellement au contre-outil et qui présente un téton de guidage et de référence (22') qui peut être engagé dans le trou du collet qui a été extrudé à partir de l'élément complémentaire (D2) tandis que, lorsqu'elle attaque le bord dudit collet, l'extrémité profilée dudit poinçon (22) le retourne et l'applique contre l'évasement prévu sur le trou (F1-) de la feuille élastique (D1). 9. Lamelle élastique, notamment pour appareils électroniques tels que des relais, temporisateurs et analogues, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 10. Lamelle élastique selon la revendication 9, caractérisée en ce qutà l'une de ses extrémités (A1), elle porte solidairement une plaquette (B) qui y est fixée par au moins deux collets formés par extrusion dans le métal de ladite plaquette, et qui s'appliquent à force contre des parois périphériques d'au moins deux trous (F1) prévus dans la lamelle élastique proprement dite (A). 11. Lamelle élastique selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisée en ce que les trous (F1) prévus dans la lamelle élastique proprement dite (A) présente tent au niveau de la face inférieure de cette lamelle des évasements dans lesquels s'engagent les bords retournés des collets extrudés de la plaquette (B). 12. Lamelle élastique selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisée en ce que l'extrdmité épaissie de la lamelle composite (A-B) est amincie pour recevoir une borne à encliquetage à laquelle est fixé le conducteur électrique qui aboutit à ladite lamelle composite.