Brevet FR2289789A1 — publié le 19760528

Cette invention se rapporte aux organes insérables servant à fixer, attacher et maintenir en place diverses pièces et dont chacun est appelé à être installé dans un trou pratiqué pour le recevoir dans une pièce en un matériau appareillé et elle concerne plus particulièrement à titre de perfectionnenent de cette technique, un organe insérable de ce genre comprenant un corps dont une partie au rotins présente une conicité ou un fuselage externe et un nanchon ou une virole radialeuent expansible capable d'entre enfoncé axialement autour de la partie conique du corps de cet organe quand ce dernier est placé cans un trou de réception pratiqué dans le matériau appareillé, le nanchon ou la virole étant expansé pour venir en prise avec la paroi du trou afin de sty verrouiller lui-nS e ainsi que le corps0 Les organes insérables de ce genre comprennent généralement bien que non nécessaireuent un alésage taraudé recevant un organe fileté tel qu'une vis et sont utilisables, par exemple, dans des pièces en métal, en matière plastique ou cn un autre matériau pour divers usages industriels. Le but de l'invention est de créer, en vue de son application aux industries sEcaniques, un organe insérable perfectionné du type sus-décrit qui, en plus d'être de construction simple et peu coateuse,soit également d'utilisation cor ode et se preste à une fabrication et a' une installation faciles et peu coûteuses. Divers avantages pratiques découlent de la suite de cette description. Dans la pratique, les constructions et dispositions à adopter sont les suivantes, en se référant aux dessins schématiques annexés dans lesquels :- La fig. 1 est une vue en élévation de cet organe insérable avec coupe axiale partielle. La fig. 2 en est une vue en coupe de détail dessinée à plus grande échelle. Les fig. 3 et 4 sont respectiveuent des vues de l'extrémité supérieure et de l'extrénité inférieure de l'organe insérable visible dans la fig. 1. Les fig. 5 à 7 sont des vues en élévation avec coupe de la pièce mettant en évidence le iode d'installation de cet organe insérable de cette pièce, Les fig. 8 à 11 sont des vues en élévation avec coupe montrant le mode d'installation et d'emploi d'une variante de réalisation de cet organe insérable. Comme représenté dans les fig. 1 à 4, l'organe insérable comprend un corps 1 et un manchon ou virole 2 qui, initialeient, fait partie intégrante du corps 1 grâce à une rince liaison ou jonction 12 (Fig.2). Le corps 1 de cet organe insérable a une forte externe conique comme figuré en 10 et est représenté nni d'un alésage taraudé il servant à recevoir une vis ou un organe fileté semblable, cet alésage pouvant aussi être à paroi lisse en me de la sise en place ou pour une raison analogue. La paroi externe de la virole 2 est longitudinalement striée, rainurée ou cannelée comme figuré en 20 et l'alésage interne 21 de cette virole est représenté de fors unie à parois parallèles et mesure un diamètre sensiblenent égal au dia trie externe de l'extréiité la plus petite du corps 1 de l'organe insérable. Si désiré, la striure 20 peut présenter une certaine inclinaison par rapport à sa direction longitudinale rectiligne grâce à une légère forme en spirale. Pour l'installation ou la mise en place de cet organe insérable dans la piNce destinée à le recevoir, on le place, le corps le preiier, dans un trou 3 mesurant an dia être approprié et pratiqué dans une pièce 5 en un matériau approprié, son extrémité de base étant contiguë ou adjacente à l'extrémité inférieure ou interne du trou 3 ou autrement montée en bout par rapport à ce trou 3 (par exemple grâce à un épaulement ou a une butée d'arrêt logée dans le trou 3 stil est pratiqué de part en part pendant l'installation).La profondeur du trou 3 est calculée de façon que la virole 2 soit, à l'état initial, reliée au corps 1 pour en faire partie intégrante et faire saillie sur la majeure par- tie de sa longueur hors du trou 3 au-dessus c'est-à-dire au delà de la surface 50 de la pièce 5 en matériau appareillé. L' extrénité externe ou libre de la virole 2 est alors sou se à une pression axiale telle que celle exercée par un outil d'installation convenable désigné par 4 (Fig.5) de telle sorte que la liaison ou jonction rince 12 soit tout d'abord rompue et que la virole soit ensuite axialement enfoncée sur la partie conique externe 10 du corps 1 et soit dilatée par celui-ci de façon à obliger l'extrémité avant 22 de la partie striée externe 20 de la virole 2 à cisailler ou mandriner la paroi 30 du trou 3 jusqu'à l'obtention d'une forne conique qui corresponde à la forte conique externe présentée par la virole 2 tandis qu'elle est enfoncée par-dessus le corps 1 de organe insérable en question. Par suite de l'engagement dû à la conicité intéressant à la fois la virole 2 et le corps 1 de l'organe insérable, les deux éléments se trouvent fermement bloqués dans le trou 3 et résistent à une charge axiale même très forte tendant à extraire par traction l'organe insérable hors du trou 3. En fait lorsque le corps 1 a tendance à se déplacer dans une direction axiale vers l'arrière par rapport à la virole 2, cette dernière subit une expansion plus prononcée et l'action de verrouillage due à la conicité est augmentée. Une autre résistance due à la conicité contrecarrant le dé gaiement par traction vers l'extérieur est assurée par le fait que le matériau 35 cisaillé à partir de la paroi 30 du trou 3 est comprimé dans l'espace séparant l'extrémité avant 22 de la virole 2 de/base du corps 1 de l'organe insérable. Tandis que la virole 2 est enfoncée pour venir occuper sa position de la nanière indiquée, une fente 23 (Fig. 6) est engendrée à l'extrénité avant 22 par suite de la striure longitudinale 20 et se propage le long de la virole 2 jusqu'à son extrémité arrière, de sorte que cette virole est fendue d'une extrémité à l'autre ou à peu près lors de son installation complète (Fig.7) afin de faire la part de sa dilatation sous l'effet du corps 1. Des essais pratiques ont permis de vérifier qutinvariablenent une seule fente 23 se produit ou est engendrée dans la virole striée 2 pendant l'installation. Chaque fente 23 sert de logement à la matière provenant de la paroi 30 du trou qui, en cosbinaison avec la partie extérieure striée ou en fait cannelée 20 de la virole, assure un blocage anti-rotation effectif de l'organe insérable une fois qu'il est complètement installé. Dans la pratique, l'angle inclus de la forte conique externe du corps 1 peut autre de l'ordre de 5 à 90, irais il convient de souligner le fait que cette valeur est silpleient indiquée à titre d'exemple et peut entre modifiée suivant les besoins pratiques tandis que des angles composés peuvent aussi outre prévus ici. Des essais pratiques ont également periis de vérifier que la vi- role 2 se roMpt aisément par rapport au corps 1 de l'organe insérable lors de la pression d'installation initiale exercée sur la virole 2 et que l'extrémité avant 22 de sa partie externe striée 20 possède une aptitude de sectionnement facile de la pièce 5 constituée par un matériau appareillé dans lequel est ménagé le trou 3 de telle sorte qu'une force exagérée pour l'en foncèrent de la virole 2 en position n'est pas nécessaire tandis que le déplacenent ou fluage du Matériau appareillé dans les striures en 20 réduit au minimum la production au sein du natté riau 5, de contraintes qui pourraient autreMent provoquer la fracture ou l'éclatement de celui-ci.La striure 20 de la virole 2 la renforce également contre tout gauchisseuent pendant l'installation. L'alésage 11 du corps 1 de l'organe insérable à son extrémité arrière ou de plus petit diamètre est représenté aluni d'une partie en dépouille ou chanfreinée 111 qui peut gtre de l'ordre de 60 et qui, outre le raffinenent usuel obtenu de cette nanière pour guider une vis tandis qu'elle se loge par l'organe instra- ble, assure égalenent une nise en place auto-alignée de l'outil d'installation par rapport à lui. L'installation de blocage par conicité effective qui peut Qtre obtenue ici est telle qu'une large tolérance dans un trou dinensionné pour recevoir l'organe insérable est admissible, surtout dans le cas d'un trou à noyau ou gaine. Pour de nombreuses applications pratiques et toutes les fois que la pièce 5 constituée par un matériau appareillé est forée d'une natière plastique ou d'un métal tendre, par exemple l'aluminium ou les alliages de ce étal ou des variations quelconques de matériaux se prêtant à la coulée en coquilles, ltensen- ble de l'organe insérable comprenant la virole 2 réunie au corps 1 peut être constitué par de l'acier doux ou de l'acier inoxydable nais en vue de son usage dans une pièce en un matériau appareillé ou plus dur, l'ensemble de organe insérable peut astre durci ou trempé, notaient par cémentation.Toutefois, suivant la nature du matériau appareillé en question, la ratière constitutive de l'organe insérable peut astre notifiée; elle peut être, par exemple constituée par du laiton ou un autre métal non ferreux, voire une natière plastique ou céramique suivant les exigences imposées par les circonstances d' installation et d'utilisation. Cette nattière plastique ou céramique doit être choisie surtout lorsqu'on a besoin de réaliser un isolement0 La forme de l'organe insérable d'un seul tenant facilite la nanutention lorsque la liaison 12 de la virole 2 avec le corps 1 donne la certitude de leur alignement coaxial tout prêt pour l'installation.De plus, cette forie d'un seul tenant facilite la fabrication de l'organe insérable surtout pour sa production en grande série sur des tours autoMatiques. Pour faciliter l'usinage de la partie extérieure conique 10 du corps 1, par exemple à l'aide d'un outil façonneur, son extrémité de base de grand diamètre est représentée nunie d'un bourrelet ou méplat cylindrique parallèle 13 qui contribue éga lestent d'ailleurs à la Mise en place axiale de organe de serrage dans un trou 3 lorsqu'il est engagé initialement dans celuici. Pour certaines installations pratiques avec exigences particulières, le méplat 13 peut présenter une étendue axiale considérable. La pression finale de l'outil d'installation 4 contre la surface 50 de la pièce 5 en un matériau appareillé située itiédiate- nent autour de l'extrémité arrière de la virole 2 entièrement installée peut évider localement ou sertir annulairement le matériau appareillé de la pièce 5 autour de la virole afin de réaliser une installation ferle et de donner un aspect net à l'organe inséra- ble installé. Bien qutune installation rapide en une seule opération de l'organe insérable soit préférable, il peut éventuellement et si désiré, être installé en assénant sur lui un certain noibre de coups ou en faisant intervenir par exemple des vibrations. Coule représenté de façon générale par les fig. 8 à 11, l'alésage 11 du corps 1 de l'organe insérable à son extrémité arrière de plus petit diamètre est représenté aluni d'une partie en dépouille ou chanfrein 211 qui peut être de l'ordre de 600 et qui, pour les applications envisagées par l'invention, s'étend depuis l'alésage 11 jusqu'à la paroi interne de l'alésage 21 de la virole 2, sans ou virtuellement sans la présence d'un rebord ou redan annulaire entre la partie en dépouille 211 et la paroi de l'alésage 21. Suivant la nature de 11 outil utilisé pour l'ainsi tallation, un autre évidement tel que 211 peut être prévu. Lors de l'installation initiale de l'organe insérable et au noient où la Mince liaison 12 est rompue et où la virole 2 est alors axialenent enfoncée sur la partie externe conique 10 du corps 1 de cette virole, une rince paroi 120 (Fig. 9) de ce corps 1 est laissée en place à l'extrémité arrière ou plus petite de celui-ci; elle présente une certaine conicité pour constituer virtuellement une arête tranchante à cette extrémité. Conte résultat et tandis que l'outil d'installation 40 exé- cute son Mouvement final, un épaulement 49 prévu sur cet outil vient porter contre la mince paroi 120 et la soumet à une coipres- sion (voir la fig. 10) c'est-à-dire jusqu'à ce que l'outil vienne s'appuyer contre la surface de la pièce S en matériau appareillé avec ou sans indentation de cette pièce. Le félchissement de cette mince paroi 120 obtenu de cette manière permet une certaine tolérance au sujet de la variation de la profondeur du trou de sorte qu'une plus grande tolérance à cet égard peut être permise. En même temps, l'engagement à bloc de la virole 2 dans le trou 3 est assuré quelle que soit la profondeur du trou, dans la limite de la tolérance permise par ce phénomène de fléchissement. En outre, ce fléchissement de la mince paroi 120 protège le reste du corps 1 de 1'organe insérable de toute con- pression indésirable qui pourrait autrement être la cause d'une déformation du filetage interne en 11. Bn outre, dans la limite de la tolérance de profondeur prévue pour le trou, une installation de l'organe insérable arasé par rapport à la surface 50 de la pièce 5 en matériau appareillé audessous de la surface est assurée, de sorte que la saillie indé- sirable de l'organe insérable au-dessus de la surface de la pièce est évitée ou réduite au miniiui. Un autre avantage pratique, c'est que la production en série d'organes insérables de ce genre est facilitée en ce sens qu'un seul outil peut litre utilisé pour usiner la partie en dépouille 211. Pour assurer une mise en place de l'extrémité antérieure de organe insérable dans un trou 3, une partie cylindrique 130 à plein diamètre est prévue sur le corps 1. L' étendue de la partie conique 10 est calculée de façon à faire la part du rouvrent axial nécessaire de la virole 2 et à ménager une tolérance suffisante pour le matériau appareillé 35 découpé par l'extrémité tenante 22 de la virole 2. En outre (comme représenté) un léger chanfrein peut être prévu en 131, tandis que l'extrémité antérieure du corps 1 est chanfreinée conte figuré en 32 pour faciliter le découpage de chaque organe de serrage à partir d'une barre lorsque sa production est effectuée sur un tour autoMatique. Un organe .6 fixé par un boulon 7 logé dans le corps 1 est représenté dans le corps 11. Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans ter de l'invention, dans le do aine des équivalences techniques. REVENDICATIONS 1. Organe insérable utilisable par engagement dans le trou d'une pièce constituée par un matériau appareillé et du type coi- prenant un corps (1) dont une partie au moins présente une conicité externe (10)-et une virole ou Manchon radialement expansible (2) capable autre axialement enfoncé autour de cette partie conique (10) du corps (1) quand ce dernier est nis en place dans le trou (3) destiné à le recevoir de la pièce (5) de telle sorte que la virole (2) soit dilatée pour venir en prise avec la paroi (30) du trou (3) afin de s' verrouiller ainsi que le corps (1) dans ce troa, caractérisé en ce que la virole (2) est pourvue extérieurement d'une striure ou cannelure (20) dans une direction sensiblement longitudinale et comporte initialement une nince liaison (12) à son extrémité tenante (22), avec l'extrémit la plus petite du corps (1) présentant une conicité externe (10) et coaxiale avec elle, de telle sorte que lorsque le corps (1) est mis en place par son autre extrémité la plus grosse dans le trou (3) de réception pratiqué dans la pièce (5) et qu'une force axiale est appliquée à l'extrémité libre de la virole (2), la liaison mince (12) soit tout d'abord roMpue, puis la virole (2) axialement enfoncée par-dessus la partie conique externe (10) du corps (1) et dilatée par lui pour obliger l'extrémité tenante (22) de la virole (2) à cisailler la ratière à partir de la paroi (30) du trou (3) pour lui donner une conicité correspondante et à verrouiller la virole (2) et le corps (1) dans le trou (3) pour s'opposer à tout dégagerent par traction axiale. 2.- Organe insérable suivant la revendication 1 > caractérisé en ce que la mince liaison initiale (12) entre l'extrémité la plus petite du corps (1) et l'extrémité menante (22) de la virole (2) est telle que lors de la rupture de cette liaison (12) une nince paroi (120) subsiste à l'extrésité la plus petite du corps (1), cette mince paroi (120) étant compressible sous l'action d'un outil d'installation (40) en vue de faire la part de certaines variations pouvant exister dans la profondeur effective du trou (3) qui reçoit cet organe insérable.