Brevet FR2835577A1 — publié le 20030808

bande d'6lAments de recorement correspondanLe (22). Procédé de fabrication d'un élément de fixation à enfoncer au moyen d'un outil de scellement ainsi qu'un outil de scellement à cet effet et un élément de fixation La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un élément de fixation enfonçable au moyen d'un outil de scellement, un élément de fixation tel qu'un gouj on, clou ou analogue, avec une première portion de tige de dureté supérieure portant une pointe et une deuxième portion de tige de dureté relativement inférieure située à l'opposé de la pointe et un outil de scellement, avec un piston de scellement qui est guidé de manière mobile dans une cavité de l'outil de scellement et avec une tige de piston qui est disposée coaxialement sur le piston de scellement dans la direction de scellement et qui est guidée au moins temporairement dans un guide-goujon. Des éléments de fixation de ce type, comme par exemple des clous, goujons et analogues en acier, sont employés dans le domaine de la fixation pour fixer des objets sur des matériaux récepteurs durs comme du béton, du métal ou de la roche. À cet effet, les éléments de fixation comportent une tige avec une pointe rétrécie dans la direction de scellement et avec une tête qui est située à l'autre extrémité de la tige et qui est agrandie par rapport au diamètre de la tige. L'opération d'enfoncement s'effectue par exemple au moyen d'outils de scellement par explosif ou par gaz. Dans les procédés de fabrication d'éléments de fixation enfonçables au moyen d'outils de scellement, il est connu, lors du processus de fabrication, de façonner en usine une tête sur une tige après avoir préalablement découpé la tige à partir d'un fil métallique. Avant ou après le façonnage de la tête, dont la zone de bord excède en général le diamètre de la tige, une pointe, qui est disposée à l'extrémité de la tige située à l'opposé de la tête de l'élément de fixation fini, est également façonnée sur l'ébauche de l'élément de fixation. Compte tenu du nombre d'étapes de fabrication, ce procédé est assez compliqué. On connaît déjà, du document DE 41 39 653 A1, un élément de fixation, comme un clou, qui comporte une tête et une tige, une pointe étant réalisée à l'extrémité de la tige située à l'opposé de la tête. Alors que la tête est constituée d' acier déformable, la tige est constituée d' un acier qui présente une résistance mécanique élevée et qui ne peut être déformé que dans une proportion très limitée. Un élément de fixation de ce type est fabriqué par exemple selon le procédé décrit ci-dessus. La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients précités et de fournir un procédé qui permet une fabrication avantageuse d'éléments de fixation de ce type, et qui comprend les étapes suivantes: a) à partir d'un fil métallique on réalise un élément sur lequel sont façonnées une première portion de tige de dureté supérieure portant une pointe et une deuxième portion de tige de dureté relativement inférieure se raccordant à la première, b) l'élément est introduit dans le guide-goujon d'un outil de scellement, c) lors d'une opération de scellement de l'élément réalisée par l'intermédiaire du piston de l'outil de scellement, une tête dont le diamètre est 1S supérieur au diamètre de la deuxième portion de tige est façonnée sur l'extrémité libre de la deuxième portion de tige de l'élément et un élément de fixation est formé à partir de l'élément Conformément au procédé selon l' invention, un élément qui comprend une tige munie d'une pointe est d'abord réalisé à partir d'un fil métallique. La portion de tige sur laquelle se trouve la pointe présente une dureté supérieure obtenue par exemple lors d'une étape de trempe - à celle de la deuxième portion de tige qui s'y raccorde et qui présente une dureté inférieure. À la suite de cette étape de fabrication, les éléments de ressorts peuvent par exemple être emballés et le cas échéant aussi regroupés sous forme de magasins. Les éléments parviennent alors dans ce conditionnement au client, respectivement à lutilisateur d'un outil de scellement. Avant l'emploi d'un élément de ce type, celui-ci est introduit dans le guide-goujon d'un outil de scellement. Dans une étape ultérieure, une opération de scellement est déclenchée par l'utilisateur de l'outil de scellement par actionnement d'une gâchette. Lors de l'opération de scellement, une tête dont le diamètre extérieur est supérieur à celui de la deuxième portion de tige est façonnée par l'intermédiaire du piston de l'outil de scellement à l'extrémité libre de la deuxième portion de tige de l'élément, de sorte qu'un élément de fixation comportant une tête est réalisé au moyen de l'outil de scellement par l'opération de scellement. Le procédé selon l' invention permet de faire l'économie d'une étape de fabrication lors de la fabrication d'un élément de fixation scellable comme un gouon, un clou ou analogue, par le fait que la tête n'est façonnée que lors de l'opération de scellement de l'élément au moyen de l'outil de scellement. Les coûts de fabrication peuvent ainsi être abaissés dans une proportion de lO et plus. Il peut être avantageux que l'extrémité côté direction de scellement du piston de scellement, respectivement de sa tige de piston soit configurée en outil d'emboutissage qui, par l'intermédiaire d'une forme de matrice, détermine la forme extérieure de la tête façonnée sur l'élément. 2s Lors de l'opération de scellement, l'extrémité libre de la deuxième portion de tige de l'élément est déformée par la matrice se trouvant sur l'outil d'emboutissage, et la forme prédéfinie par la matrice est reproduite sur la tête remodelée de l'élément de fixation. Il est également avantageux que 1'extrémité configurée en outil d'emboutissage d'une tige de piston, respectivement la surface extrême de cette dernière soit disposée de manière échangeable sur l'outil de scellement. Cette mesure permet, avec un même outil de scellement, de donner à des éléments de fixation différentes formes de têtes en prévoyant, pour chaque forme de tête à faconner, un piston avec outil d'emboutissage/surface extrême muni d'une matrice de configuration correspondante. Il peut être]udicieux que la première étape de fabrication de l'élément comprenne un chauffage thermique de la première portion de tige ainsi que le refroidissement de l'élément par l'intermédiaire d'un courant gazeux s'écoulant le long de l'élément. Cette mesure permet de réaliser une zone de transition entre la première portion de tige de dureté supérieure et la deuxième portion de tige de dureté inférieure. Il peut également être avantageux que le courant gazeux s'écoule le long de l'élément à partir de l'extrémité libre de la deuxième portion de tige en direction de la pointe de l'élément. Cette mesure permet d'améliorer encore la réalisation d'une zone de transition entre la première portion de tige de dureté supérieure et la deuxième portion de tige de dureté relativement inférieure qui s'y raccorde. Conformément à une conception avantageuse du procédé selon l' invention et de l'élément de fixation, le procédé permet de fabriquer un élément dont la deuxième portion de tige est au maximum 3 fois plus longue que le diamètre de ladite portion de tige. La présente invention a également pour but de fournir un élément de fixation avantageux. Un élément de fixation de ce type est caractérisé en ce qu'entre les deux portions de tige est disposée une zone de transition dans laquelle la dureté diminue graduellement de la dureté supérieure à la dureté inférieure, une tête dont le diamètre est supérieur au diamètre de la deuxième portion de tige pouvant être faconnée à l'extrémité libre de la deuxième portion de tige de dureté inférieure. L'élément selon l' invention comporte trois zones de duretés différentes, une première zone qui comprend une première portion de tige de dureté supérieure portant la pointe, une deuxième zone qui comprend une portion de tige de dureté inférieure située à l'opposé de la pointe et une zone de transition qui est disposse entre les première et deuxième portions de tige et dans laquelle la dureté diminue graduellement de la dureté supérieure à la dureté inférieure. En outre, une tête qui présente un diamètre supérieur à celui de la deuxième portion de tige peut être faconnée à l'extrémité libre de la deuxième portion de tige de dureté inférieure. La zone de transition selon l' invention située entre les première et deuxième portions de tige permet à l'élément, respectivement à l'élément de fixation de ne 2s pas être arraché ni rompu lors de l'opération de scellement par les forces exercées sur lui à l' interface entre les première et deuxième portions de tige. Des essais ont montré qu'un élément, respectivement un élément de fixation pourvu d'une première portion de tige de dureté supérieure et d'une deuxième portion de tige de dureté inférieure et dépourvu de zone de transition a tendance à se fissurer lors de l'opération de scellement. Cela est rendu impossible par l'élément de fixation selon l' invention. Dans un mode de réalisation avantageux, l'élément de fixation comporte une zone de transition dont l' extension s axiale correspond au moins à 0, 15 fois le diamètre de la première portion de tige qui y est raccordée. Grâce à cette mesure, un arrachement ou une rupLure de l'élément de fixation selon l' invention durant l'opération de scellement est exclu. La présente invention a également pour but de fournir un outil de scellement qui, lors de l'opération de scellement, faconne une tête sur un élément et réalise ainsi un élément de fixation. L'outil de scellement est caractérisé en ce que l'extrémité côté direction de scellement de la tige de piston est configurée en portion formant outil d'emboutissage sur laquelle se trouve une matrice qui présente en négatif la forme de la tête d'un élément de fixation à sceller au moyen de l'outil de scellement. Il suffit donc de disposer, à l'extrémité côté direction de scellement de la tige du piston de scellement, une portion formant outil d'emboutissage sur laquelle se trouve une matrice qui présente en négatif la forme de la partie de tête qui peut être façonnée sur un élément de fixation au moyen de la portion formant outil d'emboutissage lors de l'opération de scellement. La conception selon l' invention d'un outil de scellement avec une portion formant outil d'emboutissage disposée sur la tige de piston permet, lors de l'opération de scellement, de façonner sur liextrémité libre d'un élément scellable une tête qui reproduit la forme de la matrice se trouvant sur la portion formant outil d'emboutissage. Dans un mode de réalisation avantageux de l'outil de scellement, le piston selon l' invention est facilement remplacable sur loutil de scellement. Cette mesure permet, en utilisant différents pistons, d' employer un même outil de scellement selon l' invention pour donner à divers éléments de fixation des têtes de formes différentes. Avec l'outil de scellement peut donc être livrée d'origine ou à titre d'accessoire par exemple une collection de pistons ou, au choix, seulement de portions formant outils d'emboutissage, lesquelles peuvent être montées sur les tiges de piston et permettent, selon leur emploi, d'obtenir des formes de têtes différentes sur des éléments de fixation. D'autres avantages et mesures de l 'invention apparaîtront à l'examen des sous-revendications, de la description ci- après et des dessins. Dans les dessins, l 'invention est représentée par deux exemples de réalisation. Ceux-ci montrent sur: la figure 1, sous forme schématique, une première étape de procédé pour la fabrication d'un élément de fixation; la figure 2, sous forme schématique, une étape de procédé ultérieure pour la fabrication d'un élément de fixation; la figure 3, sous forme schématique, une troisième étape de procédé pour la fabrication d'un élément de fixation; la figure 4, sous forme schématique, un élément issu de la troisième étape de procédé; la figure 5, sous forme schématique, un élément inséré dans un guide-goujon d'un outil de scellement dans une quatrième étape de procédé pour la fabrication d'un élément de fixation, la figure 6, sous forme schématique, la fin de l'étape de procédé représentée sur la figure 5 et un élément de fixation fini dans un support; la figure 7, un second mode de réalisation d'un élément de fixation selon l' invention et dans un support. Sur les figures 1 à 6 sont représentés un procédé selon l' invention pour la fabrication dun élément de fixation pour outils de scellement et un élément de fixation selon l'invention. Sur les figures 5 et 6 sont également illustrés le guide-goujon et l'extrémité côté direction de scellement d'une tige de piston selon l'invention. Dans une première étape de procédé selon la figure 1, un élément 10 (figure 2), respectivement une portion de fil métallique est d'abord réalisé par l'intermédiaire d'éléments coupants 32 à partir d'un fil métallique 50, comme par exemple d'un fil d'acier. À l'une de ses extrémités, celui-ci est façonné en forme de pointe 14 par un travail de formage périphérique radial. Cette pointe 14 peut être formée par exemple par un travail de déformation s mécanique ou encore par thermo-étirement. L'élément 10 ainsi créé est ensuite traité thermiquement par un chauffage intensif sur une source de chaleur 30, comme par exemple une flamme ou une source de chaleur inductive, après quoi il est à nouveau refroidi en continu par l'intermédiaire d'un courant gazeux approprié 31 (figure 3). Dans le présent exemple de réalisation, le courant gazeux s'écoule dans la direction de la flèche 52, de l'extrémité arrière de l'élément 10 vers sa pointe 14. Au terme de cette procédure, on obtient un élément 10 qui est visible sur la figure 4 et qui comporte une première portion de tige 11 de dureté supérieure et une deuxième portion de tige 13 de dureté inférieure. Entre les deux portions d'expansion 11, 13 se trouve une zone de transition 12 dans laquelle la dureté diminue graduellement de la dureté supérieure à la dureté inférieure de la portion de tige 13. Pour mieux la visualiser, cette zone 12 a été ombrée sur la figure 4. 2s Dans le présent exemple de réalisation, la longueur 40 de la deuxième portion de tige 13 correspond par exemple au maximum à 3 fois le diamètre 18 de la deuxième portion de tige 13. En revanche, la longueur 41 de la zone de transition 12 correspond à au moins 0,15 fois le diamètre 42 de la première portion de tige 11 qui s'y raccorde. Après qu'un élément 10 de ce type visible sur la figure 4 a été fabriqué, celui-ci peut être emballé ou placé dans un magasin et mis en vente. La transformation définitive de l'élément 10 en un élément de fixation 19, 19' n'intervient qu'après déformation de l'extrémité libre 15 de la deuxième portion de tige 13 dans un outil de s scellement, comme par exemple un outil de scellement à gaz, à poudre ou électropneumatique. Sur la figure 5 est représenté schématiquement un élément qui, dans le présent exemple de réalisation, est muni de rondelles en matière plastique 43 et est introduit dans le guide-goujon 20 d'un outil de scellement, lequel n'est pas représenté en détail ici. Après actionnement d'une gâchette, l'élément 10 peut être enfoncé dans la direction de scellement 27 dans un support (non représenté) par l'intermédiaire d'une tige de piston 24 d'un piston 21. Le présent piston 21 comporte une extrémité côté direction de scellement 26 de la tige de piston 24, laquelle est conformée en portion formant outil d'emboutissage 25. Cette portion formant outil d'emboutissage 25 comporte, sur la surface extrême 23 de la tige de piston 24, une matrice 22 dans laquelle est ménagée, sous forme d'empreinte négative, la forme d'une tête 16 d'un élément de fixation 19. Après actionnement dune gâchette non représentée ici, l'outil de scellement est déclenché et le 2s piston 21 ainsi que sa tige de piston 24 se déplacent à l'intérieur du guide-goujon 20 dans la direction de scellement 27 et enfoncent l'élément 10 dans un support 53 (cf. figure 6). Durant cette opération d'enfoncement, une partie de l'énergie de scellement est utilisée pour donner à l'extrémité libre 15 de la deuxième portion de tige 13 la forme d'une tête 16 par l'intermédiaire de la portion formant outil d'emboutissage 25. Cela est possible facilement car la deuxième portion de tige 13 est constituée d'un matériau de dureté inférieure comme par exemple un acier doux. Après le travail de formage réalisé, le diamètre 17 de la tête 16 est supérieur au diamètre 18 de la deuxième portion de tige 13. On notera enfin que la deuxième portion de tige 13 peut déjà présenter un diamètre supérieur à celui de la première portion de tige 11. On notera également que la portion formant outil d'emboutissage 25 peut aussi être montée de manière détachable sur la tige de piston 24, comme le montre schématiquement la figure 7, ce qui permet d'échanger de manière simple la portion formant outil d'emboutissage 25 pour la remplacer par une autre portion formant outil d'emboutissage 25, laquelle comporte une matrice d'une autre forme pour réaliser une tête différente sur un élément de fixation. Sur la figure 7 est illustré un second exemple de réalisation d'un élément de fixation 19', lequel a déjà été enfoncé par la tige de piston 24 d'un outil de scellement dans un support 53. L'outil de scellement et la tige de piston 24 ont déjà été retirés de l'élément de fixation 19', de sorte que la tête 16' est librement visible. Dans le présent exemple, cette tête 16' présente une forme, congruente avec la matrice 22', différente de celle de la tête 16 sur la figure 6. Il faut remarquer ici que la forme de la tête à réaliser d'un élément de fixation n'est pas limitée à l' illustration représentée ici. En effet, n'importe quelle forme de tête imaginable est possible. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un élément de fixation enfonçable au moyen d'un outil de scellement, tel qu'un gouj on, clou ou analogue, comprenant les étapes suivantes: a) à partir d'un fil métallique (50) on réalise un élément (10) sur lequel sont façonnées une première portion de tige (11) de dureté supérieure portant une pointe (14) et une deuxième portion de tige (13) de dureté relativement inférieure se raccordant à la première, b) l'élément (10) est introduit dans le guide-goujon (20) d'un outil de scellement, c) lors d'une opération de scellement de l'élément (10) réalisée par l'intermédiaire du piston (21) de l'outil de scellement, une tête (16, 16') dont le diamètre (17) est supérieur au diamètre (18) de la deuxième portion de tige (13) est façonnée sur l'extrémité libre (15) de la deuxième portion de tige (13) de l'élément (10) et un élément de fixation (19, 19') est formé à partir de l'élément (10). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la forme extérieure de la tête façonnée (16) est générée par l'intermédiaire d'une surface extrême (23) du piston de scellement (21) conformée en matrice (22). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface extrême et/ou le piston de scellement (21) sur lequel se trouve la surface extrême (23) sont disposés de manière échangeable sur s l'outil de scellement. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape a) comprend le chauffage thermique (30) de la première portion de tige (11) ainsi que le refroidissement de l'élément (10) par l'intermédiaire d'au moins un courant gazeux (31) s'écoulant le long de l'élément. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce 1S que le ou les courants gazeux (31) s'écoulent le long de l'élément (10) à partir de l'extrémité libre (15) de la deuxième portion de tige (13) en direction de la pointe (14). 6. Procédé selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la longueur (40) de la deuxième portion de tige (13) correspond au maximum à 3 fois le diamètre (18) de ladite portion de tige (13). 2s 7. Élément de fixation tel qu'un gouj on, clou ou - analogue, avec une première portion de tige (11) de dureté supérieure portant une pointe (14) et une deuxième portion de tige (13) de dureté relativement inférieure située à l'opposé de la pointe (14), caractérisé en ce qu'entre les deux portions de tige (13, 14) est disposée une zone de transition (12) dans laquelle la dureté diminue graduellement de la dureté supérieure à la dureté inférieure, une tête (16) dont le diamètre (17) est supérieur au diamètre (18) de la deuxième portion de tige (13) pouvant être fac,onnée à l'extrémité libre (15) de la deuxième portion de tige (13) de dureté inférieure. 8. Élément de fixation selon la revendication 7, caractérisé en ce que la longueur de la zone de transition (12) correspondant au moins à 0,15 fois le diamètre (42) de la première portion de tige (11) qui y est raccordée. 9. Outil de scellement, avec un piston de scellement (21) qui est guidé de manière mobile dans une cavité de l'outil de scellement et avec une tige de piston (24) qui est disposée coaxialement sur le piston de scellement (21) dans la direction de scellement (27) et qui est guidée au moins temporairement dans un guide-goujon (20), caractérisé en ce que l'extrémité côté direction de scellement (26) de la tige de piston (24) est configurce en portion formant outil d'emboutissage (25) sur laquelle se trouve une matrice (22, 22') qui présente en négatif la forme de la tête (16, 16') dun élément de fixation (19, 19') à sceller au moyen de l'outil de scellement. 2s 10. Outil de scellement selon la revendication 9, caractérisé en ce que le piston est monté de manière