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WO2010046611A2 - Procede de fabrication d'une piece de boulonnerie, outil pour la mise en oeuvre du procede, dispositif de vissage et de devissage d'une telle piece de boulonnerie - Google Patents

Procede de fabrication d'une piece de boulonnerie, outil pour la mise en oeuvre du procede, dispositif de vissage et de devissage d'une telle piece de boulonnerie Download PDF

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WO2010046611A2
WO2010046611A2 PCT/FR2009/052041 FR2009052041W WO2010046611A2 WO 2010046611 A2 WO2010046611 A2 WO 2010046611A2 FR 2009052041 W FR2009052041 W FR 2009052041W WO 2010046611 A2 WO2010046611 A2 WO 2010046611A2
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WO
WIPO (PCT)
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head
screw
shoulder
punch
unscrewing
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/FR2009/052041
Other languages
English (en)
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WO2010046611A3 (fr
Inventor
Carlos Rodrigues De Oliveira
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RDO ALPHA
Original Assignee
RDO ALPHA
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.)
Filing date
Publication date
Priority to US13/121,774 priority Critical patent/US9028334B2/en
Priority to CN2009801416948A priority patent/CN102196870A/zh
Priority to BRPI0919618A priority patent/BRPI0919618A2/pt
Priority to MX2011003368A priority patent/MX2011003368A/es
Priority to EP09815468A priority patent/EP2349607A2/fr
Priority to CA2738227A priority patent/CA2738227A1/fr
Priority to AU2009306172A priority patent/AU2009306172A1/en
Application filed by RDO ALPHA filed Critical RDO ALPHA
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Publication of WO2010046611A3 publication Critical patent/WO2010046611A3/fr
Priority to TN2011000112A priority patent/TN2011000112A1/fr
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    • F16B23/0061—Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool with grooves, notches or splines on the external peripheral surface designed for tools engaging in radial direction
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    • F16B23/00—Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool
    • F16B23/0076—Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool causing slipping of the tool in loosening rotation, i.e. disabling unscrewing unless another tool is used

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a screw.
  • a piece of bolting such as a screw or a nut
  • a piece of bolting comprising a head extending longitudinally between two ends, the head having in section in a plane perpendicular to the longitudinal direction a substantially circular shape, the head having a periphery comprising at least one shoulder extending in a radial plane.
  • the object of the present invention is to overcome these drawbacks and to propose a method of manufacturing tamperproof or removable screws with specific tools, the method offering increased production rates, without loss of raw material constituting the screw, while providing a manufacturing accuracy compatible with accepted tolerance thresholds.
  • the manufacturing method as described above is characterized in that it comprises at least the following shaping steps: shearing a wire of material so as to obtain a piece of determined length, calibration of the workpiece in order to correct the geometry of the piece, that is to say to obtain end faces parallel to each other and perpendicular to the body, roughing of the calibrated part, so as to obtain the head of the bolts, finishing of the part sketched by means of a third punch so as to form at least one shoulder on the head of the bolting part, the calibration, roughing and finishing steps being carried out only by cold stamping.
  • the piece of bolting is set up respectively in a first, a second and a third die and in that it is struck cold during each shaping step, at means respectively of a first, a second and a third punch.
  • the invention also relates to a tool for implementing the method described above, wherein: the first, the second and the third matrix are respectively arranged one after the other on a cold stamping line; the second punch has a fingerprint adapted to form a conical head; the second punch is adapted to form a head having a convex contour; the angle formed between the head and the longitudinal direction is between
  • FIG. 1 represents an overall view of the tooling line according to the invention
  • FIG. 2a shows a screw comprising three shoulders
  • FIGS. 2b and 2c show respectively a side view and a bottom view of the screw represented.
  • FIGS. 2d and 2e are views similar to those of FIGS. 2b and
  • FIGS. 3a, 3b and 3c respectively represent a perspective view, a side view and a top view of a screw whose head has a conical shape and comprises three shoulders.
  • Figures 4, 4b and 4c show views similar to Figures 3a,
  • FIGS. 5, 5b and 5c represent views similar to FIGS. 3a, 3b and 3c of a screw whose head has a conical shape and comprises five shoulders
  • Figures 6a, 6b, 7a and 7b show a screw whose head has respectively a spherical shape and a curved shape
  • Figures 8a, 8b respectively show a sectional view and a bottom view of a screw device / Unscrewing associated with a piece of bolts according to the invention, illustrated in bottom view in Figure 8c
  • Figures 9a and 9b show a screw with a hollow head having a female cavity
  • Figure 10 is a bottom view of a punch and a punch insert according to the invention
  • Figures 10b and 10c show a sectional view and a bottom view of a punch according to the invention.
  • FIG. 11 illustrates a device for screwing and unscrewing according to a variant of the invention
  • FIGS. 12 and 13 illustrate a device for screwing and unscrewing according to a variant of the invention
  • FIGS 2 to 5 illustrate screws 10 having a head 12 having specific means to prevent or make difficult the unscrewing thereof.
  • Each screw 10 comprises a body 11 and a head 12, and extends longitudinally between a first end 14 of the side of the screw head 12 and a second end 16 opposite to the first.
  • the screw heads 12 have in a plane perpendicular to the longitudinal direction X a substantially circular shape.
  • Each screw head 12 has an outer periphery 18 on which at least one shoulder 20 is made.
  • Each shoulder 20 has a bearing face 22 and a convex portion 24.
  • the bearing face 22 extends in a radial plane and is preferably arranged over the entire width I of the periphery 18.
  • the screw head 12 comprises three shoulders 20a, 20b, 20c oriented to the right, arranged in the forward direction, that is to say in the opposite direction of the needles of a shows.
  • Figures 2d and 2e illustrate a screw head 12 for which the shoulders 20 are oriented to the left that is to say in the direction of clockwise.
  • the screw heads 12 comprise respectively three, four and five shoulders 20.
  • the number n of shoulders 20 made on the screw head is chosen according to the needs of the user. . However, on screws of standard size, the number n of shoulder 20 will not be greater than 12.
  • Figures 3, 4 and 5 the screw head 12 has a conical shape, the top of which is disposed on the side of the first end 14.
  • the angle ⁇ formed between the longitudinal direction and the straight line passing through the inclined periphery is such that ⁇ is between 0 and 45 °. Unscrewing is possible for heads having an angle ⁇ between 0 and 7.30 °.
  • the convex portion 24 of the shoulders 20 causes a difficult unscrewing, if not impossible with a standard tool, because the convex shape makes it virtually impossible to grip the head 12 of screws in a tool to loosen it.
  • Figure 1 schematically shows a production line of a screw described above.
  • the production line consists of three dies 26, 28, 30 cooperating respectively with three punches 32, 34, 36 respectively disposed in a punch insert 31a, 31b and 31c.
  • the screw is obtained from a thread of material 38 which is struck cold between the dies 26, 28, 30 and the three punches 32,
  • the wire is first disposed in a first die 26 by means of a transfer clip 40. Then the first punch comes into contact with the first die 26 to calibrate the piece or piece of wire 38, that is, say to give it the full cylindrical shape. Then the calibrated obtained part is placed in a second matrix 28 by means of a transfer clamp. The second punch 34 comes into contact with the second die 28, by means of an automatic press 42a, for the step of roughing the screw.
  • the head 12 of the screw is formed without loss of material.
  • the head 12 of the screw may have a cylindrical shape or a conical shape as described above.
  • the second punch 34 will be chosen according to the desired shape of the head 12.
  • the rough part obtained is placed in a third die 30 associated with a third punch
  • the third punch 36 is illustrated in FIG. 10. It comprises a cavity 44 representing the cavity making it possible to obtain the final screw head 12 with one or more shoulders 20.
  • the number of dies and punches may vary.
  • each of these three steps are performed by cold stamping, that is, by forging the materials at room temperature.
  • This method is particularly advantageous because it allows high production rates, and there is almost no loss of material, and therefore little waste.
  • cold stamping does not require an additional step cutting the fibers, that is to say a clipping operation, when there is overflow of the material, to obtain the final product.
  • this method makes it possible to obtain greater precision during the manufacture of the parts and thus to reduce the manufacturing tolerances.
  • the tools for implementing the method, and in particular the punches 32, 34, 36 and the matrices 26, 28, 30 are made by electroerosion, which offers a high accuracy of the dimensions of the screw obtained after striking.
  • the parts obtained have an improved resistance compared to those manufactured from the processes of the prior art, because the fibers of the material are not deformed.
  • the screw head 12 has a convex shape, as visible in Figures 6 and 7.
  • the curved shape may be a part of a spherical or ellipsoid shape.
  • the head 12 having the shape of a ball formed by a sphere portion.
  • This type of shape is of interest for hard-to-reach angles, for example when the alignment of the screw axis required for standard screwing and unscrewing is placed in a crowded and difficult to access environment. For example an automobile gearbox or any concentrated mechanical assembly preventing access or direct vision on the screw head.
  • the used punches are retractable to obtain spherical negative shapes.
  • the head has a convex shape.
  • This variant is applicable to the assembly of elements that can be used by children, for example for toys.
  • the rounded shape prevents chafing injury and prevents unwanted disassembly.
  • FIG. 8 shows a screwing device 46 of a screw according to the invention having a partially spherical shape.
  • the device 46 comprises a socket 48 comprising a female cavity comprising at least one shoulder 50 adapted to cooperate with at least one shoulder
  • the female cavity of the sleeve 48 has the shape of a cavity having shoulders 50 arranged without the opposite direction to that of the screw head and adapted to drive the screw head in the screwing direction by cooperation of the surfaces of support and convex parts of the tool and head.
  • the convex portion of the tool bears tangentially on the convex portion 24 of the head.
  • the convex portion 24 acts as a cam and the head is driven in the unscrewing direction.
  • FIG. 11 illustrates another type of device for screwing and unscrewing 52 a piece of fasteners according to the invention. More particularly, it illustrates a joint eye and flat key which has, at a first end 54, a symmetrical female cavity, according to an orthogonal symmetry with respect to a plane, of the shape of the head of the bolting part according to the invention.
  • the key has a fork 56 having at least one shoulder oriented in the opposite direction to that of the head of the bolt.
  • This type of device operates in the same manner as that described and illustrated in Figure 8 to screw and unscrew the bolts.
  • screwing and unscrewing devices can be used for screwing or unscrewing a head of a bolting part according to the invention.
  • this may be wrenched wrenches, socket wrenches, open end wrenches, flat and tube wrenches, screwdriver bits, ratchet screwdriver bits.
  • Figures 12 and 13 illustrate an alternative embodiment of a tool or device for screwing and unscrewing a bolt part according to the invention.
  • the tool makes it possible to apply a compressive force and a torque that makes it possible to drive the screw in rotation.
  • the tool comprises a substantially cylindrical longitudinal arm 58 and rotatably mounted in a tubular sleeve 60.
  • the handle 60 and the arm 58 are arranged coaxially.
  • the arm 58 has a first 62 and second 64 ends extending beyond the handle.
  • a sleeve 64 On the first end 62 is fitted a sleeve 64.
  • the sleeve 64 is removably fitted on the end of the arm, and can be removed from the arm.
  • the user can thus choose the bushing 64 adapted to the various forms of nut or screw according to the invention.
  • a set of bushings having different impressions 66 and adapted to be fitted on the first end of the arm 58.
  • the tool further comprises a coaxial brass ring 68 and disposed on the side of the first end 62 of the arm.
  • the ring 68 acts as a stop for the sleeve 64, when the latter is biased in translation in a direction of unscrewing.
  • An elastic means 70 forming a compression spring, is disposed adjacent to the stop 68, and absorbs the translational movement of the sleeve 64, transmitted via the ring 68, during unscrewing.
  • the tool works as follows. When the user wishes to screw a nut or a screw according to the invention, he chooses the bushing 64 adapted to the screw or nut determined, and engages the bushing 64 on the first end 62 of the arm 58 of the tool. The user applies manually or using a press, visible in Figure 13, a force to move the tool in axial translation in a first direction to the screw or nut.
  • the user exerts on the arm a force torque tending to rotate the arm 58 in a first direction of rotation corresponding to the screwing, while maintaining the axial force.
  • the couple is transmitted to the sleeve 64 via the integral connection between the first end 62 of the arm and the sleeve 64.
  • FIG. 9 illustrates another embodiment of a piece of bolting made from the method according to the invention.
  • the head comprises a hollow female cavity having three shoulders.
  • This embodiment has the same characteristics and the same advantages as those described above.
  • the associated tool then has a socket having shoulders oriented outwardly and adapted to cooperate with the female footprint of the head of the bolt.
  • the invention is in no way limited to the described and illustrated embodiments which are given by way of example only. In particular the invention can be applied to a piece of bolts such as a nut.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce de boulonnerie, tel qu'une vis (10) ou un écrou, comportant une tête (12) comportant un pourtour (18) comprenant au moins un épaulement (20) s'étendant dans un plan radial. Le procédé comporte au moins les étapes de mise en forme suivantes: Cisaillage d'un fil de matière (38) de manière à obtenir une pièce de longueur déterminée, calibrage de la pièce de manière à corriger la géométrie de la pièce, ébauchage de la pièce calibrée (34), de manière à obtenir la tête de la pièce de boulonnerie, et finition de la pièce ébauchée au moyen d'un troisième poinçon (36) de manière à former une tête comportant au moins un épaulement (20), les étapes de calibrage, d'ébauchage et de finition étant réalisées uniquement par frappage à froid.

Description

Procédé de fabrication d'une pièce de boulonnerie, outil pour la mise en œuyre du procédé, dispositif de vissage et de dévissage d'une telle pièce de boulonnerie
La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'une vis.
Plus particulièrement, elle concerne un procédé de fabrication d'une pièce de boulonnerie, tel qu'une vis ou un écrou, comportant une tête s'étendant longitudinalement entre deux extrémités, la tête présentant en section dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale une forme sensiblement circulaire, la tête comportant un pourtour comprenant au moins un épaulement s'étendant dans un plan radial.
Il est connu de l'état de la technique de réaliser des vis par découpage. Toutefois cette méthode entraîne une perte de matière qui est éjectée lors de la formation de la vis dans l'outil.
Il est connu du document GB 1913 113555 de réaliser des vis par forgeage à chaud. Plus particulièrement ce document décrit une tête de vis qui est réalisée de manière à autoriser le vissage de la vis dans un premier sens, mais à empêcher le dévissage de celle-ci. A cet effet la vis comprend une tête qui comporte des épaulements et qui présente une forme conique.
Toutefois la fabrication des vis par forgeage à chaud est longue et coûteuse et ne répond plus aux besoins actuels des industries utilisant les vis de ce type. Le but de la présente invention est de pallier ces inconvénients et de proposer un procédé de fabrication de vis inviolables ou démontables avec des outils spécifiques, le procédé offrant des cadences de fabrication augmentées, sans perte de matière première constituant la vis, tout en offrant une précision de fabrication compatible avec les seuils de tolérance admise. A cet effet le procédé de fabrication tel que décrit précédemment est caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes de mise en forme suivantes : cisaillage d'un fil de matière de manière à obtenir une pièce de longueur déterminée, calibrage de la pièce de manière à corriger la géométrie de la pièce, c'est-à-dire d'obtenir des faces d'extrémités parallèles entre elles et perpendiculaires au corps, ébauchage de la pièce calibrée, de manière à obtenir la tête de la pièce de boulonnerie, finition de la pièce ébauchée au moyen d'un troisième poinçon de manière à former au moins un épaulement sur la tête de la pièce de boulonnerie, les étapes de calibrage, d'ébauchage et de finition étant réalisées uniquement par frappage à froid.
Grâce au procédé de fabrication par frappe à froid la matière est déformée pour obtenir la forme finale, sans perte de matière, et les cadences de fabrication sont améliorées par rapport à celles de l'art antérieur. Selon d'autres caractéristiques
- préalablement à chaque étape de mise en forme, la pièce de boulonnerie est mise en place respectivement dans une première, une deuxième et une troisième matrice et en ce qu'elle est frappée à froid, lors de chaque étape de mise en forme, au moyen respectivement d'un premier, d'un deuxième et d'un troisième poinçon.
L'invention concerne aussi un outil pour la mise en œuvre du procédé décrit précédemment, dans lequel : la première, la deuxième et la troisième matrices sont disposées respectivement les unes à la suite des autres sur une ligne de frappe à froid ; le deuxième poinçon présente une empreinte adaptée à former une tête conique ; le deuxième poinçon est adapté à former une tête présentant un pourtour de forme bombée ; - l'angle formé entre la tête et la direction longitudinale est compris entre
0 et 45° ; le troisième poinçon est adapté à former n épaulements s'étendant dans des plans radiaux, n étant compris entre 1 et 12, chaque épaulement formant avec l'épaulement consécutif un angle β tel que β =360/n ;
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit réalisée sur la base des dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente une vue d'ensemble de la ligne d'outillage selon l'invention, la figure 2a représente une vis comportant trois épaulements, les figures 2b et 2c représentent respectivement une vue de côté et une vue de dessous de la vis représentée à la figure 2a, les figures 2d et 2 e sont des vues similaires à celles des figures 2b et
2c, les épaulements étant orientés dans le sens opposé, les figures 3a, 3b et 3c représentent respectivement une vue en perspective, une vue de côté et une vue de dessus d'une une vis dont la tête présente une forme conique et comporte trois épaulements, les figures 4, 4b et 4c représentent des vues similaires aux figures 3a,
3b et 3c d'une vis dont la tête présente une forme conique et comporte quatre épaulements, les figures 5, 5b et 5c représentent des vues similaires aux figures 3a, 3b et 3c d'une vis dont la tête présente une forme conique et comporte cinq épaulements, les figures 6a, 6b, 7a et 7b représentent une vis dont la tête présente respectivement une forme sphérique et une forme bombée, les figures 8a, 8b représentent respectivement une vue en coupe et une vue de dessous d'un dispositif de vissage / dévissage associé à une pièce de boulonnerie selon l'invention, illustrée en vue de dessous sur la figure 8c, les figure 9a et 9b représentent une vis avec une tête creuse comportant une empreinte femelle, la figure 10 est une vue de dessous d'un poinçon et d'un insert de poinçon selon l'invention ; les figures 10b et 10c représentent une vue en coupe et une vue de dessous d'un poinçon selon l'invention.
La figure 11 illustre un dispositif de vissage et dévissage selon une variante de l'invention,
Les figures 12 et 13 illustrent un dispositif de vissage et dévissage selon une variante de l'invention
Sur les différentes figures, les références identiques correspondent à des éléments identiques ou similaires.
Les figures 2 à 5 illustrent des vis 10 présentant une tête 12 comportant des moyens spécifiques permettant d'empêcher ou de rendre difficile le dévissage de celles-ci. Chaque vis 10 comporte un corps 11 et une tête 12, et s'étend longitudinalement entre une première extrémité 14 du côté de la tête 12 de vis et une deuxième extrémité 16 opposée à la première. Les têtes 12 de vis présentent dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale X une forme sensiblement circulaire. Chaque tête 12 de vis présente un pourtour 18 extérieur sur lequel est réalisé au moins un épaulement 20.
Chaque épaulement 20 présente une face d'appui 22 et une partie convexe 24. La face d'appui 22 s'étend dans un plan radial et est disposée de préférence sur toute la largeur I du pourtour 18.
Tel que visible sur la figure 2a, 2b et 2c la tête 12 de vis comporte trois épaulements 20a, 20b, 20c orientés à droite, disposés selon le sens direct, c'est-à-dire dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Les faces d'appui 22, sur lesquelles un dispositif de vissage / dévissage peut venir en appui, permettent un vissage facile de la vis 10, dans le sens des aiguilles d'une montre, et un dévissage dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. .
Les figures 2d et 2 e illustrent une tête 12 de vis pour laquelle les épaulements 20 sont orientés à gauche c'est-à-dire dans le sens des aiguilles d'une montre.
Tels qu'illustré sur les figures 3, 4 et 5 les têtes 12 de vis comportent respectivement trois, quatre et cinq épaulements 20. Le nombre n d'épaulements 20 réalisés sur la tête de vis est choisi en fonction des besoins de l'utilisateur. Toutefois sur des vis de taille standard, le nombre n d'épaulement 20 ne sera pas supérieur à 12. Chaque épaulement forme avec l'épaulement consécutif un angle β tel que β =360/n. Sur les figures 3, 4 et 5 la tête 12 de vis présente une forme conique, dont le sommet est disposé du côté de la première extrémité 14. L'angle oc formé entre la direction longitudinale et la droite passant par le pourtour incliné est tel que α est compris entre 0 et 45°. Le dévissage est possible pour les têtes présentant un angle α compris entre 0 et 7,30°.
Pour αsupérieur ou égal à 8°, la partie convexe 24 des épaulements 20 entraîne un dévissage difficile, voire impossible avec un outil standard, car la forme convexe rend pratiquement impossible la prise de la tête 12 de vis dans un outil pour la desserrer.
Sur la figure 3 α=7,30°°, sur la figure 4 α=15° et sur la figure 5, α=45°.
Plus la valeur de l'angle α est élevée, plus la difficulté de dévissage de vis avec des outils standard augmente. La combinaison des épaulements 20 et de la forme conique confère donc une double garantie pour empêcher le dévissage de la vis. La valeur α sera donc déterminée en fonction des besoins de l'utilisateur.
La figure 1 représente de manière schématique une ligne de fabrication d'une vis décrite précédemment. La ligne de fabrication est constituée de trois matrices 26, 28, 30 coopérant respectivement avec trois poinçons 32, 34, 36 disposés respectivement dans un insert de poinçon 31a, 31 b et 31 c. La vis est obtenue à partir d'un fil de matière 38 qui est frappé à froid entre les matrices 26, 28, 30 et les trois poinçons 32,
34, 36correspondants, selon les étapes suivantes. Le fil est d'abord disposé dans une première matrice 26 au moyen d'une pince de transfert 40. Puis le premier poinçon vient en contact de la première matrice 26 pour calibrer le lopin ou morceau de fil 38, c'est-à-dire lui donner la forme cylindrique pleine. Puis la pièce obtenue calibrée est disposée dans une seconde matrice 28 au moyen d'une pince de transfert. Le deuxième poinçon 34 vient au contact de la deuxième matrice 28, au moyen d'une presse automatique 42a, pour l'étape d'ébauchage de la vis.
Grâce à cette étape, la tête 12 de la vis est formée sans perte de matière.
La tête 12 de la vis peut présenter une forme cylindrique ou une forme conique telle que décrit précédemment. Le deuxième poinçon 34 sera choisi en fonction de la forme désirée de la tête 12.
Afin d'obtenir les épaulements 20, la pièce ébauchée obtenue est disposée dans une troisième matrice 30 associée à un troisième poinçon
36 par l'intermédiaire de la presse automatique 42b. Le troisième poinçon 36 est illustré sur la figure 10. Il comporte une cavité 44 représentant l'empreinte permettant d'obtenir la tête 12 de vis finale avec un ou plusieurs épaulements 20.
Selon les dimensions de la tête de la pièce de boulonnerie, le nombre de matrices et de poinçons peut varier.
Chacune de ces trois étapes sont réalisées en frappe à froid, c'est-à- dire par forgeage des matériaux à température ambiante. Ce procédé est particulièrement avantageux car il permet des cadences de fabrication élevées, et il n'y a presque pas de perte de matière, et donc peu de déchet. De plus, contrairement à la frappe à chaud, la frappe à froid ne nécessite pas d'étape supplémentaire coupant les fibres, c'est-à-dire une opération de détourage, lorsqu'il y a débordement de la matière, pour obtenir le produit final.
De plus ce procédé permet d'obtenir une précision plus importante lors de la fabrication des pièces et ainsi de diminuer les tolérances de fabrication.
A cet effet les outils permettant de mettre en œuvre le procédé, et notamment les poinçons 32, 34, 36 et les matrices 26, 28, 30 sont réalisés par électroérosion, qui offre une grande précision des dimensions de la vis obtenue après frappe.
De plus les pièces obtenues présentent une résistance améliorée par rapport à celles fabriquées à partir des procédés de l'art antérieur, car les fibres de la matière ne sont pas déformées.
Selon d'autres variantes de réalisation, la tête 12 de vis présente une forme bombée, telle que visible sur les figures 6 et 7. La forme bombée peut être une partie d'une forme sphérique ou ellipsoïde. Sur les figures 6a et 6b la tête 12 présentant la forme d'une rotule formée par une partie de sphère. Ce type de forme présente un intérêt pour les angles difficiles d'accès, par exemple lorsque l'alignement de l'axe de vis nécessaire au vissage et au dévissage standard est placé dans un environnement encombré et difficile d'accès. Par exemple une boîte de vitesse automobile ou tout ensemble mécanique concentré empêchant l'accès ou la vision directe sur la tête de vis. Lors de la fabrication en frappe à froid, les poinçons utilisés sont rétractables pour obtenir des formes négatives sphériques.
Sur les figures 7a et 7b, la tête présente une forme bombée. Cette variante est applicable à l'assemblage d'éléments qui peuvent être utilisées par des enfants, par exemple pour des jouets. La forme arrondie évite les blessures au frottement et empêche le démontage intempestif.
La figure 8 représente un dispositif de vissage 46 d'une vis selon l'invention présentant une forme partiellement sphérique. Le dispositif 46 comporte une douille 48 comprenant une empreinte femelle comportant au moins un épaulement 50 adapté à coopérer avec au moins un épaulement
20 de la tête de vis de manière à pouvoir entraîner la vis dans le sens de vissage et dans le sens de dévissage. L'empreinte femelle de la douille 48 présente la forme d'une cavité comportant des épaulements 50 disposés sans le sens inverse de celui de la tête de vis et adapté à entraîner la tête de vis dans le sens de vissage par coopération des surfaces d'appui et des parties convexes de l'outil et de la tête.
Lorsque l'outil est amené dans le sens de dévissage de la tête, la partie convexe de l'outil vient en appui tangentiel de la partie convexe 24 de la tête. La partie convexe 24 agit comme une came et la tête est entrainée dans le sens de dévissage.
La figure 11 illustre un autre type de dispositif de vissage et dévissage 52 d'une pièce de boulonnerie selon l'invention. Plus particulièrement elle illustre une clé mixte œil et plate qui présente, à une première extrémité 54, une empreinte femelle symétrique, selon une symétrie orthogonale par rapport à un plan, de la forme de la tête de la pièce de boulonnerie selon l'invention.
A la deuxième extrémité, la clé présente une fourche 56 comportant au moins un épaulement orienté dans le sens inverse de celui de la tête de la pièce de boulonnerie. Ce type de dispositif fonctionne de la même manière que celui décrit et illustré à la figure 8 pour visser et dévisser la pièce de boulonnerie.
D'autres dispositifs de vissage et dévissage peuvent être utilisés pour visser ou dévisser une tête d'une pièce de boulonnerie selon l'invention. Par exemple cela peut être des clés contrecoudées, des clés à douille, des clés à pipe débouchées, des clés mixtes plates et tube, des embouts de tournevis, des embouts de tournevis à cliquet.
Les figures 12 et 13 illustrent une variante de réalisation d'un outil ou dispositif permettant de visser et dévisser une pièce de boulonnerie selon l'invention. L'outil permet d'appliquer une force de compression et un couple permettant d'entrainer la vis en rotation.
A cet effet, l'outil comporte un bras longitudinal 58 sensiblement cylindrique et monté libre en rotation dans un manche tubulaire 60. Le manche 60 et le bras 58 sont disposés coaxialement. Le bras 58 comporte une première 62 et une deuxième 64 extrémités s'étendant au-delà du manche.
Sur la première extrémité 62 est emmanchée une douille 64. La douille 64 est emmanchée de manière amovible sur l'extrémité du bras, et peut ainsi être retirée du bras. L'utilisateur peut ainsi choisir la douille 64 adaptée aux différentes formes d'écrou ou de vis selon l'invention. A cet effet il est prévu un jeu de douilles présentant des empreintes 66 différentes et adapté à être emmanchées sur la première extrémité du bras 58.
L'outil comporte en outre une bague 68 de laiton coaxiale et disposée du côté de la première extrémité 62 du bras. La bague 68 agit comme une butée pour la douille 64, lorsque cette dernière est sollicitée en translation dans un sens de dévissage.
Un moyen élastique 70, formant ressort de compression, est disposé adjacent à la butée 68, et absorbe le mouvement de translation de la douille 64, transmis par l'intermédiaire de la bague 68, lors du dévissage. L'outil fonctionne de la manière suivante. Lorsque l'utilisateur souhaite visser un écrou ou une vis selon l'invention, il choisit la douille 64 adaptée à la vis ou l'écrou déterminé, et engage la douille 64 sur la première extrémité 62 du bras 58 de l'outil. L'utilisateur applique manuellement ou l'aide d'une presse, visible à la figure 13, un effort de sorte à déplacer l'outil en translation axiale dans un premier sens vers la vis ou l'écrou. Lorsque la vis ou l'écrou est engagée dans la douille, l'utilisateur exerce sur le bras un couple de force tendant à faire tourner le bras 58 dans un premier sens de rotation correspondant au vissage, tout en maintenant l'effort axial. Le couple est transmis à la douille 64 via la liaison solidaire entre la première extrémité 62 du bras et la douille 64.
Lorsque l'utilisateur souhaite dévisser la vis ou l'écrou, il exerce toujours un effort axial de sorte à maintenir l'écrou ou la vis engagée dans la douille 64. Puis il exerce sur le bras un couple d'effort tendant à dévisser la vis ou l'écrou. La vis ou l'écrou tend alors à se déplacer en translation dans un deuxième sens, inverse au premier sens et exerce une pression axiale sur l'outil. Cette pression est transmise au moyen élastique 70 par l'intermédiaire de la douille et de la bague 68 formant butée. Ainsi la pression exercée sur la vis n'empêche pas le dévissage et par conséquent son mouvement en translation dans le deuxième sens.
La figure 9 illustre un autre mode de réalisation d'une pièce de boulonnerie fabriquée à partir du procédé selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, la tête comporte une empreinte femelle creuse comportant trois épaulements. Ce mode de réalisation présente les mêmes caractéristiques et les mêmes avantages que ceux décrits précédemment. L'outil associé présente alors une douille présentant des épaulements orientés vers l'extérieur et adaptés à coopérer avec l'empreinte femelle de la tête de la pièce de boulonnerie. L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemple. Notamment l'invention peut s'appliquer à une pièce de boulonnerie telle qu'un écrou.

Claims

Revendications
1. Procédé de fabrication d'une pièce de boulonnerie, tel qu'une vis (10) ou un écrou, comportant une tête (12) s'étendant longitudinalement entre deux extrémités, la tête (12) présentant en section dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale (X) une forme sensiblement circulaire, la tête (12) comportant un pourtour (18) comprenant au moins un épaulement (20) s'étendant dans un plan radial, caractérisé en ce que le procédé comporte au moins les étapes de mise en forme suivantes :
Cisaillage d'un fil de matière (38) de manière à obtenir une pièce de longueur déterminée,
Calibrage de la pièce de manière à corriger la géométrie de la pièce, c'est-à-dire d'obtenir des faces d'extrémités (12) et (16) parallèles entre elles et perpendiculaires au corps (11 ),
Ebauchage de la pièce calibrée (34), de manière à obtenir la tête de la pièce de boulonnerie,
Finition de la pièce ébauchée au moyen d'un troisième poinçon (36) de manière à former une tête comportant au moins un épaulement
(20),
Les étapes de calibrage, d'ébauchage et de finition étant réalisées uniquement par frappage à froid.
2. Procédé de fabrication selon la revendication 1 , dans lequel, préalablement à chaque étape de mise en forme, la pièce de boulonnerie (10) est mise en place respectivement dans une première, une deuxième et une troisième matrice (26, 28, 30) et en ce qu'elle est frappée à froid, lors de chaque étape de mise en forme, au moyen respectivement d'un premier, d'un deuxième et d'un troisième poinçon (32, 34, 36)
3. Outil pour la mise en œuvre de procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première, la deuxième et la troisième matrices (26, 28, 30) sont disposées respectivement les unes à la suite des autres sur une ligne de frappe à froid.
4. Outil selon la revendication 3 dans lequel le deuxième poinçon (34) présente une empreinte adaptée à former une tête (12) conique.
5. Outil selon la revendication 3, dans lequel le deuxième poinçon (34) est adapté à former une tête (12) comportant un pourtour (18) de forme bombée.
6. Outil selon la revendication 6, dans lequel l'angle (oc) formé entre la tête (12) et la direction longitudinale (X) est compris entre 0 et 45°.
7. Outil selon la revendication 3 dans lequel le troisième poinçon (36) est adapté à former n épaulements s'étendant dans des plans radiaux, n étant compris entre 1 et 12, chaque épaulement formant avec l'épaulement consécutif un angle β tel que β =360/n.
8. Dispositif de vissage et de dévissage d'une pièce de boulonnerie obtenue à partir du procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte une empreinte femelle comportant au moins un épaulement (50), orienté dans le sens inverse de celui de la pièce de boulonnerie, et adapté à coopérer avec au moins un épaulement (20) de la tête (12) de la pièce de boulonnerie de manière à pouvoir entraîner la vis dans le sens de vissage ou de dévissage.
9. Dispositif de vissage et de dévissage d'une pièce de boulonnerie obtenue à partir du procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte un manche longitudinal (60), dans lequel est monté libre en rotation un bras (68), une douille (64) étant montée à l'extrémité du bras et présentant une empreinte (66) correspondant à une pièce de boulonnerie obtenue selon la procédé de la revendication 1.
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