DESCRIPTION
La présente invention concerne une vis qui assure elle-même un perçage et un taraudage et elle concerne plus précisément une vis qui peut être fabriquée à l'aide d'une paire de matrices de forgeage.
Les vis perceuses et autotaraudeuses sont déjà connues dans la technique. Certaines de ces vis sont particulièrement adaptées à une fabrication par un procédé de fraisage, d'autres par fabrication par un procédé de forgeage mettant en œuvre deux matrices complémentaires, et certaines peuvent être fabriquées par l'un ou l'autre procédé. Un exemple de vis perceuse et autotaraudeuse qui est fabriquée de préférence par le procédé de forgeage est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 395 603. Les vis fabriquées selon les enseignements de ce brevet ont été très largement utilisées, car elles constituent un organe de fixation dont l'utilisation est simple et ne nécessitant pas de perçage préalable de la structure sur laquelle il est monté, la fabrication par des techniques de production en grande série de ces vis s'êtant révélée facile.
Lorsque l'utilisation de ces vis perceuses et autotaraudeuses a augmenté, la réduction du temps de perçage nécessaire à la vis a pris de l'importance, surtout dans des domaines tels que la fabrication des automobiles, la construction des bâtiments métalliques, etc.,
dans lesquels un grand nombre de ces vis est utilisé et en particulier lorsque des chaînes de fabrication en grande série sont utilisées pour la fabrication du produit. Une réduction du temps de perçage est donc devenue un facteur important pour la conception et la mise au point d'une vis perceuse et autotaraudeuse perfectionnée.
La présente invention a ainsi pour but de créer une vis perceuse et autotaraudeuse qui permet une réduction du temps de perçage par rapport aux vis connues du même type, surtout au début du perçage, et qui a des caractéristiques supérieures à celles des vis analogues de la technique antérieure.
La vis perceuse et autotaraudeuse selon l'invention, qui permet d'atteindre ce but, est caractérisée en ce qu'elle comprend une tige filetée et une extrémité pilote ayant en section transversale une forme ovale avec un grand axe et un petit axe qui se recoupent sous un angle droit sur Taxe central de la vis, deux goujures disposées longitudinalement sur l'extrémité pilote et formant deux surfaces de coupe aboutissant à un bord de coupe, les goujures délimitant en 5 outre une paire de portées concentriques à l'axe central de la vis, chaque portée ayant une surface courbe dirigée vers l'extérieur, ledit grand axe de la forme ovale se terminant dans ces surfaces courbes près des bords de coupe, et une gorge rectiligne de section courbe formée dans chaque surface de coupe et adjacente au bord de coupe, io La vis perceuse et autotaraudeuse peut être réalisée de manière que la gorge soit formée sur toute la longueur du bord de coupe.
Deux matrices coopérantes destinées à former l'extrémité pilote d'une vis perceuse selon l'invention, au cours d'une opération de forgeage à froid, sont réalisées de manière que chaque matrice com-15 porte une partie destinée à former une surface de coupe sur une pièce par rapprochement forcé des matrices l'une vers l'autre et contre la pièce pendant l'opération de forgeage, cette surface aboutissant à une surface de coopération des matrices, et une partie en saillie de section courbe dépassant de ladite partie formant la surface 20 de coupe, en position adjacente à la surface de coopération, afin qu'elle forme une gorge dans la surface de coupe de la vis pendant l'opération de forgeage à froid.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre donnée à titre explicatif et non 25 limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels:
la figure l! est une élévation avec des parties arrachées d'une vis perceuse et autotaraudeuse selon. l'invention;
la figure 2 est une élévation avec des parties arrachées représentant la vis de' la figure 1- après rotation de 90°;
30 la figure 3 est une-vue de bout à plus grande échelle représentant d'autres détails de- la vis représentée sur l'es figures 1; et 2;
la figure 4 est une perspective d'une partie d'extrémité de la vis des figures 1 et 2 et représente d'autres détails ;
la figure 5 est une coupe agrandie suivant là ligne V-V de la 35 figure 1;
la figure 6 est un schéma représentant une vis de la technique antérieure pendant sa mise en œuvre;.
la figure 7 est un schéma analogue à la figure 6 représentant la vis des figures I et 2 pendant sa mise en œuvre, et 40 la figure 8 est une perspective représentant l'une de deux matrices coopérantes utilisées pour la fabrication de la vis des figures 1 et 2.
On se réfère maintenant aux dessins et en particulier aux figures 1 à 4 qui représentent une vis perceuse et autotaraudeuse 10 ayant une tige 12 sur laquelle est formé un filet continu 14, et une extré-45 mité pilote 16. La vis 10 est pratiquement symétrique par rapport à l'axe central de la tige 12, ayant en section transversale une forme ovale avec un grand axe x-x et un petit axe y-y qui se recoupent sous un angle droit sur l'axe central de l'extrémité pilote 16. Deux goujures 18 et 20 sont formées dans l'extrémité pilote 16 et disposées lon-50 gitudinalement sur cette extrémité, et elles forment deux surfaces de coupe 22, 24.
Chacune des surfaces 22 et 24 de coupe aboutit à un bord 26,28 de coupe qui fait un angle aigu avec l'axe central de la vis 10. Le bord de coupe 26, 28 est disposé afin qu'il pénètre initialement dans 55 la surface métallique et guide l'extrémité pilote 16 de la vis.
Chacune des goujures 18, 20 a en outre pour rôle de délimiter deux portées 30, 32 qui sont concentriques à l'axe central de la vis 12. Les portées ont chacune une surface courbe 34, 36 dirigée vers l'extérieur. Le grand axe x-x de la forme ovale de l'extrémité pilote 60 16 se termine dans les surfaces courbes 34, 36 près des bords de coupe 26 et 28.
Comme l'indiquent les figures 1 à 4, la vis 10 a deux gorges recti-lignes 38,40 formées dans la surface de coupe 22 ou 24 près du bord de coupe 26 ou 28 respectivement. Dans le mode de réalisation re-65 présenté, la gorge rectiligne 38, 40 est disposée sur toute la longueur du bord de coupe respectif 26 ou 28.
La figure 5 représente la gorge 38 de section courbe, et cette section n'est pas forcément un véritable arc de cercle. L'effet de la
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gorge rectiligne 38 ou 40 est de former un copeau continu, comme représenté plus clairement sur la figure 7, et non plusieurs petits morceaux de copeau qui sont formés par les vis de la technique antérieure (représentées sur la figure 6), si bien que le copeau formé glisse progressivement dans la goujure 18 ou 20 en dehors du trou percé 5 par la vis.
Lors de la formation de la gorge 38, on a constaté que la profondeur D de la gorge devait être comprise entre environ 15 et 40% de l'épaisseur W de l'âme, comme représenté sur la figure 3, afin que la vis garde une bonne stabilité. 10
On se réfère maintenant à la figure 8 qui représente une matrice 50 faisant partie d'une paire de matrices coopérantes utilisées pour la fabrication des vis représentées sur les figures 1 à 4. La matrice 50 est analogue à celle qui est représentée dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique N° 3 395 603, mais elle est modifiée afin qu'elle permette la formation d'une vis ayant le perfectionnement décrit en référence aux figures 1 à 7.
La matrice 50 a une partie 52 destinée à former la surface 22 de coupe sur une pièce et une surface correspondante destinée à former 20 l'extrémité pilote 16 de la vis dans une opération de forgeage qui est bien connue dans la technique.
La surface 52 et la surface semblable de la matrice coopérante ont une partie en saillie, de section courbe, depuis la partie 52 qui forme la surface de coupe, et destinée à former la gorge rectiligne 38 lorsque l'extrémité pilote est formée dans une vis au cours d'une opération de forgeage à froid. Dans le mode de réalisation représenté, la surface 52 aboutit à une surface coopérante de la matrice qui coopère avec la matrice 50 dans une partie rectiligne 56, et la partie en saillie est disposée suivant l'axe de la surface coopérante afin qu'elle forme la gorge 38 (ou la gorge 40) dans la vis 10 décrite en référence aux figures 1 à 4.
On a constaté que, lors de l'utilisation de la structure décrite précédemment, la gorge rectiligne 38 ou 40 formée dans la surface 22 ou 24 de coupe de l'extrémité pilote 16 assurait un effet efficace de rabotage dû au faible angle de dépouille, si bien que le temps de perçage est raccourci. La surface de coupe 22 ou 24 ayant la gorge rectiligne 38 ou 40 formée à l'intérieur a un effet de raclage à l'extrémité du bout de perçage, agissant efficacement au début du perçage.
Comme décrit en référence aux figures 6 et 7, la gorge rectiligne 38,40 formée dans la surface de coupe 22 ou 24 respectivement forme un copeau continu qui participe à un mécanisme assurant une attraction de la pointe dans le matériau percé, si bien que les caractéristiques sont améliorées et le temps de perçage est raccourci.
2 feuilles dessins