WO2007065980A1 - Method for producing a spring with flat turns - Google Patents

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WO2007065980A1
WO2007065980A1 PCT/FR2005/051063 FR2005051063W WO2007065980A1 WO 2007065980 A1 WO2007065980 A1 WO 2007065980A1 FR 2005051063 W FR2005051063 W FR 2005051063W WO 2007065980 A1 WO2007065980 A1 WO 2007065980A1
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washers
washer
elementary
spring
lines
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Application number
PCT/FR2005/051063
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French (fr)
Inventor
Alain Blanc
Philippe Martel
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/04—Hand wheels
    • B62D1/10—Hubs; Connecting hubs to steering columns, e.g. adjustable
    • B62D1/105—Non-rotatable hubs, e.g. the central part of the steering wheel not rotating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04—Wound springs
    • F16F1/042—Wound springs characterised by the cross-section of the wire
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04—Wound springs
    • F16F1/06—Wound springs with turns lying in cylindrical surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a helical spring, and a spring obtained by this method.
  • the invention also relates to a steering assembly comprising such a spring.
  • the invention finds a particularly advantageous application in the field of the production of helical springs with flat turns, in particular the springs intended for the steering assemblies of motor vehicles.
  • a new concept known under the name of “Steering wheel with fixed central controls”, emerges today as regards assembly of direction of vehicles. This involves decoupling the flywheel from its hub in rotation, that is to say ensuring that the hub disposed at the end of the steering shaft is free to rotate relative to the flywheel and to the shaft.
  • This arrangement is in particular intended to allow the implantation of an asymmetrical airbag in the hub, an asymmetrical bag which offers optimal operation.
  • the Applicant has perfected such a concept of a steering wheel with a fixed hub to facilitate access to the controls for functions generally implemented on the hub of a steering wheel such as controls for radio, air conditioning, navigation, cruise control, etc. , and this, by controlling the rotation of the hub relative to the flywheel.
  • controls for radio, air conditioning, navigation, cruise control, etc. controls for radio, air conditioning, navigation, cruise control, etc.
  • the means are completely fixed, when the steering wheel is rotated, it is then relatively difficult to use the controls arranged on the hub without looking for them visually, which forces the driver to take his eyes off the road during this time.
  • the coil spring used must be very stiff in axial torsion and very flexible in axial compression.
  • a solution adopted consists in producing a helical spring with flat turns.
  • flat turn is meant a turn of rectangular section whose thickness, that is to say the dimension in the direction of the axis of the turns, is much less than the height, that is to say say the dimension in a direction perpendicular to the axis, in a ratio of 1/5, or even less than 1/20.
  • Methods are known for manufacturing helical springs. Among them, there are cold and hot winding processes. Typically, the cold winding is suitable for round wires with a diameter typically less than 7 mm (more rarely up to 20 mm) and the hot winding for bars with an average diameter of up to 30 mm .
  • the blank is threaded, preferably a rectangular or frustoconical longitudinal section bar, in order to provide a thread secured to a core,
  • a first object of the present invention is to obtain a helical spring with a simpler method of obtaining, making it possible to produce springs of any reference geometry by simple stamping of a two-dimensional shape, using a simple method of joining elementary shapes, and making possible mass production with a high rate.
  • the method according to the invention comprises the following steps:
  • the flat elementary washers are circular crown sectors, complementary at the level of the junction lines of each other, said sector having an angular value less than 360 ° of an angle ⁇ included itself between 0 ° and 360 °, preferably the elementary washers are whole circular crowns of 360 ° of angle or semi-circular crowns of 180 ° of angle.
  • the flat elementary washers are washers of identical geometry, independent and complementary at the level of the junction lines of each other, which have the form of sectors of triangular, square, hexagonal crowns, and generally in the shape of a regular polygon.
  • the junction lines can be linear, radial or non-radial, or even non-linear, as soon as there is complementarity of shape between the assembled elementary washers.
  • the junction lines can also be contiguous (angle ⁇ zero).
  • the assembly of the elementary washers comprises the following steps: a) positioning in angular position and clamping of a washer in a guide cylinder of the storage loader,
  • the angular position of the washers is obtained by means of at least one notch made in said said washers during their cutting, which cooperates (s) by form connection with a guide element of said charger.
  • said slot (s) is (are) semi-circular in shape.
  • the guide element of the charger is constituted by a helical ramp of the charger, of axis coincident with the axis of the charger and of section corresponding to the shape of said (said) notch (s), for example this guide element consists of an additional thickness of an axial cylindrical part of the magazine.
  • the clamping in position, and the release of each washer, during the assembly step, are preferably carried out, by means of movable positioning fingers with two positions, a first clamping position in which one end of the positioner s 'engages in a notch of the washer, and a release position in which said end emerges from said notch.
  • the release of the charger spring is obtained by rotation of the cylindrical part of said charger.
  • the invention also relates to a steering assembly of the type mentioned above, which comprises such a spring.
  • FIG. 1 is a perspective view of a flat elementary washer in the form of a circular crown
  • FIG. 2 is a perspective view of the elementary washer of FIG. 1 after forming in 3 dimensions
  • FIG. 3 is a side view of the washer formed in 3 dimensions of FIG. 2
  • FIGS. 4a to 4e represent in top views five examples of elementary washers in the form of a crown sector of different angles
  • FIGS. 5a to 5r represent in top views different examples of elementary washers from regular polygonal shapes
  • FIG. 6a is a top view of a cutout of three identical elementary washers illustrating the assembly for producing a helical spring according to a nonlimiting exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 6b is a top view of the assembly of two of the elementary washers of FIG. 6a,
  • FIG. 6c is a top view of the assembly of a third elementary washer to the assembly of FIG. 6b,
  • FIGS. 7a to 7f represent, in a nonlimiting manner, examples of elementary washers, the junction lines of which are linear and not radial
  • FIGS. 8a to 8d represent, in a nonlimiting manner, examples of elementary washers, the junction lines of which are not linear
  • FIG. 9 is a simplified flowchart of the method for producing the spring by assembling the elementary washers
  • FIG. 10 represents an elementary washer with a geometric modification made for the automatic implementation of the assembly step
  • FIG. 11 represents the simplified geometry of the guide cylinder of the loader of elementary washers
  • FIGS. 12a to 12c illustrate the operating principle of the positioning fingers
  • FIG. 13a to 13d illustrate the operating principle of the charger
  • FIG. 14a to 14c illustrate the positioning of the first elementary washer
  • FIG. 16a represents an elementary washer of modified geometry to improve the step of welding two complementary junction lines
  • FIG. 16b is an enlarged schematic view of the area for welding two elementary washers in FIG. 16a
  • FIGS. 16c to 16e represent the position of the successive weld lines of an assembly with three washers
  • FIG. 18 shows schematically a steering assembly comprising a spring according to the invention.
  • a flat elementary washer 10 in the form of a sector of a circular crown, is defined by a geometric center O, two axes A and B which define an angle ⁇ (a washer of angle ⁇ will therefore be a crown of 360 °, truncated by an angular sector of angle ⁇ ).
  • a three-dimensional part is then produced, represented in the drawing of FIGS. 2 and 3, from the flat elementary form of FIG. 1, the three-dimensional part having the same geometric characteristics as the elementary washer of FIG. 1, except for the deformation which is practiced for it to radially space the two junction lines by a distance referenced “d” which corresponds to the pitch of the spring.
  • the elementary washers are circular crown sectors whose geometric angle ⁇ varies from 0 ° to 360 °.
  • Figures 4a to 4e represent five examples of elementary washers of sector of angle ⁇ different: a washer with an angle ⁇ zero in which the complementary joining lines are coincident radial axes separated by a slot (fig.4a), a washer with a small acute angle ⁇ (fig.4b), a washer with an obtuse angle ⁇ between 90 ° and 180 ° (fig. 4c), a washer with an angle ⁇ of 180 ° which corresponds to a flat elementary half washer in which the radial axes representative of the junction lines are also merged (fig. 4d), and a washer with an angle ⁇ greater than 180 ° (fig.4e).
  • the elementary washers can take different shapes. There are shown in the drawings of Figures 5a to 5r different examples of elementary washers from regular polygonal shapes.
  • Figures 5a to 5c show elementary washers in the shape of an isosceles triangle (fig.5a), or of a section formed on two sides of an isosceles triangle (fig.5b) or of a section formed of only one side of an isosceles triangle (fig.5c).
  • Figures 5d to 5g show elementary washers in the shape of a square (fig.5d), or a section formed on three sides of a square (fig.5e), or a section formed on two sides adjacent to a square (fig.5f) or a section formed on one side of a square (fig.5g).
  • Figures 5h to 51 show elementary washers in the shape of a regular hexagon truncated on one side (fig.5h), or a section formed on four adjacent sides of a regular hexagon (fig.5i), or of a section formed on three adjacent sides of a regular hexagon (fig.5j), or of a section formed of two adjacent sides of a regular hexagon (fig.5k) or of a section formed of a single side of said hexagon (fig. 51).
  • Figures 5m to 5r also show elementary washers in the shape of a regular hexagon, which have respectively 5, 4, 3, 2 and 1 side only, as in the case of Figures 5h to 51, but whose crown has a shape circular interior.
  • the same circular interior shape can be produced on elementary washers of any regular polygonal shape or sector of said shape comprising one or more sides of a regular polygon, in particular on the washers shown in the drawings of Figures 5a to 5g.
  • the elementary washers can take any geometric shape meeting the stiffness characteristics (very stiff in axial torsion and very flexible in axial compression) and the property of complementarity at the level of the junction lines.
  • FIGS 6a, 6b and 6c illustrate this notion of complementarity.
  • FIG. 6a there is shown, by way of example, three identical elementary washers 20, 30 and 40, in the form of a circular crown sector obtained from a complete circular crown of 360 ° truncated by a sector of angle ⁇ which is, for example, an obtuse angle greater than 180 °.
  • the linear and radial junction lines are referenced 21 and 22 for the washer 20 with center 25, 31 and 32 for the washer 30 with center 35 and 41 and 42, for the washer 40 with center 45.
  • the assembly of the first two washers 20 and 30 is shown in FIG. 6b, with the junction lines 22 and 31 which are contiguous.
  • FIG. 6b The assembly of the first two washers 20 and 30 is shown in FIG. 6b, with the junction lines 22 and 31 which are contiguous.
  • the line 22 is joined with the line 31 and, moreover, the line 32 is joined with the line 41.
  • the centers 25, 35 and 45, of the assembled washers 20 , 30 and 40, respectively, are coaxial and therefore coincide in the top view of FIG. 6c.
  • the complementary lines of the junctions can also take non-radial linear forms. This is the case of the examples given in the drawing of FIGS. 7a and 7d, which represent elementary washers of circular shape 50 (FIG. 7a) with non-radial and contiguous linear junction lines 51 and 52, or of the shape d 'an isosceles triangle 60 (fig.7d) with non-radial and contiguous linear junction lines 61 and 62.
  • FIG. 7b there is shown, by way of example, an elementary washer 70 in the form of a section of circular crown, of center O, with two linear junction lines, but not radial, which correspond to the segments CD and EF, respectively. Complementarity will be obtained under the condition of equality of the angles C ⁇ D and E ⁇ F.
  • FIGS. 7e and 7f other examples of non-circular elementary washers have been shown, with non-radial linear joining lines.
  • the elementary washer has the shape of a section of isosceles triangle with two vertices 90 (FIG. 7e) or of a section of isosceles triangle with a single vertex 100 (FIG. 7f).
  • FIGS. 8a to 8d represent, in a non-exhaustive manner, examples in which the junction lines are not linear.
  • Figures 8a and 8b show an elementary washer 110 with junction lines in the form of a broken line with two segments, respectively MPR and NQS (fig.8b).
  • FIGS. 8c and 8d represent an elementary washer 120 with junction lines in the form of a broken line with three segments, respectively MPTR and NQVS.
  • the constituent segments of the junction lines can be linear or non-linear segments, but always complementary so that the juxtaposition of the washers at the junction lines places the superimposed washers in the coaxial position.
  • the washers are obtained by stamping a sheet metal side, the choice of sheet being determined by the properties of the materials and the value of the thickness targeted for the spring.
  • the method according to the invention may further comprise a step of finishing the weld zones (junctions). It is indeed in these zones that excess thicknesses of material may appear due to the welding operation.
  • the cutting of the elementary washers or bands can be carried out by precision cutting, cutting without burr and cutting with a progressive tool.
  • washers having the shape of a semicircular crown whose internal and external radii are chosen according to the dimensional and mechanical characteristics targeted for the final helical spring. , such as those shown in the drawing of Figures 6a to 6c.
  • the aforementioned elementary washers 20, 30 and 40 are connected radially and end to end at one of their respective ends, joining lines 21, 22, 31, 32, 41 and 42, of assembly being defined.
  • a first assembly is carried out by juxtaposition of the complementary lines 31 and 22 of junction.
  • the configuration illustrated in FIG. 6b is obtained, where the elementary washer 30 completes the elementary washer 20.
  • each assembly step in order to guarantee the mechanical strength of the spiral obtained and in order to avoid any excess thickness of material at the junctions, it may be advantageous to perform a mechanical completion of the assembled washers at the connecting lines.
  • This finishing operation can be carried out by sanding or polishing.
  • the geometric angle ⁇ is such that from one turn to another, the junction lines are not opposite, which results in improve the mechanical resistance of the spiral under stress.
  • the assembly between two crown sectors is carried out "end to end". This ensures the continuity of the sections (and therefore a very good transmission of forces) of the support from one elementary washer to another.
  • the “end-to-end” assembly of the different elementary washers at the junction lines can be carried out by different methods.
  • the specificity of the invention which resides in particular in the thin thickness of the support (less than 3 mm) makes it possible to use different welding methods.
  • the correspondence tables between conventional welding processes and thicknesses allow us to consider the following solutions:
  • the step of carrying out the welding of two elementary metal washers, in order to produce a continuous assembly involves: - docking the two elementary washers, that is to say placing the complementary junction zones of the two elementary washers opposite one from the other,
  • the method of the invention uses welding in automatic mode. It will also be understood that the machine allowing the assembly of the various elementary washers will take account of the fact that the number of elementary washers assembled is a function of the total number of turns desired for the spring.
  • Means for docking and clamping the elementary washers are given below by way of nonlimiting examples of the present invention.
  • the description also presents the modifications of geometric shapes which can be induced at the level of the elementary washers and aiming to facilitate the assembly process.
  • phase referenced 1000 is the release by the charger of an elementary washer.
  • the charger is a storage element for the elementary washers
  • phase 2000 is the positioning of the elementary washer.
  • FIG. 10 shows a modification of the geometry of the washer, of general reference 200.
  • a notch 201 is produced during the phase of production of the elementary washer (stamping).
  • the geometry of this notch can be arbitrary.
  • the notch 201 has a substantially semi-circular shape.
  • the elementary washer 200 can be provided with several notches 201, 201 ′ for reasons of storage of the washers, in particular.
  • FIG. 11 represents the simplified geometry of the guide cylinder 210 of the loader.
  • a guide 211 of helical shape and of complementary section to the recess of the washer 201, makes it possible to store the elementary washers by angularly shifting them. This angular offset makes it possible to release the washers one after the other.
  • Step 1 represented in FIG. 13a: a positioning finger 220 maintains in position the washer 200, located closest to the charger outlet.
  • a positioning finger 230 maintains in position the washer 200 ', located above the washer 200, as well as all of the washers located above.
  • Step 2 shown in FIG. 13b: the radial displacement of the finger 220 makes it possible by gravity for the washer 200, which is not maintained, to come out of the storage cylinder. The other elementary washers remain held by the finger 230 which has not moved.
  • Step 3 shown in FIG. 13c: the finger 220 returns to its original position. In the vacuum, the must 220 then does not maintain any washer: the washer 200 ′ and all the washers of the loader are held by the finger 230.
  • Step 4 shown in FIG. 13d: the radial movement of the finger 230 releases the washer 200 'as well as all of the washers which are located above. They are blocked by finger 220. Finger 230 can then return to its initial position. We therefore find our in the configuration of step 1: the washer 200 'has taken the place of the washer 200 and the washer 200 "is in the position of the washer 200'.
  • FIGS. 12a to 12c The principle of positioning the positioning fingers is shown in the drawing in FIGS. 12a to 12c, taking for example two opposite positioning fingers 220 and 230.
  • the overlap zone of two successive notches allows the positioning finger 230 to maintain the washer 200 'shown in dotted lines (and all the previous ones) without hampering the movement of the washer 200 shown in line full which is directly located below.
  • the washer in solid line is maintained by finger 220.
  • the fingers have two states which correspond to the two positions they occupy (movement of the fingers along their axes): a first clamping position in which one end of the positioner engages in a notch the washer (finger 220), and a release position in which said end emerges from said notch (finger 230).
  • Figures 14a to 14c show the positioning of the first elementary washer while Figures 15a to 15c show the positioning of the following washers.
  • a guide cylinder identical to that schematically described in the drawing in FIG. 11 (with guidance by a helical ramp in excess thickness of section complementary to the contour of the notch made on the washer) makes it possible to guide the elementary washer released by the loader.
  • Step 1 shown in FIG. 14a: two positioners 240 and 250, positioned for example diametrically opposite, stop the washer 200. A positioner 260 then clamps the washer 200.
  • Step 2 shown in FIG. 14b: the positioner 250 is mobile, it moves by pushing the washer 200 so as to prestress the latter on a given position. In this way, an axial spacing is made between the junction lines. The displacement of the positioner is a function of the pitch of the spiral. If the geometry of the elementary washer takes account of the pitch, the positioner will move without taking the washer 200 with it.
  • Step 3 shown in FIG. 14c: a fourth positioner 270 clamps the washer 200. This positioner 270 aims to clamp the washer 200 at the time of the welding operation and thus guarantee the flatness of the junction zone during this surgery.
  • Figures 15a to 15c show the positioning of the following washers.
  • Step 1 shown in FIG. 15a: two positioners 280 and 290 are positioned, for example diametrically opposite, above the first washer 200.
  • the storage cylinder can then release a second elementary washer 200 '. This is guided by the guide cylinder and its helical ramp.
  • Step 2 shown in FIG. 15b: a positioner 300 flanges the washer 200 '.
  • Positioner 290 moves, like positioner 250.
  • Step 3 shown in FIG. 15c: the end of the clamping is carried out by the positioner 310, equivalent for the washer 200 'of the positioner 270.
  • the welding of the first two washers 200 and 200' can then be carried out.
  • the positioning of the following washers is carried out exactly according to the same principle.
  • FIGS. 16a and 16b show an alternative embodiment in which the geometry of the elementary washer is modified in order to facilitate the production of the weld and the attachment of the positioners, the geometry of the storage and guide cylinders being modified accordingly.
  • the washer 400 has two positioning tabs, 401 and 402, projecting from the outside contour of the washer.
  • FIGS. 16c to 16e represent the position of the successive junction lines L1, L2, etc. depending on the angle of the elementary washer, on an assembly of several elementary washers 400, 400 ', etc.
  • Figure 17 illustrates the last phase of the realization of the spiral: the release is made as soon as the sufficient number of washers have been assembled.
  • the guide tube 210 is therefore a cylinder capable of turning around its axis in order to release the spring at the end of the cycle.
  • the general reference P collectively designates all of the positioners.
  • an elementary washer 1 mm thick is produced with identical elementary washers of 0.5 mm. thick by making an assembly of 2 sheets each time (welding spot for example). We can also generalize to 3, 4 or even 5 sheets whose thickness is equal to the target thickness divided by the total number of superimposed washers.
  • a vehicle steering assembly In the drawing of Figure 18, there is shown schematically a vehicle steering assembly. It comprises a steering column 500, at one end of which is mounted a steering wheel 510 formed by a ring 520, intended to be held by a conductor, arranged around a hub 530. The column is free to rotate relative to the structure of the vehicle represented only by a sheath 540, thanks to the rolling bearings 550. A spring 560 is mounted to immobilize the hub 530 in rotation.
  • This spring 560 is a helical spring with flat turns passing through the steering wheel 510, one end of which is directly attached to the sheath 540, and the other end to a safety cushion (not shown) placed in said central part of the hub.
  • Spring 560 is a flat coil spring obtained according to any one of the variants of the method described above.
  • the rotation of the flywheel 510 causes the translational movement of certain turns of the spring 560, subjected to torsional forces. It is a spring having a great stiffness in axial torsion, and a great flexibility in axial compression.

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Abstract

Method for producing a spring with flat turns, characterized in that it comprises the following steps: cutting from a support a plurality of flat elementary roundels (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 200) of identical geometry, which are independent and complement one another at the lines (11, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42, 51, 52, 61, 62) where they meet one another, - giving the flat elementary roundels an identical axial spacing (a) between the respective lines where they meet one another, this spacing corresponding to the pitch of the spring - assembling the various complementary elementary roundels thus obtained by welding together the said plurality of roundels at the respective lines where they meet one another.

Description

PROCEDE DE REALISATION D'UN RESSORT A SPIRES PLATES  PROCESS FOR PRODUCING A SPRING WITH FLAT SPIERS
La présente invention concerne un procédé de réalisation d'un ressort hélicoïdal, et un ressort obtenu par ce procédé. L'invention concerne également un ensemble de direction comprenant un tel ressort. The present invention relates to a method for producing a helical spring, and a spring obtained by this method. The invention also relates to a steering assembly comprising such a spring.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de la réalisation de ressorts hélicoïdaux à spires plates, notamment les ressorts destinés aux ensembles de direction des véhicules automobiles. Dans l'industrie automobile, un nouveau concept, connu sous le nom de « Volant à Commandes Centrales Fixes », émerge aujourd'hui en matière d'ensemble de direction de véhicules. Il s'agit de découpler en rotation le volant de son moyeu, c'est-à-dire de faire en sorte que le moyeu disposé en extrémité d'arbre de direction soit libre en rotation par rapport au volant et à l'arbre. Cette disposition est notamment destinée à permettre l'implantation d'un sac gonflable ("air-bag") asymétrique dans le moyeu, sac asymétrique qui offre un fonctionnement optimal. The invention finds a particularly advantageous application in the field of the production of helical springs with flat turns, in particular the springs intended for the steering assemblies of motor vehicles. In the automobile industry, a new concept, known under the name of “Steering wheel with fixed central controls”, emerges today as regards assembly of direction of vehicles. This involves decoupling the flywheel from its hub in rotation, that is to say ensuring that the hub disposed at the end of the steering shaft is free to rotate relative to the flywheel and to the shaft. This arrangement is in particular intended to allow the implantation of an asymmetrical airbag in the hub, an asymmetrical bag which offers optimal operation.
La Demanderesse a perfectionné un tel concept de Volant à Moyeu fixe pour faciliter l'accès aux commandes de fonctions généralement implémentées sur le moyeu d'un volant telles que commandes d'autoradio, de climatiseur, de navigation, de régulation de vitesse, etc., et ce, en contrôlant la rotation du moyeu par rapport au volant. En effet, lorsque le moyen est totalement fixe, lors d'une rotation du volant il est alors relativement difficile d'utiliser les commandes disposées sur le moyeu sans les chercher visuellement, ce qui oblige le conducteur à quitter la route des yeux pendant ce temps. A cet effet, on a recours à une architecture mécanique décrite dans les demandes de brevet français FR-A-2833915 et FR-A-2833916 déposées par la Demanderesse, et qui est basée sur l'utilisation d'un ressort hélicoïdal permettant d'assurer que les touches de commande implantées sur le moyeu soient toujours à la portée des doigts du conducteur et autorisant néanmoins l'emploi d'une forme optimale du sac gonflable de sécurité et ce, sans apporter de modification importante à la structure du volant et du moyeu. The Applicant has perfected such a concept of a steering wheel with a fixed hub to facilitate access to the controls for functions generally implemented on the hub of a steering wheel such as controls for radio, air conditioning, navigation, cruise control, etc. , and this, by controlling the rotation of the hub relative to the flywheel. In fact, when the means are completely fixed, when the steering wheel is rotated, it is then relatively difficult to use the controls arranged on the hub without looking for them visually, which forces the driver to take his eyes off the road during this time. . For this purpose, use is made of a mechanical architecture described in French patent applications FR-A-2833915 and FR-A-2833916 filed by the Applicant, and which is based on the use of a helical spring allowing ensure that the control buttons located on the hub are always within reach of the driver's fingers and nevertheless authorize the use of an optimal form of the airbag, without making any significant modification to the structure of the steering wheel and the hub.
Le ressort hélicoïdal utilisé doit être très raide en torsion axiale et très souple en compression axiale. The coil spring used must be very stiff in axial torsion and very flexible in axial compression.
Dans cette perspective, une solution retenue consiste à réaliser un ressort hélicoïdal à spires plates. Par « spire plate », on entend une spire de section rectangulaire dont l'épaisseur, c'est-à-dire la dimension dans la direction de l'axe des spires, est très inférieure à la hauteur, c'est-à-dire la dimension dans une direction perpendiculaire à l'axe, dans un rapport de 1/5, voire inférieur à 1/20. In this perspective, a solution adopted consists in producing a helical spring with flat turns. By “flat turn” is meant a turn of rectangular section whose thickness, that is to say the dimension in the direction of the axis of the turns, is much less than the height, that is to say say the dimension in a direction perpendicular to the axis, in a ratio of 1/5, or even less than 1/20.
On connaît des procédés pour fabriquer des ressorts hélicoïdaux. Parmi eux, on distingue des procédés d'enroulement à froid et à chaud. Typiquement, l'enroulement à froid est adapté pour des fils ronds ayant un diamètre typiquement inférieur à 7 mm (plus rarement jusqu'à 20 mm) et l'enroulement à chaud pour des barres dont le diamètre moyen peut aller jusqu'à 30 mm. Methods are known for manufacturing helical springs. Among them, there are cold and hot winding processes. Typically, the cold winding is suitable for round wires with a diameter typically less than 7 mm (more rarely up to 20 mm) and the hot winding for bars with an average diameter of up to 30 mm .
Or, de tels procédés impliquent des déformations plastiques très importantes du matériau devant former le ressort, en particulier dans les directions perpendiculaires à l'axe d'enroulement. Ils ne sont pas adaptés pour la fabrication de ressorts hélicoïdaux à spires plates. II existe donc un besoin pour un procédé de fabrication de ressort hélicoïdal, adapté à la fabrication de ressorts hélicoïdaux à spires plates. However, such methods involve very significant plastic deformations of the material which must form the spring, in particular in the directions perpendicular to the winding axis. They are not suitable for the manufacture of coil springs with flat turns. There is therefore a need for a method of manufacturing a coil spring, suitable for the manufacture of coil springs with flat turns.
On connaît également, selon l'objet de la demande de brevet FR 0451456, un procédé de réalisation d'un ressort hélicoïdal, qui comporte les étapes consistant à : There is also known, according to the subject of patent application FR 0451456, a method of producing a helical spring, which comprises the steps consisting in:
- découper dans un support un ensemble périodique de bandes adjacentes disposées selon un motif élémentaire constitué de deux bandes consécutives symétriques par rapport au centre d'un segment de pliage défini par l'intersection d'un axe de pliage avec lesdites bandes consécutives, - cutting out from a support a periodic set of adjacent bands arranged in an elementary pattern consisting of two consecutive bands symmetrical relative to the center of a folding segment defined by the intersection of a folding axis with said consecutive bands,
- effectuer des pliages successifs de l'ensemble desdites bandes autour des axes de pliage. - Perform successive folding of all of said strips around the folding axes.
On connaît également, selon l'objet de la demande de brevet français n° 0311617 au nom de la demanderesse, un procédé de fabrication de ressort hélicoïdal comprenant les étapes par lesquelles, à partir d'une ébauche et d'un outil de blocage : Also known, according to the subject of French patent application No. 0311617 in the name of the applicant, is a method of manufacturing a helical spring comprising the steps by which, from a blank and a locking tool:
- on procède au filetage de l'ébauche, de préférence une barre de section longitudinale rectangulaire ou tronconique, afin de fournir un filet solidaire d'une âme, - the blank is threaded, preferably a rectangular or frustoconical longitudinal section bar, in order to provide a thread secured to a core,
- on bloque l'ébauche filetée avec l'outil de blocage ; et - the threaded blank is blocked with the locking tool; and
- on perce l'âme de l'ébauche bloquée - the core of the blocked blank is pierced
Un premier but de la présente invention est d'obtenir un ressort hélicoïdal avec un procédé d'obtention plus simple, permettant de réaliser des ressorts de toute géométrie de référence par simple emboutissage d'une forme en deux dimensions, recourant à un procédé de liaison simple des formes élémentaires, et rendant possible une production en grande série avec une cadence élevée. A first object of the present invention is to obtain a helical spring with a simpler method of obtaining, making it possible to produce springs of any reference geometry by simple stamping of a two-dimensional shape, using a simple method of joining elementary shapes, and making possible mass production with a high rate.
Pour parvenir à ce but, le procédé selon l'invention comporte les étapes suivantes : To achieve this aim, the method according to the invention comprises the following steps:
- découper dans un support une pluralité de rondelles élémentaires planes de géométrie identique, indépendantes et complémentaires au niveau des lignes de jonction les unes des autres, - cut from a support a plurality of elementary flat washers of identical geometry, independent and complementary at the level of the junction lines of each other,
- réaliser sur les rondelles élémentaires planes un espacement axial identique entre leurs lignes de jonction respectives correspondant au pas du ressort - make an identical axial spacing on the flat elementary washers between their respective junction lines corresponding to the pitch of the spring
- assembler les différentes rondelles élémentaires complémentaires ainsi obtenues en effectuant la jonction par une soudure de ladite pluralité de rondelles au niveau de leurs lignes de jonction respectives. - Assemble the various complementary elementary washers thus obtained by performing the junction by welding said plurality of washers at their respective junction lines.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, les rondelles élémentaires planes sont des secteurs de couronne circulaire, complémentaires au niveau des lignes de jonction les unes des autres, ledit secteur ayant une valeur angulaire inférieure à 360° d'un angle α compris lui-même entre 0° et 360°, de préférence les rondelles élémentaires sont des couronnes circulaires entières de 360° d'angle ou des couronnes semi-circulaires de 180° d'angle. According to a preferred embodiment of the invention, the flat elementary washers are circular crown sectors, complementary at the level of the junction lines of each other, said sector having an angular value less than 360 ° of an angle α included itself between 0 ° and 360 °, preferably the elementary washers are whole circular crowns of 360 ° of angle or semi-circular crowns of 180 ° of angle.
Selon d'autres modes de réalisation de l'invention, les rondelles élémentaires planes sont des rondelles de géométrie identique, indépendantes et complémentaires au niveau des lignes de jonction les unes des autres, qui présentent la forme de secteurs de couronnes triangulaires, carrées, hexagonales, et de manière générale de la forme d'un polygone régulier. According to other embodiments of the invention, the flat elementary washers are washers of identical geometry, independent and complementary at the level of the junction lines of each other, which have the form of sectors of triangular, square, hexagonal crowns, and generally in the shape of a regular polygon.
Selon des modes de réalisation variés de l'invention, les lignes de jonction peuvent être linéaires, radiales ou non radiales, ou encore non linéaires, dès lors qu'il y a complémentarité de forme entre les rondelles élémentaires assemblées. Les lignes de jonction peuvent également être jointives (angle α nul). According to various embodiments of the invention, the junction lines can be linear, radial or non-radial, or even non-linear, as soon as there is complementarity of shape between the assembled elementary washers. The junction lines can also be contiguous (angle α zero).
Selon la présente invention, l'assemblage des rondelles élémentaires comprend les étapes suivantes : - a) mise en position angulaire et bridage d'une rondelle dans un cylindre de guidage du chargeur de stockage, According to the present invention, the assembly of the elementary washers comprises the following steps: a) positioning in angular position and clamping of a washer in a guide cylinder of the storage loader,
- b) réalisation d'un espacement axial correspondant au pas du ressort entre les deux lignes de jonction de la rondelle, b) making an axial spacing corresponding to the pitch of the spring between the two joining lines of the washer,
- c) mise en position angulaire et bridage d'une rondelle suivante dans ledit cylindre de guidage, c) placing in an angular position and clamping a following washer in said guide cylinder,
- d) réalisation d'un espacement axial correspondant au pas du ressort entre les deux lignes de jonction de ladite rondelle suivante, d) making an axial spacing corresponding to the pitch of the spring between the two joining lines of said next washer,
- e) réalisation de la soudure selon les lignes de jonctions complémentaires de ladite rondelle et de ladite rondelle suivante, - f) répétition des étapes a) à e) jusqu'à obtenir le nombre de spires désiré du ressort, - e) making the weld along the complementary junction lines of said washer and of said following washer, - f) repeating steps a) to e) until the desired number of turns of the spring is obtained,
- g) libération du ressort ainsi obtenu du chargeur. - g) release of the spring thus obtained from the charger.
De préférence, la mise en position angulaire des rondelles est obtenue au moyen d'au moins une encoche réalisée dans lesdites rondelles lors de leur découpage, qui coopère(nt) par liaison de forme avec un élément de guidage dudit chargeur. Preferably, the angular position of the washers is obtained by means of at least one notch made in said said washers during their cutting, which cooperates (s) by form connection with a guide element of said charger.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ladite (lesdites) encoche(s) est (sont) de forme semi-circulaire. De préférence également, l'élément de guidage du chargeur est constitué par une rampe hélicoïdale du chargeur, d'axe confondu avec l'axe du chargeur et de section correspondante à la forme de ladite (desdites) encoche(s), par exemple cet élément de guidage est constitué par une surépaisseur d'une partie cylindrique axiale du chargeur. According to a preferred embodiment of the invention, said slot (s) is (are) semi-circular in shape. Preferably also, the guide element of the charger is constituted by a helical ramp of the charger, of axis coincident with the axis of the charger and of section corresponding to the shape of said (said) notch (s), for example this guide element consists of an additional thickness of an axial cylindrical part of the magazine.
Le bridage en position, et la libération de chaque rondelle, au cours de l'étape d'assemblage, sont réalisés, de préférence, au moyen de doigts positionneurs mobiles à deux positions, une première position de bridage dans laquelle une extrémité du positionneur s'engage dans une encoche de la rondelle, et une position de libération dans laquelle ladite extrémité se dégage de ladite encoche. The clamping in position, and the release of each washer, during the assembly step, are preferably carried out, by means of movable positioning fingers with two positions, a first clamping position in which one end of the positioner s 'engages in a notch of the washer, and a release position in which said end emerges from said notch.
De préférence également, en fin de réalisation du ressort, la libération du ressort du chargeur est obtenue par rotation de la partie cylindrique dudit chargeur. Preferably also, at the end of the production of the spring, the release of the charger spring is obtained by rotation of the cylindrical part of said charger.
L'invention a également pour objet un ensemble de direction du type mentionné ci-dessus, qui comprend un tel ressort. The invention also relates to a steering assembly of the type mentioned above, which comprises such a spring.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci- dessous d'exemples de réalisation non limitatifs, accompagnée des dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une rondelle élémentaire plane en forme de couronne circulaire, The invention will be better understood with the aid of the description below of nonlimiting exemplary embodiments, accompanied by the drawings in which: FIG. 1 is a perspective view of a flat elementary washer in the form of a circular crown,
- la figure 2 est une vue en perspective de la rondelle élémentaire de la figure 1 après formage en 3 dimensions, - la figure 3 est une vue de côté de la rondelle formée en 3 dimensions de la figure 2, FIG. 2 is a perspective view of the elementary washer of FIG. 1 after forming in 3 dimensions, - FIG. 3 is a side view of the washer formed in 3 dimensions of FIG. 2,
- les figures 4a à 4e représentent en vues de dessus cinq exemples de rondelles élémentaires en forme de secteur de couronne d'angles différents, - les figures 5a à 5r représentent en vues de dessus différents exemples de rondelles élémentaires à partir de formes polygonales régulières, FIGS. 4a to 4e represent in top views five examples of elementary washers in the form of a crown sector of different angles, FIGS. 5a to 5r represent in top views different examples of elementary washers from regular polygonal shapes,
- la figure 6a est une vue de dessus d'une découpe de trois rondelles élémentaires identiques illustrant l'assemblage pour la réalisation d'un ressort hélicoïdal selon un exemple de réalisation non limitatif de l'invention, FIG. 6a is a top view of a cutout of three identical elementary washers illustrating the assembly for producing a helical spring according to a nonlimiting exemplary embodiment of the invention,
- la figure 6b est une vue de dessus de l'assemblage de deux des rondelles élémentaires de la figure 6a, FIG. 6b is a top view of the assembly of two of the elementary washers of FIG. 6a,
- la figure 6c est une vue de dessus de l'assemblage d'une troisième rondelle élémentaire à l'ensemble de la figure 6b, FIG. 6c is a top view of the assembly of a third elementary washer to the assembly of FIG. 6b,
- les figures 7a à 7f représentent, de manière non limitative, des exemples de rondelles élémentaires, dont les lignes de jonction sont linéaires et non radiales, - les figures 8a à 8d représentent, de manière non limitative, des exemples de rondelles élémentaires, dont les lignes de jonction ne sont pas linéaires, FIGS. 7a to 7f represent, in a nonlimiting manner, examples of elementary washers, the junction lines of which are linear and not radial, FIGS. 8a to 8d represent, in a nonlimiting manner, examples of elementary washers, the junction lines of which are not linear,
- la figure 9 est un ordinogramme simplifié du procédé de réalisation du ressort par assemblage des rondelles élémentaires, FIG. 9 is a simplified flowchart of the method for producing the spring by assembling the elementary washers,
- la figure 10 représente une rondelle élémentaire avec une modification géométrique réalisée pour la mise en œuvre automatique de l'étape d'assemblage, FIG. 10 represents an elementary washer with a geometric modification made for the automatic implementation of the assembly step,
- la figure 11 représente la géométrie simplifiée du cylindre de guidage du chargeur de rondelles élémentaires, FIG. 11 represents the simplified geometry of the guide cylinder of the loader of elementary washers,
- les figures 12a à 12c illustrent le principe de fonctionnement des doigts positionneurs, FIGS. 12a to 12c illustrate the operating principle of the positioning fingers,
- les figures 13a à 13d illustrent le principe de fonctionnement du chargeur, - les figures 14a à 14c illustrent la mise en position de la première rondelle élémentaire, - Figures 13a to 13d illustrate the operating principle of the charger, - Figures 14a to 14c illustrate the positioning of the first elementary washer,
- les figures 15a à 15c illustrent la mise en position des rondelles suivantes. - Figures 15a to 15c illustrate the positioning of the following washers.
- la figure 16a représente une rondelle élémentaire de géométrie modifiée pour améliorer l'étape de soudure de deux lignes de jonction complémentaires, FIG. 16a represents an elementary washer of modified geometry to improve the step of welding two complementary junction lines,
- la figure 16b est une vue schématique agrandie de la zone de soudure de deux rondelles élémentaires de la figure 16a, - les figures 16c à 16e représentent la position des lignes de soudure successives d'un assemblage à trois rondelles, FIG. 16b is an enlarged schematic view of the area for welding two elementary washers in FIG. 16a, FIGS. 16c to 16e represent the position of the successive weld lines of an assembly with three washers,
- la figure 17 illustre la phase de libération du ressort du chargeur. - Figure 17 illustrates the release phase of the charger spring.
- la figure 18 représente schématiquement un ensemble de direction comprenant un ressort selon l'invention. - Figure 18 shows schematically a steering assembly comprising a spring according to the invention.
Selon un premier exemple de réalisation de l'invention, et en référence au dessin de la figure 1, une rondelle élémentaire 10 plane, en forme de secteur de couronne circulaire, est définie par un centre géométrique O, deux axes A et B qui définissent un angle α (une rondelle d'angle α sera donc une couronne de 360°, tronquée d'un secteur angulaire d'angle α). Les sections radiales de découpe 11 et 12, confondues avec les axes A et B, forment les deux lignes de jonction, utiles dans l'assemblage décrit ci-après. According to a first embodiment of the invention, and with reference to the drawing in FIG. 1, a flat elementary washer 10, in the form of a sector of a circular crown, is defined by a geometric center O, two axes A and B which define an angle α (a washer of angle α will therefore be a crown of 360 °, truncated by an angular sector of angle α). The radial cutting sections 11 and 12, combined with the axes A and B, form the two joining lines, useful in the assembly described below.
On réalise ensuite une pièce en trois dimensions, représentée sur le dessin des figures 2 et 3, à partir de la forme élémentaire plane de la figure 1, la pièce en trois dimensions ayant les mêmes caractéristiques géométriques que la rondelle élémentaire de la figure 1, excepté la déformation qui lui est pratiquée pour espacer radialement les deux lignes de jonction d'une distance référencée « d » qui correspond au pas du ressort. A three-dimensional part is then produced, represented in the drawing of FIGS. 2 and 3, from the flat elementary form of FIG. 1, the three-dimensional part having the same geometric characteristics as the elementary washer of FIG. 1, except for the deformation which is practiced for it to radially space the two junction lines by a distance referenced “d” which corresponds to the pitch of the spring.
En théorie, les rondelles élémentaires sont des secteurs de couronne circulaire dont l'angle géométrique α varie de 0° à 360°. Les figures 4a à 4e représentent cinq exemples de rondelles élémentaires de secteur d'angle α différents: une rondelle avec un angle α nul dans laquelle les lignes de jonction complémentaires sont des axes radiaux confondus séparés par une fente (fig.4a), une rondelle avec un angle α aigu faible (fig.4b), une rondelle avec un angle α obtus compris entre 90° et 180° (fig.4c), une rondelle avec un angle α de 180° qui correspond à une demi rondelle élémentaire plate dans laquelle les axes radiaux représentatifs des lignes de jonction sont également confondus (fig.4d), et une rondelle avec un angle α supérieur à 180° (fig.4e). In theory, the elementary washers are circular crown sectors whose geometric angle α varies from 0 ° to 360 °. Figures 4a to 4e represent five examples of elementary washers of sector of angle α different: a washer with an angle α zero in which the complementary joining lines are coincident radial axes separated by a slot (fig.4a), a washer with a small acute angle α (fig.4b), a washer with an obtuse angle α between 90 ° and 180 ° (fig. 4c), a washer with an angle α of 180 ° which corresponds to a flat elementary half washer in which the radial axes representative of the junction lines are also merged (fig. 4d), and a washer with an angle α greater than 180 ° (fig.4e).
En variantes, les rondelles élémentaires peuvent prendre des formes différentes. On a représenté sur les dessins des figures 5a à 5r différents exemples de rondelles élémentaires à partir de formes polygonales régulières. Les figures 5a à 5c représentent des rondelles élémentaires de la forme d'un triangle isocèle (fig.5a), ou d'un tronçon formé de deux côtés d'un triangle isocèle (fig.5b) ou d'un tronçon formé d'un seul côté d'un triangle isocèle (fig.5c). Les figures 5d à 5g représentent des rondelles élémentaires de la forme d'un carré (fig.5d), ou d'un tronçon formé de trois côtés d'un carré (fig.5e), ou d'un tronçon formé de deux côtés adjacents d'un carré (fig.5f) ou d'un tronçon formé d'un seul côté d'un carré (fig.5g). Les figures 5h à 51 représentent des rondelles élémentaires de la forme d'un hexagone régulier tronqué d'un côté (fig.5h), ou d'un tronçon formé de quatre côtés adjacents d'un hexagone régulier (fig.5i), ou d'un tronçon formé de trois côtés adjacents d'un hexagone régulier (fig.5j), ou d'un tronçon formé de deux côtés adjacents d'un hexagone régulier (fig.5k) ou d'un tronçon formé d'un seul côté dudit hexagone (fig.51). Les figures 5m à 5r représentent également des rondelles élémentaires de forme d'un hexagone régulier , qui ont respectivement 5, 4, 3, 2 et 1 seul côté, comme dans le cas des figures 5h à 51, mais dont la couronne présente une forme intérieure circulaire. La même forme intérieure circulaire peut être réalisée sur des rondelles élémentaires de toute forme polygonale régulière ou secteur de ladite forme comprenant un ou plusieurs côtés d'un polygone régulier, en particulier sur les rondelles représentées sur les dessins des figures 5a à 5g. In variants, the elementary washers can take different shapes. There are shown in the drawings of Figures 5a to 5r different examples of elementary washers from regular polygonal shapes. Figures 5a to 5c show elementary washers in the shape of an isosceles triangle (fig.5a), or of a section formed on two sides of an isosceles triangle (fig.5b) or of a section formed of only one side of an isosceles triangle (fig.5c). Figures 5d to 5g show elementary washers in the shape of a square (fig.5d), or a section formed on three sides of a square (fig.5e), or a section formed on two sides adjacent to a square (fig.5f) or a section formed on one side of a square (fig.5g). Figures 5h to 51 show elementary washers in the shape of a regular hexagon truncated on one side (fig.5h), or a section formed on four adjacent sides of a regular hexagon (fig.5i), or of a section formed on three adjacent sides of a regular hexagon (fig.5j), or of a section formed of two adjacent sides of a regular hexagon (fig.5k) or of a section formed of a single side of said hexagon (fig. 51). Figures 5m to 5r also show elementary washers in the shape of a regular hexagon, which have respectively 5, 4, 3, 2 and 1 side only, as in the case of Figures 5h to 51, but whose crown has a shape circular interior. The same circular interior shape can be produced on elementary washers of any regular polygonal shape or sector of said shape comprising one or more sides of a regular polygon, in particular on the washers shown in the drawings of Figures 5a to 5g.
De manière générale, les rondelles élémentaires peuvent prendre toute forme géométrique répondant aux caractéristiques de raideur (très raide en torsion axiale et très souple en compression axiale) et à la propriété de complémentarité au niveau des lignes de jonctions. In general, the elementary washers can take any geometric shape meeting the stiffness characteristics (very stiff in axial torsion and very flexible in axial compression) and the property of complementarity at the level of the junction lines.
On entend par « complémentarité » la capacité de deux rondelles élémentaires strictement identiques à se juxtaposer au niveau des lignes de jonction tout en restant coaxiales lorsqu'on les superpose. By “complementarity” is meant the capacity of two strictly identical elementary washers to juxtapose at the level of the junction lines while remaining coaxial when superimposed.
Les figures 6a, 6b et 6c illustrent cette notion de complémentarité. Figures 6a, 6b and 6c illustrate this notion of complementarity.
Sur le dessin de la figure 6a, on a représenté, à titre d'exemple, trois rondelles élémentaires identiques 20, 30 et 40, de forme de secteur de couronne circulaire obtenu à partir d'une couronne circulaire complète de 360° tronquée d'un secteur d'angle α qui est, à titre d'exemple, un angle obtus supérieur à 180°. Les lignes de jonction linéaires et radiales sont référencées 21 et 22 pour la rondelle 20 de centre 25, 31 et 32 pour la rondelle 30 de centre 35 et 41 et 42, pour la rondelle 40 de centre 45. L'assemblage des deux premières rondelles 20 et 30 est représenté sur la figure 6b, avec les lignes de jonction 22 et 31 qui sont jointives. Sur la figure 6c illustrant les trois rondelles en position d'assemblage, la ligne 22 est jointive avec la ligne 31 et, de plus, la ligne 32 est jointive avec la ligne 41. Les centre 25, 35 et 45, des rondelles assemblées 20, 30 et 40, respectivement sont coaxiaux et, par conséquent confondus sur la vue de dessus de la figure 6c. En variante, les lignes complémentaires des jonctions peuvent prendre également des formes linéaires non radiales. C'est le cas des exemples donnés sur le dessin des figures 7a et 7d, qui représentent des rondelles élémentaires de forme circulaire 50 (fig.7a) avec des lignes de jonction linéaires non radiales et jointives 51 et 52, ou de la forme d'un triangle isocèle 60 (fig.7d) avec des lignes de jonction linéaires non radiales et jointives 61 et 62. Dans le même cas de lignes de jonction linéaires non radiales, mais non jointives, la complémentarité de formes entre les différentes rondelles élémentaires assemblées sera assurée sous certaines conditions de géométrie des rondelles. Sur le dessin de la figure 7b, on a représenté, à titre d'exemple, une rondelle élémentaire 70 en forme de tronçon de couronne circulaire, de centre O, avec deux lignes de jonction linéaires, mais non radiales, qui correspondent aux segments CD et EF, respectivement. La complémentarité sera obtenue sous la condition de l'égalité des angles CÔD et EÔF. La figure 7c représente un autre exemple d'une rondelle élémentaire 80 à lignes de jonction CD et EF linéaires non radiales, de la forme d'une demi couronne circulaire, dans lequel la condition de complémentarité s'exprime également par l'égalité des angles CÔD = EÔF. In the drawing of FIG. 6a, there is shown, by way of example, three identical elementary washers 20, 30 and 40, in the form of a circular crown sector obtained from a complete circular crown of 360 ° truncated by a sector of angle α which is, for example, an obtuse angle greater than 180 °. The linear and radial junction lines are referenced 21 and 22 for the washer 20 with center 25, 31 and 32 for the washer 30 with center 35 and 41 and 42, for the washer 40 with center 45. The assembly of the first two washers 20 and 30 is shown in FIG. 6b, with the junction lines 22 and 31 which are contiguous. In FIG. 6c illustrating the three washers in the assembly position, the line 22 is joined with the line 31 and, moreover, the line 32 is joined with the line 41. The centers 25, 35 and 45, of the assembled washers 20 , 30 and 40, respectively, are coaxial and therefore coincide in the top view of FIG. 6c. As a variant, the complementary lines of the junctions can also take non-radial linear forms. This is the case of the examples given in the drawing of FIGS. 7a and 7d, which represent elementary washers of circular shape 50 (FIG. 7a) with non-radial and contiguous linear junction lines 51 and 52, or of the shape d 'an isosceles triangle 60 (fig.7d) with non-radial and contiguous linear junction lines 61 and 62. In the same case of non-radial, but non-contiguous linear junction lines, the complementarity of shapes between the various assembled elementary washers will be provided under certain geometry conditions of the washers. In the drawing of FIG. 7b, there is shown, by way of example, an elementary washer 70 in the form of a section of circular crown, of center O, with two linear junction lines, but not radial, which correspond to the segments CD and EF, respectively. Complementarity will be obtained under the condition of equality of the angles CÔD and EÔF. FIG. 7c represents another example of an elementary washer 80 with non-radial linear CD and EF junction lines, in the form of a circular half-crown, in which the condition of complementarity is also expressed by the equality of the angles CÔD = EÔF.
Sur le dessin des figures 7e et 7f, on a représenté d'autres exemples de rondelles élémentaires non circulaires, à lignes de jonction linéaires non radiales. La rondelle élémentaire présente la forme d'un tronçon de triangle isocèle à deux sommets 90 (fig.7e) ou d'un tronçon de triangle isocèle à un seul sommet 100 (fig.7f). La même condition de complémentarité s'exprime dans les deux cas par l'égalité des angles COD= EÔF. En variante également, et de la même manière, les figures 8a à 8d représentent, de manière non exhaustive, des exemples dans lesquels les lignes de jonction ne sont pas linéaires. Les figures 8a et 8b représentent une rondelle élémentaire 110 avec des lignes de jonction en forme de ligne brisée à deux segments, respectivement MPR et NQS (fig.8b). La condition de complémentarité s'exprime par l'égalité des angles MON=ROS=POQ. In the drawing of FIGS. 7e and 7f, other examples of non-circular elementary washers have been shown, with non-radial linear joining lines. The elementary washer has the shape of a section of isosceles triangle with two vertices 90 (FIG. 7e) or of a section of isosceles triangle with a single vertex 100 (FIG. 7f). The same condition of complementarity is expressed in both cases by the equality of the angles COD = EÔF. In a variant also, and in the same way, FIGS. 8a to 8d represent, in a non-exhaustive manner, examples in which the junction lines are not linear. Figures 8a and 8b show an elementary washer 110 with junction lines in the form of a broken line with two segments, respectively MPR and NQS (fig.8b). The condition of complementarity is expressed by the equality of the angles MON = ROS = POQ.
Les figures 8c et 8d représentent une rondelle élémentaire 120 avec des lignes de jonction en forme de ligne brisée à trois segments, respectivement MPTR et NQVS. La condition de complémentarité s'exprime par l'égalité des angles MÔN=RÔS=PÔQ=TÔV. Les segments constitutifs des lignes de jonction peuvent être des segments linéaires ou non linéaires, mais toujours complémentaires de façon à ce que la juxtaposition des rondelles au niveau des lignes de jonction place les rondelles superposées en position coaxiale. FIGS. 8c and 8d represent an elementary washer 120 with junction lines in the form of a broken line with three segments, respectively MPTR and NQVS. The condition of complementarity is expressed by the equality of angles MÔN = RÔS = PÔQ = TÔV. The constituent segments of the junction lines can be linear or non-linear segments, but always complementary so that the juxtaposition of the washers at the junction lines places the superimposed washers in the coaxial position.
A partir des rondelles élémentaires, de géométrie conforme à l'un quelconque des exemples ci-dessus ou répondant, plus généralement à la définition de complémentarité donnée, on va décrire le procédé de réalisation d'un ressort selon l'invention. From the elementary washers, of geometry conforming to any one of the above examples or responding, more generally to the definition of complementarity given, a description will be given of the method for producing a spring according to the invention.
De préférence, de manière non limitative, les rondelles sont obtenues par emboutissage d'un flanc de tôle, le choix de la tôle étant déterminé par les propriétés des matériaux et la valeur de l'épaisseur visée pour le ressort. Dans ce cas, on envisage que le procédé conforme à l'invention peut comprendre en outre une étape de parachèvement des zones de soudure (jonctions). C'est en effet dans ces zones que peuvent apparaître des surépaisseurs de matière dues à l'opération de soudage. Le découpage des rondelles élémentaires ou bandes peut être effectué par découpage de précision, découpage sans bavure et découpage avec un outil progressif. Preferably, without limitation, the washers are obtained by stamping a sheet metal side, the choice of sheet being determined by the properties of the materials and the value of the thickness targeted for the spring. In this case, it is envisaged that the method according to the invention may further comprise a step of finishing the weld zones (junctions). It is indeed in these zones that excess thicknesses of material may appear due to the welding operation. The cutting of the elementary washers or bands can be carried out by precision cutting, cutting without burr and cutting with a progressive tool.
Afin d'illustrer le procédé selon l'invention, on part, par exemple, de rondelles ayant la forme d'une couronne semi-circulaire dont les rayons intérieur et extérieur sont choisis en fonction des caractéristiques dimensionnelles et mécaniques visées pour le ressort hélicoïdal final, telles que celles représentées sur le dessin des figures 6a à 6c. Les rondelles élémentaires précitées 20, 30 et 40 se raccordent radialement et bout à bout à une de leur extrémité respective, des lignes de jonction 21, 22, 31, 32, 41 et 42, d'assemblage étant définies. In order to illustrate the method according to the invention, one starts, for example, with washers having the shape of a semicircular crown whose internal and external radii are chosen according to the dimensional and mechanical characteristics targeted for the final helical spring. , such as those shown in the drawing of Figures 6a to 6c. The aforementioned elementary washers 20, 30 and 40 are connected radially and end to end at one of their respective ends, joining lines 21, 22, 31, 32, 41 and 42, of assembly being defined.
Un premier assemblage est réalisé par juxtaposition des lignes complémentaires 31 et 22 de jonction. On obtient la configuration illustrée sur la figure 6b où la rondelle élémentaire 30 vient compléter la rondelle élémentaire 20. A first assembly is carried out by juxtaposition of the complementary lines 31 and 22 of junction. The configuration illustrated in FIG. 6b is obtained, where the elementary washer 30 completes the elementary washer 20.
Ensuite, un second assemblage bout à bout obtenu par juxtaposition des lignes complémentaires de jonction 32 et 41, dans la continuité du premier assemblage, amène les rondelles dans la position montrée sur la figure 6c où l'on voit apparaître progressivement la première spire. Then, a second end-to-end assembly obtained by juxtaposition of the complementary junction lines 32 and 41, in the continuity of the first assembly, brings the washers into the position shown in FIG. 6c where the first turn is seen to appear gradually.
A chaque étape d'assemblage, afin de garantir la tenue mécanique de la spirale obtenue et afin d'éviter toute surépaisseur de matière au niveau des jonctions, il peut y avoir avantage à effectuer un parachèvement mécanique des rondelles assemblées au niveau des lignes de jonction. Cette opération de parachèvement peut être effectuée par ponçage ou polissage. At each assembly step, in order to guarantee the mechanical strength of the spiral obtained and in order to avoid any excess thickness of material at the junctions, it may be advantageous to perform a mechanical completion of the assembled washers at the connecting lines. This finishing operation can be carried out by sanding or polishing.
Dans le cas particulier des rondelles des figures 6a à 6c, l'angle géométrique α est tel que d'une spire à l'autre, les lignes de jonction ne sont pas en vis-à-vis, ce qui à pour résultat d'améliorer la tenue mécanique de la spirale sous sollicitation. In the particular case of the washers of Figures 6a to 6c, the geometric angle α is such that from one turn to another, the junction lines are not opposite, which results in improve the mechanical resistance of the spiral under stress.
Selon le principe d'assemblage décrit, l'assemblage entre deux secteurs de couronne est réalisé « bout à bout ». Ceci permet d'assurer la continuité des sections (et donc une très bonne transmission des efforts) du support d'une rondelle élémentaire à une autre. According to the assembly principle described, the assembly between two crown sectors is carried out "end to end". This ensures the continuity of the sections (and therefore a very good transmission of forces) of the support from one elementary washer to another.
L'assemblage « bout à bout », des différentes rondelles élémentaires au niveau des lignes de jonction peut être réalisé par différents procédés. La spécificité de l'invention qui réside notamment dans la faible épaisseur du support (inférieure à 3mm) permet d'utiliser différents procédés de soudure. Les tableaux de correspondance entre procédés classiques de soudage et épaisseurs permettent d'envisager les solutions suivantes : The “end-to-end” assembly of the different elementary washers at the junction lines can be carried out by different methods. The specificity of the invention which resides in particular in the thin thickness of the support (less than 3 mm) makes it possible to use different welding methods. The correspondence tables between conventional welding processes and thicknesses allow us to consider the following solutions:
- soudage par faisceau haute énergie (soudure laser ou faisceau d'électrons) ou - high energy beam welding (laser welding or electron beam) or
- soudage à l'arc (micro plasma, plasma, TlG, MIG, MAG, électrodes) ou - arc welding (micro plasma, plasma, TlG, MIG, MAG, electrodes) or
- soudage par résistance ou - resistance welding or
- soudage au chalumeau (par flamme). On peut envisager par ailleurs pour les différents procédés de soudage des soudures par points ou à la molette. - torch welding (by flame). We can also consider for the different welding processes spot welds or seam.
Tous ces procédés présentent l'avantage d'une production possible en grande série avec une cadence élevée. Pour procéder à l'assemblage des rondelles élémentaires, il est nécessaire de concevoir une phase de bridage et de mise en position rondelle après rondelle All these processes have the advantage of possible mass production with a high rate. To proceed with the assembly of the elementary washers, it is necessary to design a clamping phase and to position the washer after washer.
L'étape de réalisation de la soudure de deux rondelles élémentaires métalliques, pour réaliser un ensemble continu, implique : - d'accoster les deux rondelles élémentaires, c'est-à-dire mettre les zones de jonction complémentaires des deux rondelles élémentaires en face l'une de l'autre, The step of carrying out the welding of two elementary metal washers, in order to produce a continuous assembly, involves: - docking the two elementary washers, that is to say placing the complementary junction zones of the two elementary washers opposite one from the other,
- de les maintenir proches pendant l'opération de soudage, et - keep them close during the welding operation, and
- de mettre en mouvement relatif la pièce et la torche de soudage lorsque l'on soude en mode automatique, et parfois même de mettre en mouvement la pièce lorsqu'un soudeur tient lui-même la torche. - to put in relative movement the part and the welding torch when welding in automatic mode, and sometimes even to put in movement the part when a welder holds the torch himself.
Les outillages d'accostage et de bridage ont pour but de : The purpose of docking and clamping tools is to:
- positionner les deux rondelles élémentaires à souder pour que l'opération de soudage puisse se faire en respectant les tolérances requises, - position the two elementary washers to be welded so that the welding operation can be carried out while respecting the required tolerances,
- maintenir cette position pendant le soudage, - maintain this position during welding,
- limiter la déformation générale de la pièce pendant et après le soudage. Bien que le soudage et la pose manuelle soient possibles, on préfère une production en grande série avec une cadence élevée, par conséquent le procédé de l'invention recourt à un soudage en mode automatique. On comprendra par ailleurs que la machine permettant l'assemblage des différentes rondelles élémentaires tiendra compte du fait que le nombre de rondelles élémentaires assemblées est fonction du nombre de spires total voulu pour le ressort. - limit the general deformation of the part during and after welding. Although welding and manual laying are possible, mass production with a high rate is preferred, therefore the method of the invention uses welding in automatic mode. It will also be understood that the machine allowing the assembly of the various elementary washers will take account of the fact that the number of elementary washers assembled is a function of the total number of turns desired for the spring.
Des moyens d'accostage et de bridage des rondelles élémentaires sont donnés ci-après à titre d'exemples non limitatifs de la présente invention. La description présente aussi les modifications de formes géométriques pouvant être induites au niveau des rondelles élémentaires et visant à faciliter le procédé d'assemblage. Means for docking and clamping the elementary washers are given below by way of nonlimiting examples of the present invention. The description also presents the modifications of geometric shapes which can be induced at the level of the elementary washers and aiming to facilitate the assembly process.
L'assemblage automatique des rondelles élémentaires pour réaliser un ressort se déroule selon les étapes suivantes, en référence à l'ordinogramme de la figure 9, dans lequel : The automatic assembly of the elementary washers to make a spring takes place according to the following steps, with reference to the flow chart of FIG. 9, in which:
- a) la phase référencée 1000 est la libération par le chargeur d'une rondelle élémentaire. Le chargeur est un élément de stockage des rondelles élémentaires, - b) la phase 2000 est la mise en position de la rondelle élémentaire. On entend par mise en position le positionnement angulaire de la rondelle et son bridage ; s'il s'agit d'une première rondelle élémentaire, les opérations a) et b) ci-dessus sont répétées pour une seconde rondelle élémentaire, tandis que s'il ne s'agit pas d'une première rondelle élémentaire, il y a : a) the phase referenced 1000 is the release by the charger of an elementary washer. The charger is a storage element for the elementary washers, - b) phase 2000 is the positioning of the elementary washer. By positioning means the angular positioning of the washer and its clamping; if it is a first elementary washer, the operations a) and b) above are repeated for a second elementary washer, while if it is not a first elementary washer, there at :
- c) la phase 3000 qui est la réalisation de la soudure ; les opérations a), b) et c) sont répétées jusqu'à ce que le nombre de rondelles élémentaires ainsi assemblées corresponde au nombre de spires du ressort final, et ce nombre étant atteint, il y a : - c) phase 3000 which is the production of the weld; operations a), b) and c) are repeated until the number of elementary washers thus assembled corresponds to the number of turns of the final spring, and this number being reached, there are:
- d) la phase 4000 de libération du ressort. Un des points clés du fonctionnement du chargeur réside dans sa capacité à ne libérer qu'une seule rondelle élémentaire à la fois, comme cela est décrit dans la suite de la présente description. - d) the spring release phase 4000. One of the key points of the charger's operation lies in its capacity to release only one elementary washer at a time, as described in the remainder of this description.
La figure 10 montre une modification de géométrie de la rondelle, de référence générale 200. Une encoche 201 est réalisée au cours de la phase de réalisation de la rondelle élémentaire (emboutissage). La géométrie de cette encoche peut être quelconque. A titre d'exemple, non limitatif de l'invention, l'encoche 201 a une forme sensiblement semi-circulaire. La rondelle élémentaire 200 peut être pourvue de plusieurs encoches 201, 201' pour des raisons de stockage des rondelles, notamment. FIG. 10 shows a modification of the geometry of the washer, of general reference 200. A notch 201 is produced during the phase of production of the elementary washer (stamping). The geometry of this notch can be arbitrary. By way of example, without limitation of the invention, the notch 201 has a substantially semi-circular shape. The elementary washer 200 can be provided with several notches 201, 201 ′ for reasons of storage of the washers, in particular.
La figure 11 représente la géométrie simplifiée du cylindre de guidage 210 du chargeur. Un guide 211 de forme hélicoïdale et de section complémentaire de l'évidemment de la rondelle 201 , permet de stocker les rondelles élémentaires en les décalant angulairement. Ce décalage angulaire permet de libérer les rondelles les unes après les autres. FIG. 11 represents the simplified geometry of the guide cylinder 210 of the loader. A guide 211 of helical shape and of complementary section to the recess of the washer 201, makes it possible to store the elementary washers by angularly shifting them. This angular offset makes it possible to release the washers one after the other.
En référence aux figures 13a à 13d, est décrit le principe de fonctionnement du chargeur. La succession des quatre étapes présentées décrit le principe de libération d'une seule rondelle à la fois. With reference to FIGS. 13a to 13d, the principle of operation of the charger is described. The succession of the four stages presented describes the principle of releasing only one washer at a time.
Etape 1, représentée sur la figure 13a : un doigt positionneur 220 maintient en position la rondelle 200, située la plus près de la sortie du chargeur. Un doigt positionneur 230 maintient en position la rondelle 200', située au dessus de la rondelle 200, ainsi que l'ensemble des rondelles situées au dessus. Step 1, represented in FIG. 13a: a positioning finger 220 maintains in position the washer 200, located closest to the charger outlet. A positioning finger 230 maintains in position the washer 200 ', located above the washer 200, as well as all of the washers located above.
Etape 2, représentée sur la figure 13b : le déplacement radial du doigt 220 permet par gravité à la rondelle 200, non maintenue, de sortir du cylindre de stockage. Les autres rondelles élémentaires restent maintenues par le doigt 230 qui n'a pas bougé. Step 2, shown in FIG. 13b: the radial displacement of the finger 220 makes it possible by gravity for the washer 200, which is not maintained, to come out of the storage cylinder. The other elementary washers remain held by the finger 230 which has not moved.
Etape 3, représentée sur la figure 13c : le doigt 220 retrouve sa position d'origine. Dans le vide, le doit 220 ne maintient alors aucune rondelle : la rondelle 200' et l'ensemble des rondelles du chargeur sont maintenues par le doigt 230. Step 3, shown in FIG. 13c: the finger 220 returns to its original position. In the vacuum, the must 220 then does not maintain any washer: the washer 200 ′ and all the washers of the loader are held by the finger 230.
Etape 4, représentée sur la figure 13d : le déplacement radial du doigt 230 libère la rondelle 200' ainsi que l'ensemble des rondelles qui sont situées au dessus. Elles sont bloquées par le doigt 220. Le doigt 230 peut alors reprendre sa position initiale. On se retrouve donc dans la configuration de l'étape 1 : la rondelle 200' a pris la place de la rondelle 200 et la rondelle 200" se trouve dans la position de la rondelle 200'. Step 4, shown in FIG. 13d: the radial movement of the finger 230 releases the washer 200 'as well as all of the washers which are located above. They are blocked by finger 220. Finger 230 can then return to its initial position. We therefore find ourselves in the configuration of step 1: the washer 200 'has taken the place of the washer 200 and the washer 200 "is in the position of the washer 200'.
Le principe de placement des doigts positionneurs est représenté sur le dessin des figures 12a à 12c, en prenant pour exemple deux doigts positionneurs opposés 220 et 230. The principle of positioning the positioning fingers is shown in the drawing in FIGS. 12a to 12c, taking for example two opposite positioning fingers 220 and 230.
La zone de recouvrement de deux encoches successives, référencée Z sur le dessin de la figure 12b, permet au doigt positionneur 230 de maintenir la rondelle 200' représentée en pointillé (et toutes les précédentes) sans gêner le déplacement de la rondelle 200 représentée en trait plein qui est directement située en dessous. D'où l'intérêt de la forme hélicoïdale du guide 210. La rondelle en trait plein est maintenue par le doigt 220. Les doigts ont deux états qui correspondent aux deux positions qu'ils occupent (déplacement des doigts selon leurs axes) : une première position de bridage dans laquelle une extrémité du positionneur s'engage dans une encoche de la rondelle (doigt 220), et une position de libération dans laquelle ladite extrémité se dégage de ladite encoche (doigt 230). The overlap zone of two successive notches, referenced Z in the drawing of FIG. 12b, allows the positioning finger 230 to maintain the washer 200 'shown in dotted lines (and all the previous ones) without hampering the movement of the washer 200 shown in line full which is directly located below. Hence the interest of the helical shape of the guide 210. The washer in solid line is maintained by finger 220. The fingers have two states which correspond to the two positions they occupy (movement of the fingers along their axes): a first clamping position in which one end of the positioner engages in a notch the washer (finger 220), and a release position in which said end emerges from said notch (finger 230).
Les figures 14a à 14c représentent la mise en position de la première rondelle élémentaire tandis que les figures 15a à 15c représentent la mise en position des rondelles suivantes. Figures 14a to 14c show the positioning of the first elementary washer while Figures 15a to 15c show the positioning of the following washers.
Un cylindre de guidage identique à celui décrit schématiquement sur le dessin de la figure 11 (avec guidage par une rampe hélicoïdale en surépaisseur de section complémentaire au contour de l'encoche réalisée sur la rondelle) permet de guider la rondelle élémentaire libérée par le chargeur. A guide cylinder identical to that schematically described in the drawing in FIG. 11 (with guidance by a helical ramp in excess thickness of section complementary to the contour of the notch made on the washer) makes it possible to guide the elementary washer released by the loader.
Etape 1, représentée sur la figure 14a : deux positionneurs 240 et 250, positionnés par exemple de façon diamétralement opposés, stoppent la rondelle 200. Un positionneur 260 vient alors brider la rondelle 200. Etape 2, représentée sur la figure 14b : le positionneur 250 est mobile, il se déplace en poussant la rondelle 200 de manière à précontraindre celle-ci sur une position donnée. On réalise de cette manière un espacement axial entre les lignes de jonction. Le déplacement du positionneur est fonction du pas de la spirale. Dans l'hypothèse où la géométrie de la rondelle élémentaire tient compte du pas, le positionneur se déplacera sans emmener avec lui la rondelle 200. Etape 3, représentée sur la figure 14c : un quatrième positionneur 270 vient brider la rondelle 200. Ce positionneur 270 vise à brider la rondelle 200 au moment de l'opération de soudage et à garantir ainsi la planéité de la zone de jonction lors de cette opération. Les figures 15a à 15c représentent la mise en position des rondelles suivantes. Step 1, shown in FIG. 14a: two positioners 240 and 250, positioned for example diametrically opposite, stop the washer 200. A positioner 260 then clamps the washer 200. Step 2, shown in FIG. 14b: the positioner 250 is mobile, it moves by pushing the washer 200 so as to prestress the latter on a given position. In this way, an axial spacing is made between the junction lines. The displacement of the positioner is a function of the pitch of the spiral. If the geometry of the elementary washer takes account of the pitch, the positioner will move without taking the washer 200 with it. Step 3, shown in FIG. 14c: a fourth positioner 270 clamps the washer 200. This positioner 270 aims to clamp the washer 200 at the time of the welding operation and thus guarantee the flatness of the junction zone during this surgery. Figures 15a to 15c show the positioning of the following washers.
Etape 1, représentée sur la figure 15a : deux positionneurs 280 et 290 sont positionnés par exemple de façon diamétralement opposés, au dessus de la première rondelle 200. Le cylindre de stockage peut alors libérer une deuxième rondelle élémentaire 200'. Celle ci est guidée par le cylindre de guidage et sa rampe hélicoïdale. Step 1, shown in FIG. 15a: two positioners 280 and 290 are positioned, for example diametrically opposite, above the first washer 200. The storage cylinder can then release a second elementary washer 200 '. This is guided by the guide cylinder and its helical ramp.
La ligne hélicoïdale de guidage et la position des positionneurs 280 et 290 sont dimensionnées par la géométrie de la spirale. Etape 2, représentée sur la figure 15b : un positionneur 300 bride la rondelle 200'. Le positionneur 290 se déplace, comme le positionneur 250. The helical guide line and the position of the positioners 280 and 290 are dimensioned by the geometry of the spiral. Step 2, shown in FIG. 15b: a positioner 300 flanges the washer 200 '. Positioner 290 moves, like positioner 250.
Etape 3, représentée sur la figure 15c : la fin du bridage est réalisée par le positionneur 310, équivalent pour la rondelle 200' du positionneur 270. La soudure des deux premières rondelles 200 et 200' peut alors être réalisée. Les positionnements des rondelles suivantes sont réalisés exactement selon le même principe. Step 3, shown in FIG. 15c: the end of the clamping is carried out by the positioner 310, equivalent for the washer 200 'of the positioner 270. The welding of the first two washers 200 and 200' can then be carried out. The positioning of the following washers is carried out exactly according to the same principle.
Les figures 16a et 16b représentent une variante de réalisation dans laquelle la géométrie de la rondelle élémentaire est modifiée afin de faciliter la réalisation de la soudure et l'accroche des positionneurs, la géométrie des cylindres de stockage et de guidage étant modifiée en fonction. En référence à la figure 16a, la rondelle 400 présente deux pattes de mise en position, 401 et 402, en saillie sur le contour extérieur de la rondelle. En position de soudure (figure 16b), deux rondelles successives 400 et 400' sont mises en position et maintenues par accostage des pattes de fixation, 402 et 401', respectives en regard desdites rondelles successives. Les figures 16c à 16e représentent la position des lignes de jonctions successives Ll, L2, etc. en fonction de l'angle de la rondelle élémentaire, sur un assemblage de plusieurs rondelles élémentaires 400, 400', etc. La figure 17 illustre la dernière phase de la réalisation de la spirale : la libération est faite dés que le nombre suffisant de rondelles ont été assemblées. Le tube de guidage 210 est donc un cylindre capable de tourner autour de son axe afin de libérer le ressort en fin de cycle. La référence générale P désigne collectivement l'ensemble des positionneurs. Figures 16a and 16b show an alternative embodiment in which the geometry of the elementary washer is modified in order to facilitate the production of the weld and the attachment of the positioners, the geometry of the storage and guide cylinders being modified accordingly. Referring to Figure 16a, the washer 400 has two positioning tabs, 401 and 402, projecting from the outside contour of the washer. In the welded position (FIG. 16b), two successive washers 400 and 400 ′ are placed in position and maintained by docking with the fixing lugs, 402 and 401 ′, respectively opposite said successive washers. FIGS. 16c to 16e represent the position of the successive junction lines L1, L2, etc. depending on the angle of the elementary washer, on an assembly of several elementary washers 400, 400 ', etc. Figure 17 illustrates the last phase of the realization of the spiral: the release is made as soon as the sufficient number of washers have been assembled. The guide tube 210 is therefore a cylinder capable of turning around its axis in order to release the spring at the end of the cycle. The general reference P collectively designates all of the positioners.
En variante également, il est possible de réaliser la spirale de lmm d'épaisseur à partir de rondelles élémentaires d'épaisseurs plus faibles et superposées : on réalise une rondelle élémentaire de 1 mm d'épaisseur avec des rondelles élémentaires identiques de 0,5 mm d'épaisseur en faisant un assemblage de 2 tôles à chaque fois (point de soudure par exemple). On peut par ailleurs généraliser à 3, 4 voire 5 tôles dont l'épaisseur est égale à l'épaisseur cible divisée par le nombre total de rondelles superposées. Also in a variant, it is possible to produce the lmm thick spiral from elementary washers of smaller and superimposed thicknesses: an elementary washer 1 mm thick is produced with identical elementary washers of 0.5 mm. thick by making an assembly of 2 sheets each time (welding spot for example). We can also generalize to 3, 4 or even 5 sheets whose thickness is equal to the target thickness divided by the total number of superimposed washers.
La suite de l'assemblage est identique. Seule l'obtention de la rondelle élémentaire est différente. The rest of the assembly is identical. Only the obtaining of the elementary washer is different.
En variante également, on peut superposer des tôles de matière différentes pour la réalisation des rondelles élémentaires dites composites. Sur le dessin de la figure 18, on a représenté schématiquement un ensemble de direction de véhicule. Il comporte une colonne de direction 500, à une extrémité de laquelle est monté un volant 510 formé d'un anneau 520, destiné à être tenu par un conducteur, disposé autour d'un moyeu 530. La colonne est libre en rotation par rapport à la structure du véhicule représentée seulement par une gaine 540, grâce aux paliers à roulements 550. Un ressort 560 est monté pour immobiliser en rotation le moyeu 530. Ce ressort 560 est un ressort hélicoïdal à spires plates traversant le volant 510, dont une extrémité est directement fixée sur la gaine 540, et l'autre extrémité à un coussin de sécurité (non représenté) placé dans ladite partie centrale du moyeu. Le ressort 560 est un ressort à spires plates obtenu selon l'une quelconque des variantes du procédé décrit précédemment. La rotation du volant 510 entraîne le déplacement en translation de certaines spires du ressort 560, soumis à des efforts de torsion. Il s'agit d'un ressort présentant une grande raideur en torsion axiale, et une grande souplesse en compression axiale. In a variant also, it is possible to superimpose sheets of different material for the production of elementary washers called composite. In the drawing of Figure 18, there is shown schematically a vehicle steering assembly. It comprises a steering column 500, at one end of which is mounted a steering wheel 510 formed by a ring 520, intended to be held by a conductor, arranged around a hub 530. The column is free to rotate relative to the structure of the vehicle represented only by a sheath 540, thanks to the rolling bearings 550. A spring 560 is mounted to immobilize the hub 530 in rotation. This spring 560 is a helical spring with flat turns passing through the steering wheel 510, one end of which is directly attached to the sheath 540, and the other end to a safety cushion (not shown) placed in said central part of the hub. Spring 560 is a flat coil spring obtained according to any one of the variants of the method described above. The rotation of the flywheel 510 causes the translational movement of certain turns of the spring 560, subjected to torsional forces. It is a spring having a great stiffness in axial torsion, and a great flexibility in axial compression.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de réalisation d'un ressort à spires plates, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 1. Method for producing a spring with flat turns, characterized in that it comprises the following steps:
- découper dans un support une pluralité de rondelles élémentaires planes de géométrie identique, indépendantes et complémentaires au niveau des lignes de jonction les unes des autres, - réaliser sur les rondelles élémentaires planes un espacement axial identique entre leurs lignes de jonction respectives correspondant au pas du ressort - cut from a support a plurality of elementary flat washers of identical geometry, independent and complementary at the level of the junction lines of each other, - make on the plane elementary washers an identical axial spacing between their respective junction lines corresponding to the pitch of the spring
- assembler les différentes rondelles élémentaires complémentaires ainsi obtenues en effectuant la jonction par une soudure de ladite pluralité de rondelles au niveau de leurs lignes de jonction respectives. - Assemble the various complementary elementary washers thus obtained by performing the junction by welding said plurality of washers at their respective junction lines.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rondelles élémentaires planes sont des secteurs de couronne circulaire, complémentaires au niveau des lignes de jonction les uns des autres, ledit secteur ayant une valeur angulaire inférieure à 360° d'un angle α compris lui-même entre 0° et 360°. 2. Method according to claim 1, characterized in that the flat elementary washers are sectors of circular crown, complementary at the level of the junction lines of each other, said sector having an angular value less than 360 ° by an angle α itself between 0 ° and 360 °.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rondelles élémentaires planes sont des secteurs de couronnes ayant la forme extérieure et intérieure d'un polygone régulier, complémentaires au niveau des lignes de jonction les uns des autres, ledit secteur de couronne étant formé d'un nombre entier de côtés adjacents dudit polygone régulier. 3. Method according to claim 1, characterized in that the flat elementary washers are sectors of crowns having the external and internal shape of a regular polygon, complementary at the level of the junction lines of each others, said crown sector being formed of an integer number of adjacent sides of said regular polygon.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rondelles élémentaires planes sont des secteurs de couronnes ayant la forme extérieure d'un polygone régulier, complémentaires au niveau des lignes de jonction les uns des autres, ledit secteur de couronne étant formé d'un nombre entier de côtés adjacents dudit polygone régulier, la forme dudit secteur de couronne étant circulaire. 4. Method according to claim 1, characterized in that the planar elementary washers are sectors of crowns having the external shape of a regular polygon, complementary at the level of the junction lines of each other, said sector of crown being formed by an integer number of adjacent sides of said regular polygon, the shape of said crown sector being circular.
5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'angle α est un angle de 0°. 5. Method according to claim 2, characterized in that the angle α is an angle of 0 °.
6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'angle α est un angle de 180°. 6. Method according to claim 2, characterized in that the angle α is an angle of 180 °.
7. Procédé selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que ledit secteur de couronne est formé de tous les côtés du polygone régulier. 7. Method according to claim 3 or claim 4, characterized in that said crown sector is formed on all sides of the regular polygon.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les lignes de jonction sont linéaires. 8. Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the junction lines are linear.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les lignes de jonction sont confondues avec des axes radiaux desdites rondelles. 9. Method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the junction lines are merged with radial axes of said washers.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les lignes de jonction sont des lignes complémentaires non linéaires. 10. Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the junction lines are complementary non-linear lines.
11. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les rondelles élémentaires sont découpées dans un support constitué par un flanc de tôle. 11. Method according to claim 1, characterized in that the elementary washers are cut from a support constituted by a sheet metal side.
12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rondelles élémentaires sont assemblées en effectuant la jonction des lignes de jonction complémentaires par soudure laser. 12. Method according to claim 1, characterized in that the elementary washers are assembled by performing the junction of the complementary junction lines by laser welding.
13. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rondelles élémentaires sont découpées dans un support constitué par un assemblage de n tôles, la somme des épaisseurs desdites n tôles étant égales à l'épaisseur de ladite rondelle. 13. Method according to claim 1, characterized in that the elementary washers are cut from a support constituted by an assembly of n sheets, the sum of the thicknesses of said n sheets being equal to the thickness of said washer.
14. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'assemblage des rondelles élémentaires comprend les étapes suivantes : 14. Method according to claim 1, characterized in that the assembly of the elementary washers comprises the following steps:
- a) mise en position angulaire et bridage d'une rondelle (200) dans un cylindre de guidage (210) du chargeur de stockage, a) angular positioning and clamping of a washer (200) in a guide cylinder (210) of the storage magazine,
- b) réalisation d'un espacement axial correspondant au pas du ressort entre les deux lignes de jonction de la rondelle (200), b) making an axial spacing corresponding to the pitch of the spring between the two joining lines of the washer (200),
- c) mise en position angulaire et bridage d'une rondelle suivante (200^ dans ledit cylindre de guidage, - d) réalisation d'un espacement axial correspondant au pas du ressort entre les deux lignes de jonction de ladite rondelle suivante (200% - c) angular position and clamping of a following washer (200 ^ in said guide cylinder, - d) making an axial spacing corresponding to the pitch of the spring between the two joining lines of said following washer (200%
- e) réalisation de la soudure selon les lignes de jonctions complémentaires de ladite rondelle (200) et de ladite rondelle suivante (200% - f) répétition des étapes a) à e) jusqu'à obtenir le nombre de spires désiré du ressort, - e) making the weld along the complementary junction lines of said washer (200) and said next washer (200% - f) repeating steps a) to e) until the desired number of turns of the spring is obtained,
- g) libération du ressort ainsi obtenu du chargeur. - g) release of the spring thus obtained from the charger.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la mise en position angulaire des rondelles est obtenue au moyen d'au moins une encoche (201) réalisée dans lesdites rondelles lors de leur découpage, qui coopère(nt) par liaison de forme avec un élément de guidage (211) dudit chargeur. 15. Method according to claim 14, characterized in that the angular positioning of the washers is obtained by means of at least one notch (201) produced in the said washers during their cutting, which cooperates (s) by form connection with a guide element (211) of said charger.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que ladite (lesdites) encoche(s) (201, 201% est (sont) de forme semi-circulaire. 16. The method of claim 15, characterized in that said (said) notch (s) (201, 201% is (are) of semi-circular shape.
17. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'élément de guidage (211) du chargeur est constitué par une rampe hélicoïdale du chargeur, d'axe confondu avec l'axe du cylindre de guidage (210) du chargeur et de section correspondante à la forme de ladite (lesdites) encoche(s). 17. Method according to claim 15, characterized in that the guide element (211) of the loader consists of a helical ramp of the loader, of axis coinciding with the axis of the guide cylinder (210) of the loader and of section corresponding to the shape of said notch (s).
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'élément de guidage (211) du chargeur est constitué par une surépaisseur du cylindre de guidage (210) du chargeur. 18. The method of claim 17, characterized in that the guide element (211) of the loader consists of an excess thickness of the guide cylinder (210) of the loader.
19. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le bridage en position, et la libération de chaque rondelle, au cours de l'étape d'assemblage, sont réalisés au moyen de doigts positionneurs (220, 230 ; 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310) mobiles à deux positions, une première position de bridage dans laquelle une de leurs extrémité s'engage dans une encoche de la rondelle, et une position de libération dans laquelle ladite extrémité se dégage de ladite encoche. 19. Method according to claim 14, characterized in that the clamping in position, and the release of each washer, during the assembly step, are carried out by means of positioning fingers (220, 230; 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310) movable in two positions, a first clamping position in which one of their ends engages in a notch in the washer, and a release position in which said end is released from said notch.
20. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'un espacement axial correspondant au pas du ressort est réalisé entre les deux lignes de jonction respectives d'une rondelle élémentaire par le déplacement relatif axial de deux doigts positionneurs en position de bridage de ladite rondelle. 20. The method of claim 14, characterized in that an axial spacing corresponding to the pitch of the spring is produced between the two respective joining lines of an elementary washer by the relative axial displacement of two positioning fingers in the clamping position of said washer.
21. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que, en fin d'assemblage, la libération du ressort du chargeur est obtenue par rotation autour de son axe du cylindre de guidage (210) du chargeur. 21. The method of claim 14, characterized in that, at the end of assembly, the release of the magazine spring is obtained by rotation around its axis of the guide cylinder (210) of the magazine.
22. Ensemble de direction de véhicule comportant une colonne de direction (500) montée libre en rotation dans une gaine (540) reliée rigidement à la structure du véhicule, ladite colonne ayant une extrémité à laquelle est monté fixé un volant (510), destiné à être mis en rotation par un conducteur, et un moyeu central (530) adjacent au volant, caractérisé en ce qu'il est prévu un ressort (56O) pour immobiliser en rotation la partie centrale du volant (510), une extrémité du ressort (560) étant fixée à ladite gaine (540) de la colonne de direction (500) et l'autre fixée à un coussin de sécurité placé dans ladite partie centrale du moyeu, et en ce que ledit ressort (560) est un ressort obtenu selon l'une quelconque des revendications 1 à 20. 22. Vehicle steering assembly comprising a steering column (500) mounted to rotate freely in a sheath (540) rigidly connected to the structure of the vehicle, said column having one end to which is mounted a steering wheel (510), intended to be rotated by a conductor, and a central hub (530) adjacent to the flywheel, characterized in that a spring (56O) is provided for immobilizing in rotation the central part of the flywheel (510), one end of the spring (560) being fixed to said sheath (540) of the steering column (500) and the other fixed to a airbag placed in said central part of the hub, and in that said spring (560) is a spring obtained according to any one of claims 1 to 20.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2252127A1 (en) * 1998-10-30 2000-04-30 Westfield Industries Ltd. Method and apparatus for forming reinforced auger flighting and a detachable reinforced auger flight
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