CH616211A5

CH616211A5 -

Info

Publication number: CH616211A5
Application number: CH1224277A
Authority: CH
Inventors: Alfred Lucain
Original assignee: Terep Techn Res & Prod Eng Co
Priority date: 1977-10-06
Filing date: 1977-10-06
Publication date: 1980-03-14
Also published as: FR2405389A1; SE7810509L; JPS5460641A; GB2005171A; IT7828424A0; FR2405389B1; BR7806639A; IT1099243B; DE2843470A1

Description

La présente invention concerne les vis aptes à percer elles-mêmes la tôle dans laquelle elles doivent être vissées et à tarauder ensuite le trou ainsi réalisé.

Il existe déjà un certain nombre de modèles de vis conçues à cet effet. Celles-ci sont destinées notamment à être utilisées pour la fixation d'un panneau — par exemple en plâtre, en bois ou autre matériau facilement transperçable — sur une tôle en acier,

aluminium, cuivre ou autre matériau malléable. De telles vis peuvent également être employées pour d'autres applications, par exemple pour assembler deux tôles l'une contre l'autre.

Cependant, les vis actuelles de ce genre ne donnent pas pleinement satisfaction.

L'extrémité de certaines de ces vis est conformée de façon à pouvoir jouer en quelque sorte le rôle d'un foret. Dans ces conditions, le prix de revient de telles vis est relativement onéreux. De plus, les vis de ce genre ont généralement l'inconvénient de pratiquer un trou dont le diamètre est trop important, de sorte que, après son vissage, la vis correspondante ne se trouve pas suffisamment tenue en place. Cet inconvénient peut être évité en prévoyant, pour le foret de perçage, un diamètre plus faible que celui existant au fond du filet de la vis. Mais cela complique la fabrica- -tion des vis correspondantes et augmente en conséquence le prix de revient de celles-ci.

C'est pourquoi d'autres vis, également destinées à assurer elles-mêmes le perçage d'une tôle, comportent simplement une pointe terminale de perçage. Cependant, de telles vis ne peuvent être utilisées que pour des tôles très minces. De plus, les vis de ce genre ne sont pas suffisamment bien guidées lors de leur vissage, de sorte qu'elles risquent de se mettre en biais.

La présente invention a donc pour but de réaliser une vis autoperceuse et autotaraudeuse destinée à éviter ces divers inconvénients. Cette vis s'apparente aux vis du second type rappelé ci-dessus, en ce sens qu'elle comporte une pointe terminale de perçage et non pas un foret. Cependant, la présente vis est conçue de façon à pouvoir percer des tôles relativement épaisses et à être convenablement guidée lors de son vissage pour éviter le risque d'une fixation en biais.

La vis selon l'invention est pourvue d'une pointe de perçage et est caractérisée en ce que:

— le long de l'une au moins de ses génératrices, cette pointe comporte une lèvre d'attaque à arête vive et de largeur croissante en direction du fût fileté de cette vis, tandis que

— la partie de raccordement entre le fût de cette vis et sa pointe présente une zone cylindrique de calibrage du trou pratiqué par celle-ci, cette zone possédant une section identique à celle existant au fond du filet du fût de la vis,

— ce filet est précédé, sur la partie de la lèvre d'attaque adjacente à ce fût, d'au moins une dent saillante dont la section correspond à une partie seulement de la section de ce filet.

Quelques modes d'exécution de cette vis sont décrits ci-dessous en référence au dessin annexé, et sur lequel :

la fig. 1 est une vue en élévation de côté de la présente vis avec arrachement à l'endroit de sa pointe;

la fig. 2 est une vue en élévation de la pointe de cette vis représentée à échelle différente ;

les fig. 3, 4 et 5 en sont des vues en coupe suivant les trois plans successifs III-III, IV-IV et V-V de la fig. 2;

les fig. 6 et 7 sont des vues en bout de la pointe de cette vis représentées dans deux positions angulaires différentes, et ce avant achèvement de la fabrication de cette vis, et plus précisément avant formation du filet par roulage;

les fig. 8 et 9 sont des vues en élévation correspondant respectivement aux fig. 6 et 7 ;

la fig. 10 est une vue partielle en perspective à échelle différente de la vis correspondante obtenue après achèvement de sa fabrication ;

la fig. 11 est une vue en coupe d'une tôle illustrant trois positions successives de pénétration d'une vis selon l'invention pour le perçage d'un trou, puis son taraudage;

la fig. 12 est une vue, partie en coupe et partie en perspective, d'un trou taraudé ainsi réalisé par une telle vis;

les fig. 13, 14 et 15 sont des vues schématiques en élévation de trois variantes d'exécution de la pointe de la présente vis;

les fig. 16 à 19 sont des vues en bout de quatre autres formes de réalisation différentes de la présente vis ;

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les fig. 20 et 21 sont des vues en bout de deux autres variantes;

les fig. 22 et 23 sont des vues correspondantes en élévation.

La vis représentée aux fig. 1 à 5 comprend successivement une tête 1, un fût fileté 2 et une pointe de perçage 3, le fût 2 présentant de préférence deux filets. La pointe de perçage 3 comporte deux lèvres saillantes d'attaque 4 possédant chacune une arête vive. Du côté tourné dans le sens de rotation F prévu pour le vissage, chacune de ces lèvres présente une face plane 5.

Comme on peut le constater en se reportant aux fig. 3 à 5, les deux lèvres d'attaque sont symétriques par rapport à l'axe du corps de la vis. Du reste, les deux faces planes 5 de ces lèvres sont situées dans un même plan diamétral XX'. Dans un plan diamétral YY", disposé à angle droit par rapport au précédent, la pointe de la vis comporte deux arêtes obliques non coupantes qui sont situées en retrait par rapport au cône circonscrit autour des arêtes vives des deux lèvres d'attaque 4.

Les faces planes 5 des lèvres d'attaque ont une largeur croissante en direction du fût fileté de la vis et elles se raccordent avec les arêtes obliques 6 non coupantes par des pans inclinés 7. Chacun de ces pans inclinés forme, avec la face plane 5 correspondante, un dièdre creux qui constitue en avant de la lèvre d'attaque correspondante un logement destiné à recevoir les copeaux de matière enlevée. Du côté opposé, chacune de ces lèvres se raccorde avec l'arête oblique 6 suivante par un pan incliné 8 ou une surface courbe.

L'angle maximal de la pointe correspond à l'angle a formé par les arêtes vives des deux lèvres d'attaque 4. Cet angle doit être compris entre 20 et 40°, et il est de préférence de l'ordre de 30°. Quant à l'angle ß, formé par les deux arêtes non coupantes 6, il peut avoir une valeur comprise entre 15 et 35°. Cependant, de même que l'angle a, cet angle peut être variable. Il en est de même pour l'angle © existant entre chaque lèvre d'attaque et l'arête du dièdre formé par la face plane de celle-ci et le pan incliné voisin 7 (voir fig. 8), la valeur de cet angle 0 pouvant être par exemple de 5°. Quant à l'angle y formé entre la face plane 5 d'une lèvre d'attaque et le plan oblique ou la surface courbe 8 (voir fig. 6), sa valeur peut varier en fonction de la matière de la tôle à percer.

Le ou les filets 9 du fût de la vis sont précédés, sur chacune des lèvres d'attaque, d'une ou plusieurs dents saillantes 10 dont la section correspond à une partie seulement de la section de ce filet. Comme il sera expliqué en détail par la suite, cette ou ces dents saillantes ont pour rôle d'amorcer le taraudage du trou pratiqué par la pointe de perçage, et ce par enlèvement de métal.

La partie de raccordement entre le fût fileté de la vis et la pointe de celle-ci comporte une zone cylindrique de calibrage 11 dont le diamètre correspond au diamètre en fond de filet de la vis. Comme représenté sur les fig. 13 à 15, la position de cette zone de calibrage peut être variable. Ainsi, dans le cas de la fig. 13, cette zone se trouve disposée en avant de la dent saillante 10a de l'une des lèvres d'attaque 4a de la vis correspondante, cependant que, dans le cas de la fig. 14, il existe deux zones calibrantes 1 la et 1 lb de part et d'autre de la première dent saillante 10b de la lèvre d'attaque 4b de la vis correspondante. Mais, dans le cas de la fig. 15, la zone calibrante est essentiellement formée par la partie cylindrique 11c comprise entre deux dents saillantes successives 10c et lOd de la lèvre d'attaque 4c de la vis correspondante. En effet, ainsi qu'il sera expliqué par la suite, cela dépend essentiellement des conditions de formation du filet ou des filets de la vis lors de la réalisation du filetage par roulage.

D'ailleurs, la présente vis est obtenue par un procédé de fabrication de conception originale. Conformément à ce procédé, dans une première opération on réalise en même temps la pointe de perçage 3 avec ses lèvres d'attaque 4 et les arêtes non coupantes 6, et ce par emboutissage de l'extrémité correspondante d'un tronçon de tige cylindrique, cette opération s'effectuant en même temps que le découpage de l'ébauche correspondante. Cependant, il faut observer que, lors de cette opération, on réalise sur la zone du fût cylindrique de l'ébauche, qui est attenante à la pointe, un prolongement renflé 12 de chaque lèvre d'attaque (voir fig. 8). Cela est obtenu lors de la formation des lèvres d'attaque par emboutissage.

Puis, dans une seconde opération, on procède à la formation du filetage du fût de la vis par roulage. En même temps, on ramène au diamètre de la zone calibrante de la vis la partie de raccordement entre le fût fileté et la pointe de cette vis. C'est lors de cette opération que l'on obtient la formation d'au moins une dent saillante 10 sur l'extrémité correspondante de chaque lèvre d'attaque 4, cette dent présentant une section inférieure à celle du filet 9 de la vis. Cependant, cette dent peut être prolongée par une amorce de filet saillant incomplet sur le pan incliné 8 assurant le raccordement entre chaque lèvre d'attaque et l'arête non coupante située derrière elle.

Mais cette opération de roulage a également pour effet de fermer en quelque sorte chaque dièdre creux se trouvant en avant d'une lèvre d'attaque, et ce à son extrémité adjacente au fût fileté de la vis. Comme il apparaîtra par la suite, cette particularité revêt une certaine importance, car elle a pour conséquence que les copeaux de matière enlevée restent enférmés dans chacun des logements formés par ces dièdres.

La présente vis est destinée à être utilisée avec un tournevis à entraînement électrique ou pneumatique ou tout autre mode d'entraînement approprié. Lorsque la pointe d'une telle vis est pressée contre une tôle T, elle perce tout d'abord celle-ci, puis elle taraude elle-même le trou qu'elle a pratiqué. Ces deux opérations successives sont illustrées sur la fig. 11.

Lors du perçage de la tôle, la pointe de la vis alèse un évide-ment conique puis un trou de même forme ne présentant aucun jeu par rapport à cette pointe. Ce trou est évidemment obtenu grâce à la pointe de perçage de la vis et aux lèvres d'attaque prévues sur cette pointe. Cependant, les bords 13 du trou se trouvent alors partiellement refoulés dans la direction d'avancement de la pointe de la vis (voir la position intermédiaire représentée à la fig. 11).

Dès que la dent saillante 10 de chaque lèvre d'attaque 4 parvient dans le trou ainsi réalisé, cette dent y forme un sillon hélicoïdal par enlèvement de métal ; ce sillon constitue l'amorce du filet creux du taraudage destiné à recevoir le filet correspondant de la vis. Cependant, cet enlèvement de métal ne concerne qu'une partie seulement de la section du filet creux du taraudage. En effet, l'achèvement de celui-ci est réalisé par refoulement du métal par le filet saillant 9 de la vis, ce qui crée le bourrelet 14 et augmente le serrage de la tôle sur la vis.

Dans ces conditions, la présente vis se trouve parfaitement tenue en place sans aucun jeu, contrairement à ce qui est le cas pour la plupart des vis autotaraudeuses existant actuellement. La partie inférieure de la fig. 11 représente l'ancrage de la présente vis après achèvement du taraudage dans le trou pratiqué dans la tôle T. Quant à la fig. 12, elle illustre la forme du trou taraudé ainsi réalisé dans la tôle T.

Cependant, il faut également observer qu'entre l'opération d'ébauche du taraudage par enlèvement de métal par la dent saillante des lèvres d'attaque et l'achèvement de ce taraudage, la zone calibrante prévue sur la partie de raccordement entre le fût de la vis et sa pointe vient assurer le calibrage du trou. De plus, la présence de cette zone évite que la vis puisse s'engager en biais dans le trou, comme cela est le cas avec certaines vis autoperceuses actuellement connues.

Il convient aussi de noter que, lors du perçage et du taraudage, les copeaux de matière qui sont enlevés par les lèvres d'attaque jouant entre autres le rôle d'outils de coupe, ainsi que par les dents saillantes portées par lesdites lèvres, viennent se placer dans le logement situé devant chaque lèvre d'attaque et qui est formé par le dièdre creux existant à cet endroit. Dans ces conditions, ces copeaux ne gênent pas l'action de la lèvre d'attaque correspondante, ni celle de la dent saillante portée par celle-ci. On évite de la sorte tout risque de bourrage.

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Cependant, comme déjà indiqué, les copeaux ne peuvent pas s'échapper de leur logement en direction de la tête des vis, et ce en raison du fait que chacun de ces logements se trouve, en quelque sorte, fermé à cet endroit lors de la seconde phase de fabrication de la vis.

Au cours de l'opération de perçage, les arêtes obliques 6 de la pointe assurent un détalonnage et on évite tout risque de bourrage du fait que ces arêtes sont en retrait par rapport au cône circonscrit autour des arêtes vives des deux lèvres d'attaque.

La présente vis n'est pas limitée au seul mode d'exécution décrit ci-dessus, car elle peut faire l'objet de nombreuses autres formes de réalisation.

Au lieu d'être disposées dans un même plan diamétral, les faces planes 5 situées à l'avant des lèvres d'attaque pourraient être orientées différemment. Ainsi, ces deux faces planes pourraient être placées dans deux plans diamétraux distincts.

Cependant, au lieu de rester parallèles à l'axe de la vis, comme cela est le cas dans les variantes de réalisation envisagées ci-dessus, les faces planes situées à l'avant des lèvres d'attaque peuvent également être inclinées par rapport à cet axe. Cela permet de modifier l'angle d'attaque en fonction de la nature du matériau à percer ou de certaines conditions particulières de travail à prévoir. L'inclinaison conférée aux faces planes des lèvres d'attaque pourrait alors être orientée dans un sens ou dans l'autre, c'est-à-dire soit vers l'avant dans la direction du sens du vissage, soit au contraire vers l'arrière (voir dans le premier cas les fig. 21 et 23, et dans le second les fig. 20 et 22). Enfin, ces faces pourraient éventuellement s'incurver en direction des pans inclinés 7.

Par ailleurs, le nombre des lèvres d'attaque pourrait être différent. Ainsi, pour l'utilisation dans une tôle mince, il serait possible de prévoir une seule lèvre d'attaque. Une telle variante est représentée à la fig. 16.

En effet, la pointe 3e de la vis correspondante comporte une seule lèvre saillante 4e. Du côté tourné vers l'avant, celle-ci présente une face plane 5e qui s'étend dans un plan diamétral. En plus des deux arêtes obliques non coupantes 6e, situées dans un plan diamétral disposé à angle droit par rapport au précédent, la pointe de cette vis comporte alors une troisième arête non coupante 6d, placée dans le même plan diamétral que la lèvre d'at-5 taque 4e. Cette troisième arête non coupante 6d est alors symétrique de l'arête vive de la lèvre d'attaque, alors que les arêtes 6e sont disposées en retrait par rapport au cône circonscrit autour de l'arête vive de la lèvre d'attaque 4e et ayant un axe commun à celui de la vis.

io Mais, inversement, pour une utilisation dans des tôles épaisses, il est possible d'augmenter le nombre des lèvres d'attaque par rapport à celui prévu dans la forme de réalisation selon les fig. 1 à 5. Ainsi, les fig. 17,18 et 19 représentent des variantes dans lesquelles il est prévu respectivement trois lèvres d'attaque 4f 15 ou quatre lèvres d'attaque 4g, ou bien encore cinq lèvres d'attaque 4h, chacune de celles-ci présentant une face plane située du côté avant et qui s'étend selon un plan diamétral. De même, il existe un dièdre creux devant chacune de ces lèvres pour servir de logement aux copeaux de matière enlevée.

20 Mais, bien entendu, dans ces diverses variantes, la face plane prévue en avant de chaque lèvre d'attaque pourrait avoir une orientation différente. En effet, elle pourrait ne pas être disposée dans un plan diamétral, mais être inclinée par rapport à l'axe de la vis, comme déjà indiqué dans le cas de la forme de réalisation 25 selon les fig. 1 à 5.

Le procédé de fabrication peut lui-même donner lieu à diverses variantes. Ainsi, au lieu de réaliser la pointe des vis par emboutissage, il serait possible d'avoir recours à tout autre procédé approprié de déformation à froid. Par ailleurs, il est possible 30 de partir d'une ébauche préformée dans laquelle la pointe aurait déjà la forme d'un cône, d'une pyramide ou d'une ogive.

Mais il est également possible d'envisager la réalisation des lèvres d'attaque par roulage, de façon similaire au mode de réalisation du filetage. Bien entendu, dans un cas de ce genre, les 35 arêtes des lèvres d'attaque pourraient s'étendre non plus selon l'une des génératrices de la pointe, mais selon une courbe s'enrou-lant autour de celle-ci.

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3 feuilles dessins

Claims

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1. Vis autoperceuse et autotaraudeuse, pourvue d'une pointe apte à percer une tôle et qui comporte, le long de l'une au moins de ses génératrices, une lèvre d'attaque à arête vive et de largeur croissante en direction du fût fileté de cette vis, caractérisée en ce que la partie de raccordement entre le fût de cette vis et sa pointe présente une zone cylindrique de calibrage du trou pratiqué par celle-ci, laquelle possède une section identique à celle existant au fond du filet du fût de la vis, ce filet étant précédé, sur la partie de la lèvre d'attaque adjacente à ce fût, d'au moins une dent saillante dont la section correspond à une partie seulement de la section de ce filet, de sorte que l'achèvement du taraudage est réalisé par refoulement de métal par le filet de la vis, ce qui crée un bourrelet contribuant au maintien et au serrage de la vis.

2. Vis autoperceuse et autotaraudeuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la zone de calibrage est située du côté de la pointe de perçage, au-delà de la dent saillante portée par la lèvre d'attaque.

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REVENDICATIONS

3. Vis autoperceuse et autotaraudeuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la zone de calibrage est située de part et d'autre de la dent saillante portée par la lèvre d'attaque.

4. Vis autoperceuse et autotaraudeuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la zone de calibrage est située entre deux dents saillantes portées par la lèvre d'attaque.

5. Vis autoperceuse et autotaraudeuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que sa pointe de perçage comporte deux lèvres d'attaque symétriques par rapport à l'axe, et dans un plan diamétral sensiblement perpendiculaire à celui passant par les arêtes vives de ces deux lèvres, deux arêtes obliques, non coupantes, disposées en retrait par rapport au cône circonscrit autour des arêtes vives de ces lèvres, cependant que le fût comporte deux filets.

6. Vis autoperceuse et autotaraudeuse selon la revendication 5, caractérisée en ce que la pointe de perçage présente une gorge longitudinale devant chacune des lèvres d'attaque si l'on considère le sens de rotation prévu pour cette vis, cette gorge s'étendant jusque dans la zone de calibrage.

7. Procédé de fabrication d'une vis autoperceuse et autotaraudeuse selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans une première opération, la pointe de perçage avec sa ou ses lèvres d'attaque est réalisée par déformation à froid de l'extrémité correspondante d'un tronçon de tige cylindrique ou d'une ébauche préformée, en formant sur la zone attenante du fût cylindrique un prolongement renflé de chaque lèvre de coupe; puis, dans une seconde opération réalisée par roulage, on forme le ou les filets du fût de la vis, cependant que l'on ramène au diamètre de la zone calibrante de la vis la partie du fût qui est attenante à la pointe de perçage et qui comporte un prolongement renflé de la ou des lèvres de coupe.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la première opération de déformation à froid est un emboutissage-découpage.

9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la première opération de déformation à froid est une opération de roulage.