FR2801650A1 - Ensemble a boulon et agrafe de retenue, et son procede de fabrication - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un ensemble à boulon et agrafe.Elle se rapporte à un ensemble qui comprend un boulon (32) possédant une tête, une saillie carrée dépassant vers l'extérieur de la tête du côté opposé à l'extrémité filetée, un matériau métallique supplémentaire formé par frappe à l'extérieur de la saillie carrée, et une agrafe (42) de retenue ayant une ouverture carrée complémentaire de la saillie de la tête. Le matériau supplémentaire mis en forme s'étend au-dessus de l'ouverture de l'agrafe (42) et tout autour de l'ouverture et forme une protubérance (40') sur le boulon (32) qui maintient l'agrafe (42) en place, et l'agrafe (42) formée d'une feuille métallique est courbée afin qu'elle empêche l'agrafe (42) et le boulon (32) de tourner l'un par rapport à l'autre.Application à la fixation des moteurs d'automobile.
Description
La présente invention concerne des boulons associés à des agrafes
destinées à empêcher la rotation des boulons,
l'ensemble à boulon et agrafe ne se séparant pas facilement.
Des boulons à agrafe pour moteur connus sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 4 974 274 délivré le 4 décembre 1990 sous le titre "Method of Making an Engine Clip Bolt", n 5 092 723 délivré le 3 mars 1992 sous le titre "Engine Clip Bolt", et n 3 451 456 délivré le
24 juin 1969 sous le titre "Bolt with Restrainer".
Le brevet précité n 3 451 456 décrit un boulon muni d'une agrafe de retenue en rotation, fixée à la tête du boulon soit (1) par trois rivets qui sont solidaires de la
tête du boulon et qui passent dans trois trous complémen-
taires de l'agrafe, soit (2) par un boulon ayant une tige carrée à rivet, passant dans une ouverture carrée de
l'agrafe, les coins de la tige étant rivetés sur l'agrafe.
Les descriptions des brevets précités n 4 974 274 et
092 723 sont pratiquement analogues et concernent la réalisation d'une agrafe ayant une ouverture dentelée et un
boulon à saillie cylindrique sur la tête, passant initia-
lement dans le trou dentelé formé dans l'agrafe et qui est
refoulé de manière orbitale vers l'extérieur dans les cavi-
tés dentelées et sur toute l'ouverture de l'agrafe. Cette configuration est destinée à maintenir l'agrafe en place sur le boulon, même si l'agrafe tourne par rapport au boulon,
afin qu'une détérioration éventuelle de l'appareillage asso-
cié, pouvant être provoquée par une agrafe libre, soit évitée. Les documents des dossiers des brevets précités n 4 974 274 et 5 092 723 décrivent la signification du terme "dentelé" par "ayant un bord, une bordure ou un dessin ondulé", et du terme "dent" comme étant "une saillie d'une
série de saillies arrondies".
Les brevets précités n 4 974 274 et 5 092 723 mettent en oeuvre une machine d'estampage orbital destinée à refouler la saillie cylindrique afin qu'elle pénètre dans les cavités dentelées. Cette opération est relativement coûteuse et longue, car une machine d'estampage orbital peut coûter 30 000 $ des E.U.A. environ, et l'opération d'estampage orbital nécessite un intervalle de temps notable pour l'avance de l'outil d'estampage lorsqu'il est en rotation. Ainsi, l'invention a pour objet la formation d'un ensemble fiable à organe à boulon et agrafe de retenue au cours d'une opération plus rapide et moins coûteuse que
l'opération d'estampage orbital décrite précédemment.
Dans un mode de réalisation de l'invention, un ensemble à boulon et agrafe de retenue a une tête de boulon ayant une partie en saillie carrée du côté de la tête opposé à l'extrémité filetée du boulon, et une partie en saillie dépassant à l'extérieur du centre de la partie à saillie carrée. Une agrafe d'organe de retenue a une ouverture carrée complémentaire, et est fixée en position par déformation de la partie en saillie vers l'extérieur du boulon, afin que le métal déformé constitue une protubérance s'étendant au-dessus de la surface de l'agrafe, tout autour de l'ouverture formée dans l'agrafe, si bien que l'agrafe de
retenue est fermement retenue sur le boulon.
Un avantage important de cette nouvelle réalisation est que l'étape finale de mise en forme du métal peut être réalisée par une simple étape rapide de refoulement par une poinçonneuse ou analogue, si bien que l'opération longue et coûteuse d'estampage orbital utilisée dans les brevets
précités n 4 974 274 et 5 092 723 est évitée.
De façon plus générale, à la place de la partie en saillie de forme carrée, la partie en saillie peut avoir la forme d'un autre polygone régulier, tel qu'un triangle, avec
une ouverture complémentaire dans l'agrafe de retenue.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
seront mieux compris à la lecture de la description qui va
suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexes sur lesquels: la figure 1 est une coupe partielle représentant un ensemble connu à boulon et agrafe de retenue; la figure 2 est une vue éclatée de l'ensemble de la figure 1 représentant une ouverture dentelée formée dans l'agrafe et un prolongement de la tête du boulon avant l'étape d'étampage orbital; la figure 3 est une vue éclatée en perspective d'un ensemble à boulon et agrafe de retenue avant la fixation de l'agrafe de retenue en position, illustrant les principes mis en oeuvre selon l'invention; la figure 4 est une vue en perspective représentant le boulon et l'agrafe de retenue après le refoulement d'une protubérance qui maintient en place l'agrafe; et la figure 5 est une vue en plan de l'ensemble à agrafe et boulon de la figure 3 après l'assemblage de l'agrafe sur
le boulon, mais avant refoulement de la protubérance desti-
née à maintenir l'agrafe en place.
On se réfère maintenant aux dessins; la figure i est une coupe partielle et la figure 2 une vue éclatée du dispositif de la technique antérieure décrit dans le brevet
précité des Etats-Unis d'Amérique n 5 092 723.
Dans le cas de cette technique antérieure illustrée par les figures 1 et 2, un boulon 12 a une extrémité filetée 14 et une tête 16. Le boulon 12 est normalement formé à partir d'un fil ou d'une barre métallique, et la tête 16 est formée dans une machine de confection de têtes. De telles machines travaillent à des vitesses élevées et elles sont très bruyantes, car elles maintiennent la tige du boulon et viennent frapper l'extrémité de la matière sous forme du fil ou de la barre avec une matrice qui élargit l'extrémité de la matière sous forme d'un fil ou d'une barre pour former la tête 16 et qui forme aussi la saillie cylindrique 18 qui
s'étend vers l'extérieur de la tête 16.
L'agrafe 20 a une ouverture 22 ayant une périphérie dentelée. L'agrafe 20 est montée sur la saillie 18 sur le boulon. La saillie 18 est alors soumise à une opération d'estampage orbital au cours de laquelle la saillie 18 pénètre dans les cavités de la dentelure de l'ouverture 22 de l'agrafe 20, et forme la protubérance 24 de retenue qui recouvre la surface supérieure de l'agrafe 20. L'agrafe 20 a une partie courbée 23 qui est au contact d'un organe fixe
afin que l'agrafe et le boulon ne puissent pas tourner.
On se réfère maintenant aux figures 3 à 5 des dessins qui représentent un ensemble dans un mode de réalisation préféré de l'invention. Plus précisément, le boulon 32 a une extrémité filetée 34 et une tête 36 qui a été soumise à un refoulement dans une machine de confection de têtes. En outre, comme l'indique la figure 3, la matrice de frappe de la machine de confection de têtes a une configuration telle qu'elle forme une saillie 38 ou partie carrée dépassant sur une faible hauteur et la saillie cylindrique centrale 40 qui
dépasse vers l'extérieur.
L'agrafe 42 de retenue possède une ouverture carrée complémentaire 44 qui est ajustée lorsqu'elle est assemblée
sur la saillie carrée 38 à la surface externe de la tête 36.
Apres l'assemblage de l'agrafe et du boulon, la saillie cylindrique 40 est soumise à une frappe, par exemple dans une poinçonneuse, destinée à former la protubérance 40' qui s'étend en totalité sur l'ouverture 44 et au-delà des bords de celle-ci. Grâce à l'utilisation de la saillie carrée complémentaire 38 et de l'ouverture carrée complémentaire 44, avec le matériau central en saillie 40, la protubérance ' peut être réalisée dans une simple étape de frappe dans
une poinçonneuse ou une machine-outil analogue, sans utili-
sation d'un appareil coûteux et à fonctionnement lent d'estampage orbital, utilisé pour la formation de l'ensemble représenté sur les figures 1 et 2. L'agrafe 42 a une partie courbée 45 destinée à être au contact d'un organe fixe afin
que la rotation de l'agrafe et du boulon soit évitée.
La figure 5 est une vue en plan du boulon avec l'agrafe 42 qui a l'ouverture carrée 44, montée sur la saillie carrée 38 du boulon, mais avant la formation de la protubérance 40'
à partir de la saillie cylindrique 40.
En ce qui concerne les matériaux, les boulons et agrafes peuvent être formés d'acier, de titane ou de n'importe lequel de nombreux alliages et autres matériaux qui peuvent être utilisés pour la fabrication des organes de fixation. En ce qui concerne la résistance mécanique des organes de fixation, dans le cas de boulons ayant un diamètre de 6,35 mm et d'un matériau d'agrafe ayant une épaisseur de 1,59 mm, certaines spécifications imposent une absence de flexion de l'agrafe de retenue sous l'action d'un couple angulaire de 25 N.m, avec déformation ou courbure de l'agrafe avant qu'elle ne se sépare du boulon. L'organe de fixation décrit dans le présent mémoire a des propriétés mécaniques qui dépassent notablement ces conditions. Il faut en outre noter que, pour que la résistance à la séparation de l'agrafe et du boulon soit accrue, la saillie 40 peut avoir une dimension plus grande si bien que la protubérance
résultante 40' a une plus grande résistance à la séparation.
La description détaillée qui précède et les dessins
annexés correspondent à un exemple illustratif préféré de
réalisation de l'invention. D'autres constructions et procé-
dés de réalisation peuvent être utilisés sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, à titre d'exemple, des boulons ayant une configuration un peu différente de celle qui est représentée peuvent être utilisés. L'ouverture et la saillie complémentaire peuvent avoir d'autres formes polygonales complémentaires, par exemple triangulaires. En outre,
l'étape finale de frappe peut être réalisée par une poinçon-
neuse, une machine de confection de têtes ou un dispositif de frappe manuelle par commande de dispositifs de montage ou
de matrices.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux ensembles et procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non
limitatif sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (18)
1. Ensemble à boulon et agrafe de retenue, caractérisé en ce qu'il comprend:
un boulon (32) fileté à une première extrémité, possé-
dant une tête à l'autre extrémité, une saillie carrée (38) dépassant vers l'extérieur de la tête du côté opposé à l'extrémité filetée du boulon (32) , et un matériau métallique supplémentaire formé par frappe et dépassant vers l'extérieur de la saillie carrée (38), et une agrafe (42) de retenue ayant une ouverture carrée complémentaire de la saillie carrée (38) de la tête et pouvant s'ajuster intimement sur cette saillie,
le matériau supplémentaire mis en forme s'étend au-
dessus de l'ouverture formée dans l'agrafe (42) de retenue et tout autour de l'ouverture et forme une protubérance (40') sur le boulon (32) qui maintient l'agrafe (42) en place, et l'agrafe (42) de retenue est formée d'une feuille métallique d'épaisseur prédéterminée pratiquement uniforme, et l'agrafe (42) a une extrémité externe distante de l'ouverture et qui est courbée afin qu'elle retienne l'agrafe (42) et le boulon (32) en les empêchant de tourner
l'un par rapport à l'autre.
2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en
ce que le boulon (32) et l'agrafe (42) sont formés d'acier.
3. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la protubérance (40') a une dimension et une étendue suffisantes pour que l'agrafe (42) fléchisse avant la
séparation de l'agrafe (42) du boulon (32).
4. Ensemble à boulon (32) et agrafe (42) de retenue, caractérisé en ce qu'il comprend: un boulon (32) fileté à une première extrémité et muni d'une tête à l'autre extrémité, une saillie polygonale dépassant vers l'extérieur de la tête du côté opposé à l'extrémité filetée du boulon (32) , un matériau supplémentaire mis en forme s'étendant vers l'extérieur de la saillie, et une agrafe (42) de retenue ayant une ouverture dont la forme est pratiquement la même que celle de la saillie et complémentaire de la saillie polygonale,
le matériau supplémentaire mis en forme s'étend au-
dessus de l'ouverture formée dans l'agrafe (42) de retenue tout autour de l'ouverture et forme une protubérance (40') sur le boulon (32), cette protubérance (40') maintenant l'agrafe (42) en place, et l'agrafe (42) de retenue est formée d'une feuille métallique d'épaisseur prédéterminée pratiquement uniforme, l'agrafe (42) ayant une extrémité externe distante de l'ouverture et étant courbée afin qu'elle maintienne l'agrafe (42) et le boulon (32) en les empêchant de tourner
l'un par rapport à l'autre.
5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en
ce que le boulon (32) et l'agrafe (42) sont formés d'acier.
6. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que la protubérance (40') a une dimension et une étendue suffisantes pour que l'agrafe (42) fléchisse avant la
séparation de l'agrafe (42) du boulon (32).
7. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en
ce que la saillie est rectangulaire.
8. Ensemble à boulon (32) et agrafe (42) de retenue, caractérisé en ce qu'il comprend: un boulon (32) fileté à une première extrémité et muni d'une tête à l'autre extrémité, une saillie carrée (38) dépassant de l'extérieur de la tête du côté opposé à l'extrémité filetée du boulon (32) , un matériau métallique supplémentaire mis en forme par frappe dépassant à l'extérieur de la saillie carrée (38), et une agrafe (42) de retenue ayant une ouverture carrée complémentaire de la saillie carrée (38) et ajustée intimement sur cette saillie carrée (38), le matériau supplémentaire mis en forme s'étend sur l'ouverture formée dans l'agrafe (42) de retenue tout autour de l'ouverture et forme une protubérance (40') placée sur le boulon (32) et qui maintient l'agrafe (42) en place, et l'agrafe (42) de retenue est courbée à un emplacement décalé par rapport au boulon (32) afin qu'elle soit au contact d'un organe fixe et empêche la rotation de l'agrafe
(42) avec le boulon (32).
9. Ensemble à boulon (32) et agrafe (42) de retenue, caractérisé en ce qu'il comprend: un boulon (32) fileté à une première extrémité et muni d'une tête à l'autre extrémité, une saillie polygonale dépassant vers l'extérieur de la tête du côté opposé à l'extrémité filetée du boulon (32) , un matériau supplémentaire mis en forme s'étendant vers l'extérieur de la saillie, et une agrafe (42) de retenue ayant une ouverture dont la forme est pratiquement la même que celle de la saillie et complémentaire de la saillie polygonale, le matériau supplémentaire mis en forme s'étend sur l'ouverture formée dans l'agrafe (42) de retenue tout autour de cette ouverture et forme une protubérance (40') placée sur le boulon (32) qui maintient l'agrafe (42) en place, et l'agrafe (42) de retenue est courbée en un point distant du boulon (32) afin qu'elle soit au contact d'un organe fixe et empêche la rotation de l'agrafe (42) avec le
boulon (32).
10. Procédé de fabrication d'un ensemble à boulon (32) et agrafe (42) de retenue, caractérisé en ce qu'il comprend: la formation (a) d'un boulon (32) fileté à une première extrémité et ayant une tête à l'autre extrémité, (b) d'une saillie polygonale dépassant à l'extérieur de la tête du
côté opposé à l'extrémité filetée du boulon (32), un maté-
riau supplémentaire mis en forme s'étendant à l'extérieur de la saillie, et (c) d'une agrafe (42) de retenue ayant une ouverture dont la forme est pratiquement la même que celle de la saillie et complémentaire de la saillie polygonale, (d) le matériau supplémentaire mis en forme s'étendant sur l'ouverture de l'agrafe (42) de retenue tout autour de l'ouverture et formant une protubérance (40') placée sur le boulon (32) et maintenant l'agrafe (42) en place, le procédé comprenant les étapes suivantes: la formation de la tête dans une machine de confection de têtes, l'assemblage de l'agrafe (42) et du boulon (32), et la frappe du matériau supplémentaire pour la formation
de la protubérance (40').
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'étape de mise en forme comprend la mise de la
saillie polygonale à la forme d'un carré.
12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'étape de mise en forme comprend la mise de la
saillie polygonale à la forme d'un triangle.
13. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'étape de mise en forme comprend la formation du
boulon (32) et de l'agrafe (42) en acier.
14. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'étape de mise en forme comprend la courbure de l'agrafe (42) afin que la mise en contact avec un organe
fixe qui évite la rotation de l'ensemble soit facile.
15. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'étape de frappe comprend l'utilisation d'une poinçonneuse.
16. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'étape de mise en forme comprend la mise en forme du matériau supplémentaire afin qu'il ait une longueur au moins
égale à l'épaisseur de la tête.
17. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'étape de mise en forme comprend la formation du
boulon (32) et de l'agrafe (42) en métal.
18. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'étape de mise en forme comprend la mise de la
saillie polygonale à la forme d'un rectangle.
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