Brevet FR2704608A1 — publié le 19941104

CHEVILLE METALLIQUE CREUSE ET SON PROCEDE DE FABRICATION L'invention se rattache au secteur technique des chevilles métalliques creuses réalisées en une seule pièce destinées à être fixées dans des parois ou autres emplacements par insertion dans des trous préparés à cet effet. II existe déjà de nombreux types de chevilles creuses mises sur le marché et notamment celles connues dans le commerce sous la marque "MOLLY" et faisant l'objet du Brevet français 2.546.989. On rappelle qu'une cheville de ce type comprend une tête circulaire avec directement formées par découpage des pointes de centrage, la cheville présentant sous la tête un collet relié à une cage taraudée d'extrémité par des bras susceptibles de se plier sous l'action et l'intervention d'un outil approprié destiné à permettre l'ancrage de la cheville. Le type de cheville décrit dans ce Brevet présente certains inconvénients en particulier par une multiplication des zones de faiblesse ou de fragilité formées sur la tête de la cheville et sur la cage intérieure, cela étant inhérent à la technique de fabrication. Ce type de cheville ne présente pas la robustesse souhaitée dans les zones de serrage, et par ailleurs les plots de centrage et d'accrochage de la tête dans la paroi sont très proches du collet sous-jacent à la tête, ce qui ne permet pas un ancrage satisfaisant. Le but recherché selon l'invention était donc de remédier à ces inconvénients en proposant un nouveau procédé de fabrication des chevilles, économique et conférant une très grande robustesse à la cheville. Un autre but était d'améliorer les conditions d'ancrage des chevilles sur les parois considérées. Un autre but était d'assurer un renforcement des zones de vissage dans la cage de la cheville pour assurer la déformation des bras de liaison entre la tête et la cage taraudée de la cheville. Selon une première caractéristique, la cheville métallique monobloc creuse du type comprenant une tête circulaire présentant des pointes de centrage et sous la tête un collet relié à une cage taraudée d'extrémité par des bras susceptibles de se plier pour assurer l'ancrage de la cheville, est remarquable en ce qu'elle comprend une tête circulaire avec diamétralement opposés deux picots d'ancrage, et deux fentes diamétralement opposées et perpendiculaires auxdits picots d'ancrage, lesdites fentes définissant deux bandes de découpe profilée en constituant deux demi-couronnes repliées dans un plan perpendiculaire et symétrique par rapport à la tête de la cheville et venant bout à bout par rapprochement pour définir le collet cylindrique de la cheville, et en ce que chaque demi-couronne se prolonge par un couple de deux bras formé dans le prolongement de deux demi couronnes avec une forme évasée en V et en ce que chaque couple de bras se prolonge lui-même en étant dans la continuité de fabrication monobloc de la cheville par une plaque profilée de caractéristiques dimensions et fonctions différentes, et en ce que une première plaque constitue une partie écrou en étant conformée sous forme d'une double paroi concentrique et de forme cylindrique, et en ce que la deuxième plaque constitue une enveloppe extérieure entourant la première plaque en assurant sa rigidification et sa protection, I'ensemble des plaques conformées définissant la cage taraudée pour le passage d'un outil. Selon une autre caractéristique, le procédé de fabrication inclut un processus d'automatisation des différentes phases opératoires à partir de la présentation d'une plaque établie sous forme d'une bande métallique, la mise en forme des chevilles étant établie de sorte que la formation de la tête soit disposée dans la partie médiane longitudinale de la bande tandis que les autres parties constitutives de la cheville sont réalisées transversalement et symétriquement de part et d'autre de la tête, lesdites autres parties étant le collet ét les couples de bras et la cage, celle-ci étant définie par une partie écrou et une enveloppe extérieure, et en ce que dans la mise en oeuvre du procédé les chevilles sont raccordées les unes aux autres par un cordon central définissant la base de référence de travail et de mise en oeuvre des différentes opérations. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention illustré non limitativement aux figures des dessins où La figure 1 est une vue en perspective d'une cheville selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale selon la ligne A-A de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne B-B de la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe transversale selon la ligne C-C de la figure 2. La figure 5 est une vue partielle en plan illustrant une partie de la bande nécessaire pour l'obtention de la cheville selon l'invention. Les figures 6 à 1 2 sont des vues en plan montrant différentes phases opératoires du procédé permettant l'obtention d'une cheville selon l'invention. Les figures 13 et 14 sont des vues complémentaires à la figure 1 2 en vue de profil montrant les deux phases opératoires complémentaires en fin de fabrication. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative aux figures des dessins. La cheville (1) selon l'invention comprend monobloc, à partir d'une seule pièce métallique de fabrication, une tête circulaire (2) présentant une ouverture centrale (2.1) avec une collerette intérieure (2.2) obtenue par repoussage. Ladite tête comprend, diamétralement opposés, deux picots d'ancrage (3) rabattus pour s'appliquer dans la paroi réceptrice de la cheville. La tête présente en outre deux fentes (2.3) diamétralement opposées perpendiculairement aux picots d'ancrage, lesdites fentes définissant deux bandes de découpe (4) à partir de la pièce métallique, et profilées en constituant deux demi-couronnes (4.1, 4.2) qui, repliées dans un plan perpendiculaire par rapport à la tête de la cheville, viennent bout à bout par rapprochement pour définir le collet (4.3) de la cheville. Les parois de chants des demi-couronnes sont jointives après serrage et permettent d'obtenir une forme cylindrique continue. Chaque demi-couronne se prolonge par un couple de deux bras (5 - 6) écartés l'un de l'autre par un intervalle approprié, lesdits bras étant formés dans le prolongement des deux demi-couronnes et étant réalisés avec une forme évasée en V dont le sommet (5.1 - 6.1) se situe presque dans la partie médiane des bras et est tourné vers l'extérieur. Chaque couple de bras se prolonge lui-même en étant dans la continuité de fabrication monobloc de la cheville par une plaque (7 - 8) profilée dont les caractéristiques, dimensions et fonctions sont différentes. La mise en forme et le rapprochement des plaques permettent d'obtenir respectivement une partie écrou et une enveloppe de protection et de rigidification. L'ensemble définit une cage (9) taraudée en prolongement de l'ouverture centrale formée sur la tête pour la réception d'un outil susceptible d'actionner et de permettre l'arrimage de la cheville dans une paroi par repliage des bras. Une première plaque (7) est établie pour constituer une partie écrou et est conformée sous la forme d'une double paroi (7.1 - 7.2) concentrique et de forme extérieure cylindrique, la paroi intérieure étant taraudée. La deuxième plaque est conformée pour définir, après mise en forme, I'enveloppe extérieure de la première plaque formant écrou en assurant sa rigidification et sa protection. La cheville ainsi décrite est particulièrement avantageuse en ce qu'elle offre une plus grande robustesse par une architecture et une conception nouvelle, la partie cage étant en particulier définie par trois parois, et la partie tête étant très correctement soutenue par deux demi-couronnes définissant le collet. En outre, les points d'ancrage sont situés le long de la périphérie de la tête, dans un plan concentrique, en étant éloignés du collet de la cheville. Les zones d'ancrage sont plus éloignées du centre de la cheville par rapport à leur position dans les chevilles fabriquées selon la technique antérieure, et l'on obtient ainsi une bien meilleure tenue de l'ensemble sur les parois support. La cheville creuse réalisée selon l'invention étant décrite, il convient maintenant de décrire son procédé de fabrication. La fabrication des chevilles selon l'invention s'effectue dans un processus d'automatisation des différentes phases opératoires à partir de la présentation d'une plaque (P) en tôle de grande longueur susceptible d'être acheminée pas à pas vers des postes opératoires de découpage, poinçonnage, pliage, roulage et autres. La plaque est établie sous forme d'une bande métallique en continu en tout matériau constitutif de la cheville à obtenir. On décrit ci-après l'ensemble des. phases opératoires qui permettent d'obtenir une cheville telle qu'illustrée figure 1. En phase initiale de présentation sur la machine susceptible de réaliser les chevilles, la plaque ou bande métallique est pleine. II y a lieu de préciser au préalable que, selon une originalité de l'invention, la fabrication des chevilles est établie de sorte que la formation de la tête (2) de celles-ci soit disposée dans la partie médiane centrale longitudinale de la bande, tandis que les autres parties constitutives de la cheville sont réalisées transversalement et de part et d'autre de la tête, par symétrie, les autres parties constitutives de la cheville étant la partie collet (4.3), les couples de bras (5 - 6), ainsi que la cage (9) définie par une partie écrou (7) et une enveloppe extérieure (8). Selon une autre originalité, ainsi qu'il apparaîtra dans la suite de la description, lesdites chevilles en cours de fabrication sont raccordées les unes aux autres par un cordon (10) central qui définit ainsi la base de référence de travail et de mise en oeuvre des différentes opérations, le cordon central étant éliminé en phase finale d'opération. Pour faciliter la description et la compréhension des différentes phases opératoires, on considère le sens d'avancement de la bande métallique selon la flèche (F) et on a représenté, par des vues en plan successives, les différentes phases opératoires. La bande métallique présente deux bordures longitudinales d'extrémité et l'on considèrera la bordure (B1) comme corrrespondant à la formation de la partie écrou, et la bordure (B2) opposée pour la formation de l'enveloppe extérieure. La première opération (Pî ) (figure 6) consiste à effectuer dans un plan transversal deux découpes identiques (11) mais opposées par rapport à l'axe longitudinal médian de la bande, et correspondant à la forme ou intervalle entre deux bras (5 - 6) adjacents de deux chevilles consécutives. Simultanément, on procède, le long de la bordure (B2), à une découpe transversale (12) ou un marquage susceptible d'identifier et de séparer deux largeurs consécutives de l'enveloppe extérieure entourant la partie écrou de la cage de la cheville. On exécute également, du côté de la bordure (B1), deux marquages (13) susceptibles de repérer certaines zones de pliage en vue d'effectuer ultérieurement la partie écrou de la cheville. Dans la partie centrale de la tête, on peut procéder à un marquage identifiant le type de cheville et toutes autres informations. La phase opératoire suivante (P2) (figure 7) consiste par une opération de découpage à réaliser le profil extérieur (14) de la pièce devant constituer la tête (2) et le collet (4.3), ainsi que les pièces (15 - 16) devant constituer la partie écrou et l'enveloppe extérieure de protection de l'écrou en vue de définir la cage de la cheville. Durant cette phase, on fait donc apparaître le cordon central (10) de liaison entre deux chevilles (1) consécutives disposées dans un plan longitudinal de la bande, la liaison s'effectuant par la partie tête des chevilles. On fait apparaître également sur la bordure (B 1), les profils de deux pièces adjacentes constitutives de la partie écrou des chevilles et le long de la bordure (B2), la partie enveloppe extérieure. Plus particulièrement, la pièce destinée à former l'écrou est réalisée avec deux zones (7.1 - 7.2), une partie (7.1) adjacente aux bras sensiblement rectangulaire, et l'autre (7.2) en jonction avec la bordure (B1) sensiblement trapézoïdale, des échancrures étant prévues aux endroits de jonction. La partie tête présente ainsi une forme rectangulaire et les bras sont ainsi préformés en combinaison avec l'opération précédente. Dans cette phase, L'outil de découpe permet de séparer le long de la bordure (B1) les parties de pièces destinées à faire écrou de deux chevilles consécutives. La phase opératoire suivante (P3) (figure 8) consiste à procéder, dans le cordon central (10), à deux découpes (17) opposées permettant d'obtenir, à partir de la tête, deux picots d'ancrage orientés dans le sens longitudinal de la bande et susceptibles de venir ultérieurement, après pliage, s'ancrer dans les parois. Simultanément, on procède au pliage de la partie trapézoïdale (7.2) de la pièce formant écrou selon une angulation à 90 , ce pliage s'effectuant par rapport aux échancrures précitées. La phase opératoire suivante (P4) (figure 8) consiste par un outil (18) approprié à sectionner et à séparer les pièces formant enveloppe extérieure le long de la bordure (B2) de deux chevilles consécutives. La phase opératoire suivante (P5) (figure 9) consiste à procéder au relevage de la partie collet (19) dans la zone de tête de la cheville, avec formation d'une ouverture centrale, (2.1) ainsi qu'au pliage à 1700 de l'écrou pour constituer une double paroi (7.1 - 7.2) sensiblement dans des plans parallèles. La phase opératoire suivante (P6) (figure 9) consiste à procéder à l'écrasement des deux parois (7.1 - 7.2) ainsi formées constitutives de l'écrou puis de former les brins (5 - 6) des bras de liaison avec la cage. On procède également au repliage à 90" de la périphérie (8.1) extérieure de l'enveloppe (8) de protection d'écrou pour l'obtention d'une forme non coupante. La phase opératoire suivante (P7) (figure 10) consiste à procéder à une déformation de la partie rectangulaire centrale pour obtenir, par une opération de cisaillage, la forme de la tête circulaire (2) avec deux fentes (2 - 3) diamétralement opposées disposées transversalement dans le plan axial entre les bras de liaison avec les parties d'extrémité susceptibles de constituer la cage de la cheville. La partie centrale découpée permet d'obtenir deux demi-couronnes (4.1 - 4.2) situées de part et d'autre de la tête transversalement au cordon central (10). A ce stade opératoire, les deux demi-couronnes obtenues restent plates et sont dans un plan inférieur au plan de la tête de la cheville. Lesdites demi-couronnes sont ainsi raccordées à celle-ci par une bande de matière résultant de la formation des fentes établies sur la tête de la cheville. La phase opératoire suivante (P8) (figure 11) consiste à plier en U, d'une part, la partie de pièce constitutive de l'écrou (7.1 - 7.2) mis en forme préalablement avec deux parois et, d'autre part, le pliage de l'enveloppe extérieure (8). La phase opératoire suivante (P9) (figure 12) consiste à procéder au roulage de l'écrou (7) c'est-à-dire en vue d'obtenir sa mise en forme cylindrique. On procède également au pliage des picots (3) dans un plan perpendiculaire à la tête. La phase opératoire suivante (P10) (figure 13) consiste à procéder au rabattement latéral autour de la tête des deux demi-parties de la cheville comprenant chacune une demi-couronne (4.1 - 4.2) et un couple de bras (5 - 6) associé soit à la partie écrou soit à l'enveloppe extérieure de protection. On obtient ainsi l'engagement de la partie écrou (7) à l'intérieur de l'enveloppe extérieure (8) formée sur l'autre demi-partie de la cheville. La phase opératoire suivante (P11) (figure 14) consiste au roulage final de l'enveloppe extérieure (8) c'est-à-dire sa mise en forme cylindrique autour de la partie écrou. La phase opératoire suivante (P12) consiste dans le repoussage de l'enveloppe extérieure pour l'obtention d'une forme arrondie d'extrémité. La phase opératoire suivante (P13) consiste dans la séparation de la cheville obtenue par rapport au cordon central. Les chevilles ainsi obtenues sont ensuite acheminées vers un poste opératoire qui permet d'obtenir le taraudage de la partie écrou. Selon le procédé de fabrication ainsi décrit, les différentes phases opératoires s'effectuent selon un automatisme qui permet de fabriquer des chevilles selon l'invention, dans un temps réduit. II y a lieu de souligner les avantages de ce procédé de fabrication grâce auquel on obtient des chevilles creuses de grande rigidité et selon une mise en oeuvre très équilibrée par rapport à la partie tête de celle-ci. II a été ainsi décrit les différentes phases opératoires dans une mise en oeuvre avantageuse de l'invention. Divers aménagements sont toutefois possibles tout en respectant le principe même de la fabrication. REVENDICATIONS -1- Cheville métallique monobloc creuse du type comprenant une tête circulaire présentant des pointes de centrage et sous la tête un collet relié à une cage taraudée d'extrémité par des bras susceptibles de se plier pour assurer l'ancrage de la cheville, caractérisée en ce que la cheville comprend une tête circulaire (2) avec diamétralement opposés deux picots (3) d'ancrage, et deux fentes (2.3) diamétralement opposées et perpendiculaires auxdits picots d'ancrage, lesdites fentes définissant deux bandes de découpe (4) profilées en constituant deux demi-couronnes (4.1) (4.2) repliées dans un plan perpendiculaire et symétrique par rapport à la tête de la cheville et venant bout à bout par rapprochement pour définir le collet cylindrique (4.3) de la cheville, et en ce que chaque demi-couronne se prolonge par un couple de deux bras (5,6) formé dans le prolongement de deux demi-couronnes avec une forme évasée en V et en ce que chaque couple de bras se prolonge lui-même en étant dans la continuité de fabrication monobloc de la cheville par une plaque (7, 8) profilée de caractéristiques dimensions et fonctions différentes, et en ce que une première plaque (7) constitue une partie écrou en étant conformée sous forme d'une double paroi (7.1-7.2) concentrique et de forme cylindrique, et en ce que la deuxième plaque constitue une enveloppe extérieure entourant la première plaque en assurant sa rigidification et sa protection, I'ensemble des plaques (7 et 8) conformées définissant la cage (9) taraudée pour le passage d'un outil. -2- Cheville selon la revendication 1, caractérisée en ce que les picots d'ancrage (3) sont disposés à la périphérie de la tête (2.1) de la cheville. -3- Cheville selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi intérieure (7.1) de la partie écrou (7) est taraudée. -4- Procédé de fabrication d'une cheville creuse métallique selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce qu'il inclut un processus d'automatisation des différentes phases opératoires à partir de la présentation d'une plaque (P) établie sous forme d'une bande métallique, la mise en forme des chevilles étant établie de sorte que la formation de la tête (2) soit disposée dans la partie médiane longitudinale de la bande tandis que les autres parties constitutives de la cheville sont réalisées transversalement et symétriquement de part et d'autre de la tête, lesdites autres parties étant le collet (4.3) et les couples de bras (5.6) et la cage (9), celle-ci étant définie par une partie écrou (7) et une enveloppe extérieure (8), et en ce que dans la mise en oeuvre du procédé les chevilles sont raccordées les unes aux autres par un cordon (10) central définissant la base de référence de travail et de mise en oeuvre des différentes opérations. -5- Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que la première opération (P1) consiste - à effectuer dans un plan transversal deux découpes identiques opposées par rapport à l'axe longitudinal médian de la bande et correspondant à l'intervalle entre deux bras adjacents de deux chevilles consécutives, - à réaliser une découpe transversale ou marquage sur l'une des bordures de la bande pour identifier et séparer deux largeurs consécutives de l'enveloppe extérieure, - à exécuter deux marquages repérant des zones de pliage de la partie écrou de la cheville. -6- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la phase opératoire (P2) consiste - par une opération de découpage à réaliser le profil extérieur (14) de la pièce constituant la tête (2) et le collet (4.3) ainsi que les pièces devant constituer la partie écrou et l'enveloppe extérieure, par la formation d'un cordon central (10) de liaison entre deux chevilles consécutives, - par la formation sur l'une des bordures de la bande des profils de deux pièces adjacentes constitutives de la partie écrou, - par la formation sur l'autre bordure de la bande de la partie enveloppe extérieure. -7- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la formation de la pièce formant écrou délimite une partie (7.1) adjacente au bras (5.6) et sensiblement rectangulaire, et une autre partie (7.2) trapézoidale en jonction avec la bordure correspondante de la bande, des échancrures étant prévues aux endroits de jonction. -8- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la phase opératoire suivante (P3) consiste - à réaliser dans le cordon central (10) deux découpes (17) opposées permettant d'obtenir deux picots d'ancrage à partir de la tête orientée dans le sens longitudinal de la bande, - à procéder au pliage de la partie trapézoidale (7.2) de la pièce formant écrou. -9- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la phase opératoire suivante (P4) consiste par un outil (1 8) à sectionner et à séparer les pièces formant l'enveloppe extérieure de deux chevilles consécutives. -10- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la phase opératoire suivante (P5) consiste à procéder au relevage de la partie collet dans la zone de tête de la cheville avec formation d'une ouverture centrale (2.1) et pliage à 170" de l'écrou pour constituer une double paroi. -11- Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la phase opératoire suivante (P6) consiste à procéder à l'écrasement des deux parois (7.2) (7.2) de l'écrou avec formation des brins (5 et 6) de liaison avec la cage, et également au repliage à 90C de la périphérie extérieure de l'enveloppe. -12- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la phase opératoire suivante (P7) consiste à procéder à une déformation de la partie rectangulaire centrale pour obtenir par cisaillage la forme de la tête circulaire (2) avec deux fentes (2 et 3) diamétralement opposées en définissant deux demi-couronnes (4.1-4.2) plates. -13- Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la phase opératoire suivante (P8) consiste à plier en U la partie de pièce constitutive de l'écrou défini par deux parois, ainsi que le pliage de l'enveloppe extérieure. -14- Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la phase opératoire suivante (P9) consiste à procéder au roulage de l'écrou pour l'obtention d'une forme cylindrique et au pliage des picots par rapport selon un plan perpendiculaire à la tête. -15- Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la phase opératoire suivante (P1 0) consiste à procéder au rabattement latéral autour de la tête de deux demi-parties de la cheville comprenant une demi-couronne et un couple de bras associés à la partie écrou et à l'enveloppe extérieure ; ladite partie écrou étant engagée dans l'enveloppe extérieure. -16- Procédé selon la revendication 15, caractérisé en la phase opératoire suivante (PI 1) consiste au roulage final de l'enveloppe extérieure et sa mise en forme cylindrique autour de la partie écrou. -17- Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que la phase opératoire suivante (psi 2) (17) consiste dans le repoussage de l'enveloppe extérieure pour l'obtention d'une forme arrondie d'extrémité. -18- Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que la phase opératoire suivante (P13) consiste dans la séparation de la cheville par rapport au cordon central. -19- Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que la phase opératoire suivante consiste par la formation d'un taraudage de la partie écrou de la cheville.