Brevet FR2840460A1 — publié le 20031205

fixation. La presente invention concerne le domaine des vis de borne, c'est-a-dire les vis a fonction de conduction electrique. Plus precisement encore, la presente invention concerne le domaine des vis consues pour assurer un contact electrique intermittent dans le circuit d'allumage d'un moteur a combustion interne. A l'origine, les vis destinees a cette application ont ete realisees en un materiau homogene, par exemple integralement en cuivre, bronze ou acier. Cependant, le cahier des charges impose pour les vis bornes s'est severise ces derrieres annees. Il est ainsi demande une resistance au contact electrique et a l'etincellage superieure, pour garantir une usure moindre aux arcs electriques. Il est egalement demande une resistance mecanique superieure pour permettre d'admettre des couples de serrage plus eleve que par le passe. Enfin, il est generalement requis le passage d'un courant electrique d'intensite superieure et done une conduction electrique plus elevee. De la, les specialistes ont propose ces derniers temps des vis bi- matiere, ctest-a-dire des vis dont le corps principal est realise en acier, mais avec une tete creuse adaptee au brasage d'une pastille en alliage d'argent/tungstene brasee sur la fete. Techniquement ces vis bi-matiere a base d'acier comportant une pastille en argent/tungstene brasee donnent satisfaction. Cependant, ces vis soulevent une difficulte majeure qui est leur coOt eleve. Ce cout est dG entre autres a l'argent l tungstene: coGt matiere tres eleve et a la necessite de gerer deux composants: d'une part, le corps en acler, d'autre part, la pastille en argent/tungstene, et resulte egaiement du processus d'assemblage. La presente invention a maintenant pour but de proposer une nouvelle vis borne apte a repondre a un cahier des charges severe, et de coGt acceptable. La presente invention a notamment pour but de proposer une vis borne repondant au cahier des charges suivant: - resistance mecanique superieure a 580MPa, - une conductivite superieure a 25% IACS, et - un couple de serrage superieur a 15 Nm. Les buts precites vent atteints dans le cadre de la presente invention, grace a une vis borne monobloc caracterisee par le fait qu'elle est realisee en un alliage de cuivre a base de Cu. Ni, Si. Selon une caracteristique avantageuse de la presente invention, la vis borne est realisee a ['aide d'un alliage comprenant de l'ordre de 97% de cuivre, de 2 3 5% de nickel, typiquement de 2,5% et de 0,3 a 1% de silicium, typiquement 0,5%. D'autres caracteristiques, buts et avantages de la presente invention appara^'tront a la lecture de la description detaillee qui va suivre, et en regard du dessin annexe, donne a titre d'exemple non limitatif et sur lequel la figure unique annexee represente schematiquement une vis conforme a la presente invention. La vis borne 10 conforme a la presente invention est monobloc et formee en un materiau homogene 3 base d'un alliage de cuivre nickel silicium. Plus precisement, comme indique precedemment, de preference la vis 10 conforme a la presente invention est realisee a base d'un alliage comprenant de ltordre de 97% de cuivre, de 2 a 5% de nickel, typiquement 2,5% et de 0,3 a 1% de silicium, typiquement 0,5%. De preference, dans le cadre de la presente invention, la vis 10 est realisee a partir d'un fil circulaire de section constante et une frappe a froid, par exemple deux coupe. Apres ce processus de fabrication traditionnelle, la vis est de preference ltobjet d'un traitement thermique pendant deux heures a une temperature de l'ordre de 475 C, suivi d'une trempe a lteau. A priori, les inventeurs ont determine qu'aucune finition particuliere n'est necessaire. On va maintenant decrire la geometric generale de la vis borne conforme a un mode de realisation particulier et non limitatif de la presente invention. Celle-ci comprend un corps filete 12 centre sur un axe 14. Typiquement mais non limitativement, le corps filete ou tige 12 possede une longueur de l'ordre de 30 a 35 mm et un diametre de l'ordre de 8mm. La tige ou corps 12 peut etre adapte pour etre engage directement dans un alesage taraude. Neanmoins, dans la majorite des cas d'utilisation des vis bornes dans un circuit d'allumage d'un moteur a combustion, la vis est immobilisee a ['aide d'un ecrou engage sur ltextremite de la tige filetee 12. La vis 10 comporte par ailleurs une tete evasee 16 dont la section droite est non circulaire de revolution pour permettre une fonction antirotation, par exemple par engagement dans un evidement complementaire menage dans le capot de contacteur. La tete 16 peut presenter une section droite de geometric diverse, par exemple carree, hexagonale, ou toute autre forme equivalente non circulaire de revolution. Les dimensions de la tete 16 peuvent faire liobjet de nombreuses variantes. Typiquement la tete 16 possede une hauteur de l'ordre de mm (considere parallelement a l'axe 14) et des dimensions de l'ordre de 13xlOmm pour une tete de section rectangulaire. La surface superieure 18 de la tete 16, ctest-a-dire la surface perpendiculaire a l'axe 14 et assurant la fonction de contactage electrique est de preference plane, sans bevure et brut de frappe. Il est important qu'elle ne presente pas de concavite. Wile peut ainsi etre au moins legerement bombee, convexe. De Plus elle est lisse. Les aretes de la tete 16 a la fois paralleles a l'axe 14 et perpendiculaires a cet axe, vent de preference arrondies avec un rayon moyen de l'ordre de 0,40 a 0,50mm. Comme on l'a indIque precedemment, la vis borne 10 conforme a la presente invention est realisee de preference a partir d'un fil circulaire. Le procede de fabrication de la vis borne O conforme a la presente invention comprend essentiellement trots phases. La premiere phase consiste a trefiler le fil circulaire deroule de la bobine d'origine pour obtenir le diametre et la resistance mecanique souhaites. Cette etape est typiquement operee pour obtenir, selon un mode de realisation particulier et non limitatif, un fil repondant aux caracteristiques suivantes: - diametre de 7,5mm pour une vis finale de diametre 8mm, - charge de rupture R en Mpa: 320 a 400, - limite d'elasticite E a 0,2% Mpa: 290-380, - allongement: 10-20%, - durete Vickers HV10: 105 a 125. La deuxieme etape consiste a operer la frappe du fil, pour obtenir la geometric sonhaitee de vis et ecrouir. Il s'agit de preference d'une frappe a froid, par exemple deux coupe. La troisieme etape consiste a operer un traitement thermique pour obtenir une resistance mecanique et une conductivite electrique adequates. De preference, le traitement thermique est opere par maintien a une temperature de l'ordre de 475 C pendant deux heures, c'est-a-dire ma intien des pieces a temperature constante pu is refroid issement rapide, a ['air, voir a l'huile, de preference a l'eau. Le cas echeant, les pieces peuvent etre ltobjet d'un nettoyage avant utilisation. La Demanderesse a constate que les vis bornes realisees avec la geometric, l'alliage et le procede precise, presentent des caracteristiques superieures aux vis jusqu'ici proposees selon l'etat de la technique. Bien entendu la presente invention n'est pas limitee au mode de realisation particulier qui vient d'etre decrit mais s'etend a toute variante conforme a son esprit. s REVENDICATIONS 1. Vis borne monobloc, caracterisee par le fait qu'elle est realisee en alliage de cuivre 3 base de Cu. Ni, Si. 52. Vis borne selon la revendication 1, caracterisee par le fait qutelle comprend un pourcentage de cuivre de l'ordre de 97%. 3. Vis borne selon l'une des revendications 1 ou 2, caracterisee par le fait qu'elle comprend un pourcentage de nickel de 2 3 5%. 4. Vis borne selon l'une des revendications 1 3 3, caracterisee par le fait qu'elle comprend un pourcentage de nickel de ltordre de 2,5%. 5. Vis borne selon l'une des revendications 1 3 4, caracterisee par le fait qutelle comprend un pourcentage de silicium de 0,3 3 t%. 6. Vis borne selon l'une des revendications 1 3 5, caracterisee par le fait qu'elle comprend un pourcentage de silicium de l'ordre de 0, 5%. 7. Vis borne selon l'une des revendications 1 3 6, caracterisee par le fait que la surface superieure (18) d'une tete evasee (16) de la vis est plane ou iegerement bombee convexe, et de preference lisse. 208. Procede de fabrication de la vis borne conforme 3 lune des revendications 1 3 7, caracterise par le fait qu'il comprend les etapes consistent 3 trefiler un fil circulaire en alliage de cuivre nickel silicium, operer au moins une operation de frappe, puis un traitement thermique. 9. Procede selon la revendication 8, caracterise par le fait que I'etape de frappe consiste en une frappe 3 froid, de preference deux coupe. 1O. Procede selon l'une des revendications 8 ou 9, caracterise par le fait que l'etape de traitement thermique comprend un maintien en temperature pendant une duree de l'ordre de deux heures 3 une