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"Perfectionnements aux vis et aux tournevis"
La présente invention se rapporte à des perfectionne- ments aux vis ou objets analogues ainsi qu'aux tournevis et elle est applicable aussi bien aux vis à bois qu'aux vis à mé taux.
Un des objets de la présenta invention consiste en une vis perfectionnée qui est,ou peut être rendue.sensiblement à l'épreuve du vol et qui est applicable,entre autre,pour les montages que l'on fait dans les voitures de chemin de fer.dans les salles de bain,dans les lavatories ou dans les automobiles dans le but d'empêcher le vol de petits objets.
Un autre objet de l'invention porte sur une vis per- fectionnée qui peut être mise en position au moyen d'un outil convenable en agissant seulement sur l'outil, par exem- ple avec une main,sans qu'il soit nécessaire de maintenir la vis.
Un autre objet de l'invention consiste en une vis
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perfectionnée qui peut être utilisée avec des tournevis actionnés mécaniquement.
Un autreobjet de l'invention consiste en une vis perfectionnée qui au moyen d'un'bouchon convenable peut être rendue exceptionnelement propre, et avoir un aspect décoratif lorsqu'elle est en place.
Un autre objet de l'invention consiste en une vis que l'on ne peut visser ni dévisser avec un tournevis or- dinaire mais sur laquelle on peut agir au moyen d'un outil spécial.
Un autre objet de l'invention consiste en une vis facile à fabriquer et économique,
Un autre objet de l'invention porte sur une méthode pour fabriquer de telles vis.
Un autre objet de l'invention consiste en un tournevis propre à être utilisé avec les vis suivant l'invention,
La présente invention est basée sur l'idée de combiner une action d'entraînement par embrayage et un couplage par vis ou par hélice entre une vis et un tournevis. On peut produite cette action de couplage en pratiquant dans la tête de la vis un canal axial fileté entouré par une sur- face d'embrayage annulaire et en munissant le tournevis d'une tige filetée axiale pouvant s'engager dans le canal pratiqué dans la tête de la vis et d'une surface. annulaire d'embrayage pouvant venir en. prise avec la surface annulaire d'embrayage existant sur la tête de vis lorsque la tige susdite est vissée dans le canal de la tête de vis.
Un tel arrangement présentede nombreux avantages,mais l'opération consistant à faire un filetage inférieur dans le canal de la tête de vis au cours de la fabrication de celle-ci représente une partie considérable du prix de revient de cette vis.
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Or on a reconnu que cet inconvénient peut être évité en supprimant le filetage intérieur du canal pratiqué dans la tête de vis et en munissant le tournevis d'une tige ou d'un nez comportant un filetage pour taraudage c'est-à-dire un filet de vis propre à découper le filetage complémentaire qui lui cosrespond dans un creux de la tête de vis.
Suivant la présente invention la vis présente dans sa tête une partie creuse simple et non filetée de section cir- culaire,cette cavité s'évasant vers l'extérieur à son extré- mité ouvertement le diamètre n'est pas inférieur au diamè- tre de la tige de vis adjacente à la tête.La périphérie de la cavité coïncide de préférence avec celle de la tête dexx vis mais ces deux périphéries peuvent être séparées par un petit intervalle.Ainsi,par exemple,la vis peut comporter une cavité comportant une partie en tronc de cône ayant un grand angle au sommet et au centre de laquelle se trouve le canal axial non fileté qui peut être cylindrique ou aller en se ré- trécissant légèrement vers l'intérieur, c'est-à-dire être éga- lement en forme de tronc de cône,
L'angle au sommet du cône définissant la partie tronconique est de préférence plus grand que 90 il peut être avantageusement compris entse 1400 et 1600 ou même plus grand, tandis que l'angle du cône définissant le canal (si ce dernier est conique) ne doit pas excéder 140 et, de préférence,être inférieur à 13 .
Le raccordement entre ce canal et cette partie tronco- nique de la cavité peut être à arête vive ou progressif.De même,les parois latérales de la cavitépeuvent être courbées vers l'extérieur depuis l'extrémité fermée vers la périphé- rie extérieure ou jusqu'à cette dernière.La courbe méridienne de la surface de révolution constituant la paroi latérale peut être un arc de cercle ou tout autre courbe convenable,par exemple une parabole,une hyperbole ou une si- nusoide, et l'angle que fait avec l'axe de la vis la tangente
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à une telle courbe peut être par exemple de 0 à 6 au fond de la cavité et de 40 60 à l'extrémité ouverte de celle-ci.
Un avantage important de cette construction est que la cavité pratiquée dans la tête de la vis peut être faite par étampage, forgeage, refoulement, ou opérations analo- gues en même temps que la tête de la vis est formée et sans qu'il soit nécessaire de recourir à un perçage ou à n'impor- te quelle autre opération exéoutée à la maohine.
Dono suivant la présente invention on emploie une méthode de fabrication des vis qui comprend les stades oon- sistant à étamper ou à refouler la tête et en même temps à y former une cavité axiale s'évasant vers l'extérieur ayant une section circulaire.
La formation de la cavité et de la tête est avantageu- sement effectuée en deux stades au moins : dans l'un de oeux- ci on forme un élargissement destiné à constituer la t'été d'une façon connue en elle.-même, tandis que dans l'opéra- tion suivante la tête est formée et qu'une cavité y est pratiquée au moyen d'étampes de formes appropriées.
Suivant une autre caractéristique de la présente inven - tion, on prévoit un tournevis devant être employé avec une vis telle que décrite ci-dessus. Un pareil outil peut être actionné mécaniquement ou à la main et il oomprend une tête présentant un nez ou tige et une base élargie pouvant s'en- gager dans une cavité de la tête de la vis comme décrite ci-dessus. La dite tête ou nez et, si on le désire, la ba- se, comportent un ou plusieurs filets de taraudage durcis continus ou interrompus.
On peut employer diverses formes de nez ou de tiges suivant les formes et dimensions des cavités dans lesquel- les ils doivent s'engager. Ainsi, par exemple, avec une vis présentant dans sa tête un canal simplement cylindrique ou se rétrécissant légèrement et une partie annulaire tron- conique, le tournevis peut présenter une partie sensiblement
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cylindrique ou se rétrécissant légèrement comportant un filet extérieur du* pouvant découper un filetage interne, en même temps qu'une partie annulaire sensiblement en forme de cône tronqué pouvant venir en prise avec la portion annu - laire tronconique de la cavité lorsque la tige filetée se trouve vissée dans le canal.
Dans ce cas , la base tronco- nique peut avantageusement comporter des dents, des cannelu- res , ou autres dispositions analogues, pour aider à l'em- brayage et faire que ce dernier ait pour effet de transmet- tre le couple nécessaire pour faire tourner la vis avant que l'outil ne soit bloqué dans la cavité. Ces deux parties peuvent se rejoindre suivant une courbe.
Pour employer la forme modifiée de la vis telle que décrite ci-dessus, le nez ou la tige peut présenter un dia- mètre décroissant suivant une courbe depuis la base jusqu'au sommet. Par exemple, la méridienne de la surface de révolu- tion formant la paroi latérale du nez ou de la tige peut être un arc de cercle ou une autre courbe, et l'angle que la tangente à cette courbe fait aveo l'axe de l'outil peut être de 0 à 6 au voisinage du sommet et de 40 à 80 et même plus; jusqu'à 90 , à la base . Avec des outils de ce genre, le filetage peut s'étendre jusqu'à une distance quelconque de la périphérie de la base et même jusqu'à celle-ci. En pareil cas, il n'est pas, en règle générale, nécessaire ni désirable de prévoir des dents ou canelures sur la base.
Dans tous les cas, le sommet du nez ou de la tige peut prendre n'importe quelle forme appropriée. Il peut par exemple être plat, plus ou moins ohanfreiné, pointu ou arrondi pour faciliter son insertion dans la cavité pratiquée dans la tête de la vis. De même la base de cette cavité peut avoir toute forme appropriée, elle peut par exemple être plane, courbe ou pointue. Le nez ou la tige ne doit pas s'étendre jusqu'au fond de la cavité quand on se sert de l'outil.
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Le filetage ménagé sur la tige ou nez peut avoir n'im- porte quelle forme propre au taraudage mais de préférence il doit présenter un pas rapide afin de réduire les risques de tordre ou de bloquer l'outil dans la cavité lorsque la vis a été mise en place et que l'on veut retirer l'outil.
Les formes exactes des cavités pratiquées dans les têtes de vis et des tiges ou nez correspondants sont susoeptibles de variations, mais dans leur détermination on doit obser- ver les principes suivants :
1 - La cavité doit présenter une partie de profondeur suffisante ayant à son extrémité interne une pente suffi-
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3an*m F 1 faible ( et pouvant être nulle) pour que la vis soit assez solidement attachée à l'outil o'est-à-dire qu'il n'y ait pas de chances qu'elle s'en détache pendant le fo nction - nement avant qu'on ne veuille retirer intentionnellement l'outil.
2 - La cavité et le nez d'une tige doivent avoir des formes telles que les surfaces coopérant entre elles qui viennent en prise ne servent pas seulement à résister à un mouvement axial ultérieur du nez ou de la tige dans la cavité au delà d'un certain point mais qu'elles puissent servir aussi à transmettre un couple considérable sans né- oessiter une grande pression axiale et que ces surfaces en prise le soient sur des surfaces aussi étendues et aussi éloignées de l'axe que cela est possible .
3 - Les formes de la cavité et du nez ou tige et le type du filet de taraud doivent être Utiles que l'outil ne se torde pas et ne se bloque pas dans la vis lorsqu'on veut le retirer. En d'autres termes, le couplage entre la vis et l'autil doit pouvoir transmettre un couple plus grand dans le sens du vissage que dans celui du dévissage.
4 - La cavité doit avoir une forme et une dimension telles qu'elles n'affaiblissent pas exagérément la tête de la vis.
Bes bouchons convenables peuvent être montés dans les
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cavités des têtes de vis et ces bouchons peuvent cacher complètement la cavité lorsque la vis a été mise en place.
Ils peuvent être colorés ou ornés de façon à produire un effet décoratif. On peut réaliser ces bouchons avec toute matière convenable, par exemple de la résine synthétique,de la matière moulée, du celluloïd, du bois, de la vulcanite ou un métal ou une matière dure telle que de l'acier dur- ci. Les bouchons reçoivent de préférence une forme telle, par exemple avec une t$te et une tige ,qu'ils pussent affleurer la tête de la vis sur ses bords, et ils peuvent avantageusement être plats ou légèrement convexes.
En pareil cas si les bouchons sont en matière dure, on obtient en pratique une protection efficace contre le vol car il sera extrêmement difficile d'enlever les bouchons au moyen d'outils ordinaires quelconques*'Lorsqu'on doit utiliser de tels bouchons, la cavité doit avoir une forme telle qu'elle puisse retenir ces bouchons lorsque ceux-ci y ont été plaoés à force . La partie intérieure de la cavité doit donc présenter une longueur suffisante ayant une pente nulle ou tré.s faible (environ 14 ou de préférence moins) pour obtenir oe résultat.
Afin que l'invention puisse être bien comprise quel- ques modes de réalisation préférés vont maintenant être décrits à titre d'exemple en se reportant aux dessins an- nexés sur lesquels :
La fig. 1 est une coupe axiale de la tête d'une vis suivant la présente invention;
La figure 2 est une coupe axiale d'une variante;
La figure 3 est une élévation latérale d'un tournevis devant être utilisé avec la vis de la fig. 1;
La figure 4 est une élévation latérale fragmentaire d'une variante d'un tournevis utilisable avec la vis de la figure 1.
La figure 5 est une élévation latérale fragmentaire de la tête d'un tournevis utilisable avec la vis de la figure 2.
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La figure 6 est une vue .schématique montrant comment on peut employer le même tournevis aveo des vis de diffé- rentes tailles.
La figure 7 est une vue schématique montrant un stade de la fabrication de la vis suivant la figure 2;
La figure 8 est une vue schématique montrant un stade ultérieur de cette fabrication;
La figure 9 représente un bouchon.
D'après la figure 1 des dessins, une vis à bois 1 pré- sente une tête comportant une cavité qui, ainsi qu'on le voit, comprend une partie tronoonique 2 et un canal axial cylindrique non fileté 3. On voit que la partie conique 2 s'étend jusqu'à la périphérie 4 de la tête de la vis. L'an- gle au sommet du cône de la partie 2 est d'environ 150 .
Pour mettre une pareille vis en place, on emploie un outil comme celui représenté sur la figure 3 ou comme ce- lui représenté sur la figure 4. D'après la figure 3, le tournevis comprend un manche 5 et une tête 6. La tête 6 présente une tige 7 et une base 8. La tige 7 est sensible- ment cylindrique et porte un filet de métal durci à pas rapide pour le taraudage. La distance radiale entre le bord du filet et l'axe de l'outil peut aller en croissant légèrement depuis le bout de la tige vers la base dans le but de faciliter le taraudage d'une façon oonnue en elle- même.
Le diamètre de la tige 7, sans le filet, est de pré- férenoe un peu inférieur à celui du oanal 3, afin que, lorsque la tige 7 est vissée dans le canal 3 il y ait un certain espace libre pour recevoir le métal qui est forcé en dehors par le taraudage exécuté dans le oanal par le fi- let 9. La base 8 présente une surface sensiblement tronoo- nique qui, comme cela est montré schématiquement,présente des dents ou des oanelures . L'angle au sommet du cône correspondant cette surface est le même que celui du c8ne correspondant à la partie 2 de la cavité pratiquée dans la tête de la vis,par exemple environ 150 .
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Les dimensions de la tige 7 et du oanal 3 sont telles que la tige 7 peut être poussée dans le canal sur une cer- taine longueur et que la vis reste attachée à l'outil.La vis 1 peut être mise en position par exemple dans du bois simplement en agissant sur le tournevis. Si la vis rencon- tre une résistance, la tige 7 de l'outil tourne dans le oanal 3 et vu la présence du filet de taraudage 9, un file- tage interne est découpé dans le canal 3 et la surface 10 est amenée en contact et en prise d'embrayage solide avec la partie conique 2 de la cavité pratiquée dans la tête de vis 1, ainsi tout mouvement de rotation relatif entre l'outil et la vis cessera; une grande partie du couple étant transmise par les surfaces coopérantes.
Lorsque la. vis a été fixée en position, on peut enlever le tournevis sim- plement en le dévissant hors de la vis.
Le tournevis représenté sur la figure 4 est semblable à celui de la figure 0 sauf en ce que le filet de tarauda- ge présenta en forme différente. Dans ce cas, l'outil com- porte une tige 11 pourvue d'un filetage pour taraudage interrompu la ayant un pas rapide mats ayant d'une façon générale la même forme que le filet d'un taraud ordinaire, c'est-à-dire présentant des rainures longitudinales et des bords ooupants à angles vifs près de ces rainures. Natu- rellement, lae canal 3 n'a pas besoin d'être strictement cylindrique, mais il peut présenter une légère inclinaison vers l'intérieur par exemple de 13 et naturellement,l'ou- til à employer dans ce cas doit avoir une tige correspondant te présentant un léger rétrécissement.
Sur la figure 2 des dessins, est représentée une varian- te de la vis que l'on peut regarder comme dérivant de la figure 1 par la jonotion des parties 2 et 3 de la cavité reliées l'une à l'autre par une courbe. Diaprés la figure 2 une vis 13 présente une tête avec une cavité évasée 14.
La cavité présente une partie périphérique en forme de tronc de cône 15 et une partie interne limitée par une sur-
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face de régolution autour de ltaxe de la vis ayant pur méridienne un arc de cercle. Au fond de la cavité la tan- gente à l'arc de cercle est parallèle à l'axe tandis qu'à l'extrémité extérieure de l'arc la tangente fait avec l'axe un angle de 40 à 60 ou même un angle plus grand (inférieur à 900).
A titre d'exemple on indiquera que le fond de la cavi- té peut présenter un diamètre qui soit 1/2 ou 1/3 de celui de la tige de la vis suivant la dimension de celle-ci, et que la cavité peut avoir une profondeur d'environ 1,3 mm. au-dessous du raccord de la tête aveo la tige pour des vis ayant des tiges de diamètres compris entre 4,2 mm. et 5,6 mm. Pour de telles tiges, le rayon de courbure de la méridienne en arc de oerole de cette cavité peut être par exemple de 4,6 mm.
Avec une vis de ce genre, il est préférable d'utiliser un tournevis ayant la forme représentée sur la figure 5, si on a reconnu que la tige filetée 7 ou 11 des figures 3 ou 4 ne peut pas s'engager d'une façon assez sûre avec les pa- rois oourbes de la Qavité 14. Sur la figure 5, on n'a re- présenté que la tête 16 du tournevis et on comprendra que cette tête peut être montée sur n'importe quel manche ap- proprié d'un outil actionné soit à la main, soit mécanique- ment ou électriquement. La tête 16 présente un nez ou tige 17 dont le diamètre va en croissant depuis le sommet de façon à se raccorder à une base 18. La forme du nez ou tige correspond à celle de la cavité 14. Le nez ou tige 17 pré- sente un filet durci pour taraudage à pas rapide qui s'é- tend jusqu'à la base 18.
Pour utiliser l'outil, le nez ou tige 17 peut être inséré en le poussant dans la cavité 14 de façon à fixer la vis sur l'outil, la vis peut alors être mise en posi- tion en maniant seulement ltoutil. Au cours de l'opération de vissage, le filet 19 coupe ou mord dans le métal de la vis et étant donné la forme de la cavité de cette dernière,
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celle de sa tète et de la tête de l'outil une action de couplage combinés par mouvement hélicoïdal et par grippage ou embrayage se produit avec engagement suivant de larges surfaces et sur les parties périphériques à des distances relativement grandes de l'axe de la vis, de sorte qu'un couple considérable peut être transmis avec une faible pression axiale et un faible risque de voir l'outil se tordre lorsqu'on désire le retirer de la vis.
La forme de la vis et du tournevis présente de grands avantages. Ainsi par exemple, si des vis de différentes di- mensions présentent des cavités ayant des diamètres maxi- mum différents à leurs extrémités extérieures, mais ayant à la base le même diamètre minimum et présentant la même courbure, un seul tournevis peut convenir pour diverses dimensions de ces vis oomme montré sur la figure 6. Sur cette figure, 20 désigne le nez ou la tige de.l'outil. Une partie de la vis 21 est représentée en traits pleins, et des parties de vis plus grandes sont représentées en traits mixtes en 22 et 23. On voit que le tournevis peut venir en prise aveo n'importe quelle de ces vis.
Un autre avantage de cette forme provient du fait que les vis peuvent être faites à très bas prix malgré la forme inusitée de leur tête. D'après la figure 7 un morceau de fil métallique 24 peut être refoulé d'une manière con- nue en elle-même au moyen d'étampes de formes appropriées représentées schématiquement en 25 et 26. La tête avec sa cavité peut être formée au cours d'une seconde opération de forgeage par pression au moyen d'étampes de formes con- venables telles que cellesreprésentées schématiquement en 27 et 28 sur la figure 8.
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D'ailleurs, on remarquera que sila vis rencontre une résistance matérielle quelconque le nez ou la tige s'enga- ge immédiatement suivant(toute sa surface libre de sorte que toute fatigue exagérée d'une région particulière du nez ou tige ou de son filet se trouve évitée.
De plus, on voit qu'étant donné la forme de la tige ou du nez on a une tête d'outil très forte.qui peut être rendue plus solide que la vis de sorte que le risque de briser l'outil se trouve réduit,
Etant donné le large évasement de la cavité pratiquée dans la tête de vis, il n'y a pratiquement aucun risque de voir l'outil se tordre ou se bloquer dans cette cavité,
Il est évident que les tournevis suivant la présente invention peuvent recevoir un filetage de taraud lévogyre auquel cas ils servent comme outils à dévisser ou encore comme outils pour visser des vis lévogyres.
Lorsque la vis a été mise en position, la cavité pra- tiquée dans sa tête peut être fermée en y enfonçant à force un bouchon tel que celui montré en 29 sur la figure 9. Etant donné la forme de la cavité, la face inférieure de la tête 30 du bouchon peut être conique de sorte que le bouchon vient affleurer le bord de la tête de vis en pré- sentant ainsi un aspect très propre. De tels bouchons,s'ils sont faits en résine synthétique peuvent être fabriqués à bas prix au moyen d'un moulage par injection.
D'ailleurs, tandis qu'ils sont solidement maintenus en position dans la tête de la vis, ils peuvent en être retirés sans grande difficulté, si c'est nécessaire,spécialement s'il s'agit des vis du genre représenté sur la figure 2,
Si on le désire, la cavité de la vis, lorsque cette dernière est fixée en position, peut. servir à recevoir la tige d'un dispositif ou support quelconque bien que, natu- rellement, dans le cas des vis suivant la figure 2, ce dis- positif ou support doive être pourvu d'une tige ou d'un nez ayant une forme spéciale pour lui permettre de s'engager dans la cavité.
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On doit aussi observer que les vis et tournevis peu- vent être de construction robuste de sorte que les premiè- res ne sont pas endommagées, comme, cela arrive généralement, lorsqu'elles sont mises en place au début avec un marteau avant que le tournevis ne soit employé.
REVENDICATIONS.
1. Une vis ou un objet analogue dont la tête présente une cavité axiale non filetée et de section transversale circulaire, cette cavité s'étendant vers la tige de la vis ou à l'intérieur de celle-ci, et allant en s'évasant vers l'extérieur et vers son extrémité ouverte pour avoir là un diamètre au moins égal à celui de la tige de la vis à sa jonction aveo la tête.
2. Une vis ou un objet analogue suivant la revendica- tion 1, dans laquelle la périphérie de la cavité coïncide aveo celle de la tête de la vis.
3. Une vis ou un objet analogue suivant l'une quelcon- que des revendications précédentes,dans laquelle ladite cavité oomprend un oanal central et une partie annulaire tronoonique.
4. Une vis ou un objet analogue suivant la revendica- tion 3, dans laquelle l'angle au sommet.,, de la partie tron- conique est supérieur à 90 .
5. Une vis ou un objet analogue suivant la revendica- tion 4, dans laquelle ledit angle est compris entre 140 et 160 .
6. Une vis ou un objet analogue suivant l'une quelcon- que des revendications 3 à 5, dans laquelle ledit canal est cylindrique.
7. Une vis ou un objet analogue suivant l'une quelcon- que des revendications 3 à 5, dans laquelle ledit canal va en s'étgrécissant légèrement vers son extrémité fer- mée.
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