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PROCEDE ET DISPOSITIFS POUR LA FABRICATION INDUSTRIELLE DE VIS.ET
ARTICLES SIMILAIRES.
(Inventeurs S. Chiaberta et P. Chiaberta) .
La présente invention concerne un procédé et des dispositifs pour le traitement d'un élément tréfilé, fil, une barrette ronde ou un élémentmé- tallique analogue en vue d'être transformé, moyennant des opérations très ra- pides, en une pièce semi-usinée prête à être transformée en une vis, et par- ticulièrement en une vis à bois, par une seule opération finale de filetage, exécutée selon le procédé usuel de roulage.
Il est connu que pour produire des objets déterminés, et particu- lièrement des vis dont le filet est obtenu par le procédé dit de roulage, il faut prédisposer de pièces semi-usinées, constituées par des pièces métalli- ques présentant, dans la zone destinée au filetage, un diamètre sensiblement inférieur à celui de la zone qui reste lisse ou cylindrique, afin de compenser l'augmentation du diamètre maximum du filetage résultant de l'expulsion du ma- tériel des zones destinées à former la cavité du fileta
Cette prédisposition indispensable est obtenue actuellement en sou- mettant à un traitement de réduction partielle de diamètre, les fils ou barret- tes métalliques obtenues par retranchement de l'élément tréfilé de départ.
Ce traitement de réduction est réalisé par différents moyens, c'est-à-dire, par forçage axial de la pièce à travers l'étampe., par compression latérale répétée en différentes directions et par d'autres moyens de déformation, qui requièrent cependant un temps considérable et qui, comme dit ci-dessus, doivent être ap- pliqués successivement à toutes les pièces destinées à être transformées en autant de vis. En'outre, les systèmes usuels de réduction du diamètre ne per- mettent pas, en général, de réaliser de façon satisfaisante la réduction du diamètre d'éléments assez longs, c'est-à-dire que les moyens actuels pour la fabrication de vis à filet roulé ne conviennent en général pas pour les vis dont la partie filetée est très longue.
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Le procédé selon l'invention permet d'obtenir des pièces semi-usi- nées présentant les conditions de conformation demandées par leur traitement final pour le filetage, par roulage., Selon l'invention, la prédisposition du matériel dans les différents diamètres des pièces semi-usinées, est effectuée lorsque le matériel même a encore la forme d'une barre ou barrette, pour achever ensuite le semi-usiné en tronçonnant la barre ou barrette ainsi pré- disposée en différentes pièces, lesquelles, manquant seulement et exclusivement leur tête et pointe conique, peuvent être achevées très rapidement et dans des machines simples et rapides comme celles utilisées pour la fabrication des clous usuels.
Plus particulièrement le procédé suivant la présente invention en- visage que le traitement de la barre ou barrette de départ à diamètre constant, en vue d' l'obtention de tronçons à diamètre réduit alternant avec des tron- çons qui gardent leur diamètre primitif, soit réalisé en tréfilant la dite bar- re dans un système de filières constituées de parties mobiles mutuellement rap- prochables et écartables, de façon à former une section dans laquelle la bar- rette est soumise à la contraction, et respectivement de façon à permettre le passage libre de la dite barrette.
Selon l'invention le système de filières comprend au moins deux filières successives, composées par des paires de matrices opposées formant entre elles la section de tréfilage en sollicitant la barrette dans deux plans orthogonaux entre eux. La première paire de matrices est réalisée en sorte de constituer un orifice à section substantiellement elliptique, de manière tel- le que la barrette traversant les dites matrices, s'aplatit, la partie aplatie se prolongeant à volonté selon la longueur désirée et selon le temps de rappro- chement des matrices.
Les matrices de la deuxième paire sont par contre con- formées et disposées de façon à s'appliquer sur la barrette en direction du plus grand axe de la section elliptique, imposée par la première paire, et à donner à la barrette aplatie une nouvelle section circulaire, coaxiale et in- férieure à celle originale.
En effectuant convenablement les mouvements d'ou- verture et de fermeture des matrices, en sorte que la deuxième paire agit rigoureusement sur les tronçons déjà soumis à l'action de la première paire, et de façon que les deux paires agissent exclusivement à des endroits détermi- nés du dispositif, on peut obtenir, à une vitesse de production industrielle admissible pour le procédé de tréfilage, un premier produit semi-usiné consti- tué par une barre, un fil, ou une barrette ronde, qui présente alternativement des tronçons de différents diamètres.
Une fois obtenu ce premier produit semi-usiné., selon la première phase du présent procédé, la production des ébauches ou articles semi-usinés prêts au filetage, sera plus rapide et économique, puisque le tronçonnage de la barrette décrite en pièces comprenant chacune déjà une partie de diamètre plus grand et une partie de diamètre plus petit, la réalisation de la pointe conique des vis et, enfin de la tête de vis peuvent être faits sur les machi- nes normales pour la production de clous, puisqu'aucune opération en vue de la réduction du diamètre des ébauches est encore nécessaire.
En pratique, l'invention envisage que la réalisation de la pointe conique soit effectuée simultanément avec le tronçonnage des pièces et la ré- alisation, par percussion axiale, de la tête de vis.
Les caractéristiques susdites ainsi que d'autres encore ressorti- ront davantage de la description détaillée donnée ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 schématise en vue perspective l'exécution du tréfilé à portions alternées de différent diamètre selon le procédé caractéristique de l'inventiono
Les figures 2, 3 et 4 schématisent à une échelle agrandie, la bar- rette pendant le traitement, sectionnée respectivement selon les lignes A-A, B-B et C-C de la figure lo
La figure 5 est une coupe transversale de la partie caractéristi- que d'un dispositif de tréfilage capable d'exécuter la première phase du pro- cédé suivant l'invention.
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La figure 6 représente un tronçon d'une barrette traitée selon les figures précédentes, prête à subir le traitement ultérieur à la phase suc- cessive du procédé de l'invention,
La figure 7 schématise en coupe longitudinale les organes actifs du moyen utilisé dans la deuxième phase du procédé.
Les figures 8 et 9 représentent respectivement l'article semi-usi- né, produit final du procédé suivant l'invention, et une vis obtenue à partir de cet article semi-usiné, moyennant roulage.
Supposant que le but final soit l'obtention d'une vis, conformée, par exemple, comme représentée à la figure 9, c'est-à-dire une vis à bois pré- sentant une partie cylindrique 1 à diamètre D, et une partie: filetée 3a dont le diamètre maximum D doit correspondre à celui de la dite partie cylindrique, et en considérant que cette partie filetée doit être obtenue par roulage, on sait qu'il faut disposer de pièces semi-usinées telles que représentées à la figure 8, c'est-à-dire, des éléments qui présentent une partie cylindrique 1 à diamètre D, et une partie cylindrique 1 présentant un diamètre inférieur d, cette dernière partie étant destinée à subir le traitement de roulage, au cours duquel l'on obtient le filetage 3a (figure 9)
et l'accroissement de dia- mètre jusqu'à atteindre la valeur D.
Le procédé selon l'invention permet la production très rapide et économique de l'article semi-usinéo Onutilisé, comme matière première, un tréfilé métallique normal à diamètre constant D.
La première phase du procédé, représentée schématiquement aux fi- gures 1 à 4, consiste dans le tréfilage de la barrette susdite ou du tréfilé de départ, et est exécutée de façon à transformer le dit tréfilé en une barre comportant alternativement des tronçons 1 dont le diamètre correspond au dia- mètre constant du tréfilé de départ 2 et des tronçons 1 à diamètre inférieur.
Ce résultat est obtenu en déplaçant, en direction de la flèche x, le tréfilé 2, entre une paire de filières constituées de matrices mobiles opposées res- pectivement 4,4 et 6,6,qui sont appliquées sur le tréfilé respectivement selon les flèches F,F et ];'];0 Comme schématisé particulièrement à la figure 3, les premières matrices 44 qui sollicitent le tréfilé 2 sont conformées de façon à former ensemble un orifice elliptique, dont le plus grand axe est substan- tiellement égal au diamètre du tréfilé de départ 2, lequel, en traversant la paire de matrices rapprochées 4,4 subit une première déformation en assumant une section aplatie 5.
Les tronçons déformés subissent à leur tour l'action des matri- ces 6,6, qui s'appliquent sur les dits tronçons, en direction des flèches E,E en coïncidant avec le plus grand axe de la section elliptique des dits tronçons 5, en imposant au tréfilé une nouvelle déformation, qui réduit à nouveau la section elliptique en forme circulaire, mais de diamètre inférieur, c'est-à-dire qui réalise des tronçons à section réduite 3. Les tronçons inter- médiaires l résultent simplement du libre passage du tréfilé de départ 2 à travers toutes les matrices montées à des distances convenables.
La figure 5 schématise un exemple d'exécution d'un dispositif de tréfilage, capable d'exécuter la première phase sus-décrite du présent pro- cédé. Cette machine, représentée en coupe transversale à l'endroit d'une des paires de matrices, se compose d'un corps 10 à travers lequel passe le tréfi- lé de départ 11, notamment entre les pièces opposées 12 et 13 constituant la première paire de matrices.
La pièce 12 est fixe et appuie sur le corps 10 à l'intervention d'une vis de réglage 14, tandis que la pièce 13 est mobile et sollicitée vers la pièce 12 par un levier 15. dont l'extrémité libre porte un galet 16 guidé sur une came 17, solidaire d'un arbre 18 dont le mouvement de rotation dépend et est proportionnel à la vitesse d'avancement du tréfilé Il dans la machine.Le dit tréfilé est, pendant son passage, alternativement serré entre les pièces 12 et Il et libéré par ces mêmes pièces, en sorte qu'on obtient alternativement des tronçons déformés et des tronçons qui conservent leur section originale,
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Simultanément, une deuxième came 19 de l'arbre 18 sollicite le ga- let 20 d'un deuxième levier 21 qui agit sur une pièce mobile 22,
qui fait par- tie de la deuxième paire de matrices, comportant une pièce fixe combinée avec une vis de réglage 23. La deuxième paire de matrices n'est pas visible au des- sin, mais elle correspond pratiquement à la paire 12-13, sauf qu'elle est dé- calée de 90 par rapport à la première paireo Le contact entre les leviers 15- 21 et les pièces mobiles, respectivement 13-22 est assuré par les vis de ré- glage,respectivement 24-25.
On obtient ainsi un tréfilé tel que représenté à la figure 6, qui présente alternativement des tronçons 1 de diamètre plus grand D et des tron- çons 3 de diamètre inférieur do Ce tréfilé peut très facilement être transfor- mé en un article semi-usiné (voir figure 8), en l'introduisant simplement dans une machine (figure 7) qui présente des cisailles opposées 30,30 qui se ferment en direction des flèches G,G au point de départ de chaque tronçon.2.; dans cet- te machine, les pinces 31,31 qui se rapprochent en direction des flèches H,H, viennent s'appliquer sur chaque tronçon immédiatement successif 1, déjà séparé d'avance du tronçon précédent 3.
Les pinces comportent des parties évasées 32.32 lesquelles forment ensemble un siège tronconique, dans lequel un marteau axial 33 sollicité en direction de la flèche L forme la tête de vis 34 La pointe conique 35 résulte directement du profil des pièces de coupe 30,30. De cette façon, en introduisant le tréfilé suivant la figure 6, en direction de la flèche 1µ, dans une machine comportant les parties actives schématisées à la figure 7, on obtient, moyennant un seul mouvement de ces parties et à très grande vitesse, un article semi-usiné selon la figure 8.
Il va de soi que si les têtes de vis ont des dimensions importan- tes l'action du marteau 33 peut être répétée.
Un article semi-usiné tel que représenté à la figure 8, devant être transformé en une vis telle que représentée à la figure 9, il suffit d' opérer le roulage de la partie ,3 et de prévoir la mortaise 36 à la tête 35.
Il va de soi que la mortaise ±µ pourrait aussi bien, et surtout dans le cas de vis du type économique, être obtenue directement par le marteau 33, muni dans ce cas d'un élément saillant correspondant.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé et dispositifs pour la fabrication industrielle de vis et articles similaires, comportant une partie filetée obtenue par roulage, caractérisés en ce que les ébauches présentant une partie de diamètre réduit pour la transformation successive par roulage de cette partie en trongon fi- leté sont obtenues par le retranchement successif d'un tréfilé, prédisposé de façon à présenter alternativement des parties de diamètre plus grand et des parties de diamètre inférieur.
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PROCESS AND DEVICES FOR THE INDUSTRIAL MANUFACTURING OF SCREWS.
SIMILAR ARTICLES.
(Inventors S. Chiaberta and P. Chiaberta).
The present invention relates to a method and devices for processing a drawn element, wire, a round bar or the like with a view to being transformed, by means of very rapid operations, into a semi-machined part. ready to be transformed into a screw, and in particular a wood screw, by a single final threading operation, carried out according to the usual rolling process.
It is known that in order to produce specific objects, and particularly screws the thread of which is obtained by the so-called rolling process, it is necessary to prepare semi-machined parts, consisting of metal parts having, in the intended zone at the thread, a diameter appreciably smaller than that of the zone which remains smooth or cylindrical, in order to compensate for the increase in the maximum diameter of the thread resulting from the expulsion of the material from the zones intended to form the cavity of the thread
This essential predisposition is currently obtained by subjecting to a treatment of partial reduction in diameter, the wires or metal bars obtained by cutting off the starting drawn element.
This reduction treatment is carried out by different means, that is to say, by axial forcing of the part through the die, by repeated lateral compression in different directions and by other means of deformation, which however require a considerable time and which, as said above, must be applied successively to all the parts intended to be transformed into as many screws. In addition, the usual systems for reducing the diameter do not, in general, allow the reduction in the diameter of fairly long elements to be achieved satisfactorily, that is to say that the current means for the manufacture of Rolled thread screws are generally not suitable for screws with a very long thread.
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The method according to the invention makes it possible to obtain semi-machined parts having the shaping conditions required by their final treatment for threading, by rolling. According to the invention, the predisposition of the material in the different diameters of the parts semi-machined, is carried out when the material itself still has the shape of a bar or bar, to then complete the semi-machined by cutting the bar or bar thus prepared into different parts, which, missing only and exclusively their head and conical point, can be completed very quickly and in simple and rapid machines such as those used for the manufacture of conventional nails.
More particularly, the process according to the present invention contemplates that the treatment of the starting bar or bar with constant diameter, with a view to obtaining sections of reduced diameter alternating with sections which keep their original diameter, either produced by drawing said bar through a system of dies made up of mutually reconcilable and separable moving parts, so as to form a section in which the bar is subjected to contraction, and respectively so as to allow passage free from said bar.
According to the invention, the system of dies comprises at least two successive dies, composed of pairs of opposed dies forming between them the drawing section by stressing the bar in two mutually orthogonal planes. The first pair of dies is made so as to constitute an orifice with a substantially elliptical section, such that the bar passing through said dies is flattened, the flattened part extending at will according to the desired length and according to the time. reconciliation of the matrices.
The dies of the second pair are, on the other hand, shaped and arranged so as to apply on the bar in the direction of the greatest axis of the elliptical section, imposed by the first pair, and to give the flattened bar a new section. circular, coaxial and smaller than the original one.
By suitably carrying out the opening and closing movements of the dies, ensure that the second pair acts rigorously on the sections already subjected to the action of the first pair, and so that the two pairs act exclusively at places determined from the device, it is possible to obtain, at an industrial production speed admissible for the wire drawing process, a first semi-machined product consisting of a bar, a wire or a round bar, which alternately presents sections of different diameters.
Once this first semi-machined product is obtained., According to the first phase of the present process, the production of blanks or semi-machined articles ready for threading, will be faster and more economical, since the cutting of the bar described into pieces each already comprising a part of larger diameter and a part of smaller diameter, the realization of the conical point of the screws and, finally of the head of the screw can be made on the normal machines for the production of nails, since no operation in view of the reduction in the diameter of the blanks is still necessary.
In practice, the invention envisages that the production of the conical point is carried out simultaneously with the cutting of the parts and the production, by axial percussion, of the screw head.
The aforementioned characteristics as well as others will become more apparent from the detailed description given below with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 shows schematically in perspective view the execution of the drawing with alternating portions of different diameter according to the characteristic process of the invention
Figures 2, 3 and 4 show schematically on an enlarged scale, the bar during treatment, sectioned respectively along lines A-A, B-B and C-C of figure lo
Figure 5 is a cross section of the typical part of a drawing device capable of carrying out the first phase of the process according to the invention.
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FIG. 6 represents a section of a strip treated according to the preceding figures, ready to undergo the treatment subsequent to the successive phase of the process of the invention,
FIG. 7 shows schematically in longitudinal section the active members of the means used in the second phase of the process.
FIGS. 8 and 9 respectively represent the semi-machined article, the end product of the process according to the invention, and a screw obtained from this semi-machined article, by rolling.
Assuming that the final goal is to obtain a screw, shaped, for example, as shown in Figure 9, that is to say a wood screw having a cylindrical part 1 of diameter D, and a part: threaded 3a whose maximum diameter D must correspond to that of said cylindrical part, and considering that this threaded part must be obtained by rolling, we know that it is necessary to have semi-machined parts such as shown in the figure 8, that is to say, elements which have a cylindrical part 1 with diameter D, and a cylindrical part 1 having a smaller diameter d, the latter part being intended to undergo the rolling treatment, during which the we obtain the thread 3a (figure 9)
and the increase in diameter until reaching the value D.
The method according to the invention allows the very rapid and economical production of the semi-machined article. As raw material, a normal metal drawn wire with constant diameter D.
The first phase of the process, shown schematically in Figures 1 to 4, consists in the drawing of the aforesaid bar or of the starting wire, and is carried out so as to transform said wire into a bar comprising alternately sections 1 of which the diameter corresponds to the constant diameter of the starting wire 2 and of the sections 1 with a smaller diameter.
This result is obtained by moving, in the direction of the arrow x, the drawn wire 2, between a pair of dies made up of opposing movable dies, respectively 4.4 and 6.6, which are applied to the drawn wire respectively according to the arrows F , F and]; ']; 0 As shown particularly schematically in FIG. 3, the first dies 44 which stress the drawn wire 2 are shaped so as to form together an elliptical orifice, the largest axis of which is substantially equal to the diameter of the wire. starting wire 2, which, passing through the pair of closely spaced dies 4,4 undergoes a first deformation assuming a flattened section 5.
The deformed sections in turn undergo the action of the dies 6,6, which are applied to the said sections, in the direction of the arrows E, E, coinciding with the largest axis of the elliptical section of said sections 5, by imposing a new deformation on the wire, which again reduces the elliptical section to a circular shape, but with a smaller diameter, that is to say which produces sections with reduced section 3. The intermediate sections l simply result from the free passage of the starting wire 2 through all the mounted dies at suitable distances.
FIG. 5 shows schematically an example of execution of a drawing device, capable of carrying out the first phase described above of the present process. This machine, shown in cross section at the location of one of the pairs of dies, consists of a body 10 through which passes the starting wire 11, in particular between the opposite parts 12 and 13 constituting the first pair. of matrices.
The part 12 is fixed and presses on the body 10 through the intervention of an adjusting screw 14, while the part 13 is movable and urged towards the part 12 by a lever 15. whose free end carries a roller 16 guided on a cam 17, integral with a shaft 18, the rotational movement of which depends on and is proportional to the speed of advance of the wire II in the machine. Said wire is, during its passage, alternately clamped between the parts 12 and It and released by these same parts, so that one obtains alternately deformed sections and sections which retain their original section,
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Simultaneously, a second cam 19 of the shaft 18 urges the roller 20 of a second lever 21 which acts on a moving part 22,
which is part of the second pair of dies, comprising a fixed part combined with an adjusting screw 23. The second pair of dies is not visible in the drawing, but it practically corresponds to the pair 12-13, except that it is offset by 90 with respect to the first pair. The contact between the levers 15-21 and the moving parts, respectively 13-22, is ensured by the adjusting screws, respectively 24-25.
A wire drawn as shown in FIG. 6 is thus obtained, which alternately has sections 1 of larger diameter D and sections 3 of smaller diameter do This wire can very easily be transformed into a semi-machined article ( see figure 8), by simply inserting it into a machine (figure 7) which has opposing shears 30,30 which close in the direction of arrows G, G at the starting point of each section. 2 .; in this machine, the grippers 31, 31 which approach in the direction of the arrows H, H, come to be applied on each immediately successive section 1, already separated in advance from the previous section 3.
The clamps have flared parts 32.32 which together form a frustoconical seat, in which an axial hammer 33 biased in the direction of the arrow L forms the screw head 34 The conical tip 35 results directly from the profile of the cutting parts 30,30. In this way, by introducing the drawn wire according to FIG. 6, in the direction of the arrow 1µ, into a machine comprising the active parts shown diagrammatically in FIG. 7, one obtains, by means of a single movement of these parts and at very high speed, a semi-machined article according to figure 8.
It goes without saying that if the screw heads have large dimensions the action of the hammer 33 can be repeated.
A semi-machined article as shown in Figure 8, to be transformed into a screw as shown in Figure 9, it suffices to roll the part, 3 and provide the mortise 36 at the head 35.
It goes without saying that the ± µ mortise could just as easily, and especially in the case of screws of the economical type, be obtained directly by the hammer 33, provided in this case with a corresponding protruding element.
CLAIMS.
1.- Process and devices for the industrial manufacture of screws and similar articles, comprising a threaded part obtained by rolling, characterized in that the blanks having a part of reduced diameter for the successive transformation by rolling of this part into a threaded section are obtained by the successive subtraction of a drawn wire, predisposed so as to present alternately parts of larger diameter and parts of smaller diameter.