Brevet FR2372683A1 — publié le 19780630

La présente invention concerne un procédé pour enfoncer un élément de fixation, analogue à un clou, dans des pièces métalliques ayant une épaisseur de paroi faible au moyen de l'é- nergie d'explosion de la poudre. Les procédés actuellement connus pour enfoncer des élé- ments de fixation, analogues à des clous, dans des pièces métalliques ayant une épaisseur de paroi faible, telles que par exemple des profilés, des tôles et analogues, dont l'épaisseur n'est qu'une fraction de la longueur. de la tige de l'élément de fixation, ne permettent d'obtenir que des valeurs de maintien peu satisfaisantes de l'élément de fixation, car sa tige n'est contenue dans le matériau du profil que sur une section trop courte. Les valeurs de maintien dépendent non seulement de 11 épais- seur des pièces métalliques mais également de leur rigidité. Ainsi les valeurs de maintien des éléments de fixation, par exemple dans des pièces en aluminium, sont sensiblement plus faibles que dans des pièces en acier. Connaissant ce problème, on a eu l'idée de déformer la zone avant de l'élément de fixation sortant sur le côté arrière de la pièce métallique de telle manière que cette zone de tige réalise une liaison mécanique avec les pièces métalliques : Dans un procédé connu, l'extrémité sortante de tige de l'élément de fixation est tordue à l'aide d'une enclume et pénètre à nouveau dans la pièce métallique par sa pointe sur le côté inférieur de celle-ci. En outre, il est également connu d'écraser l'extre- mité avant de l'élément de fixation sortant à l'arrière de la pièce métallique afin de former de cette manière une tête. Le procédé consistant à tordre la section de tige avant n'est pas satisfaisant, car en particulier lors de contraintes dynamiques des pièces métalliques, la liaison mécanique se relâche. I1 s'ajoute à cela que l'élément de fixation pour pouvoir, par exemple, être enfoncé dans des pièces métalliques de rigidité élevée, telles que la tôle d'acier, doit présenter une rigidité ou une dureté de valeur correspondante. Cela conduit à nouveau au fait que lorsque l'on tord la section avant de la tige celle-ci, du fait d'une aptitude insuffisante à la déformation plastique, se brise.- Si l'élément de fixation doit être enfoncé à travers plusieurs couches de pièces métalliques superposées, ce procédé a en outre pour inconvénient que, lorsque l'on tord la section avant sortante de la tige, l'élément de. fixation se dispose en règle générale en biais et déplace les unes par rapport aux autres en direction longitudinale les différentes couches de pièces métalliques. De même, le procédé,consistant à écraser à l'avant l-a section de tige sortante, nécessite une aptitude forte à la defor- mation plastique de l'élément de fixation. Cela n1 est pas le cas pour des éléments de fixation qui doivent être enfoncés dans des pièces métalliques de rigidité élevée, telles que de la tôle d'acier, car ces éléments de fixation afin de pouvoir être enfon cés doivent présenter une rigidité et une dureté très élevées. En conséquence, ce procédé n'est pas approprié à l'enfoncement d'éléments de fixation dans des pièces métalliques de frigidité élevée. A cela s'ajoute que ce procédé de fixation nécessite une certaine adaptation de la longueur de la tige à l'épaisseur des pièces metalliques, car autrement'la tête écrasée est trop petite et ainsi n'est plus solide, ou bien se trouve distante du côté inférieur des pièces métalliques de sorte que la jonction des pièces métalliques et de l'élément de fixation -est plus lâche à l'a-ant. La présente invention se propose de ce fait de realïser un procédé pour ancrer des éléments de fixation, analogues à des clous, dans des pièces métalliques ayant une épaisseur de paroi faible qui convienne également pour des pièces métalli- ques de rigidité élevée et qui se caractérise par des valeurs de maintien elevées et fiables. Selon l'invention cet objet est réalisé par le f-ait qu'avant l'enfoncement de l'élément de fixation, analogue à un clou, on dispose en un emplacement de la pièce métallique, opposé à l'emplacement d'enfoncement, un disque métallique supporté par une butée et qu'ensuite l'on enfonce 3élémen-t de fixation analogue à un clou par l'énergie d'explosion de la poudre dans la pièce métallique, l'élément de fixation traversant par sa zone avant la pièce métallique et s'enfonçant dans le disque métallique supporté, par deformation plastique de ce dernier. Afin d'obtenir une valeur de maintien aussi grande que possible de l'élément d? fixation dans le disque métallique, celui-ci est réalisé de préférence en acier. L'épaisseur du disque métallique doit être plus grande que le diamètre de la tige de l'élément de fixation. Pour enfoncer l'élément de fixation, le disque métallique est disposé avantageusement sur un support pouvant réaliser une butée, tel que par exemple du bois dur. La zone de l'élément de fixation sortant à l'arrière de la pièce métallique pénètre, lors du processus d'enfoncement, dans le disque métallique suppor té, de sorte que l'on obtient un maintien parfait, dans le disque métallique, de la zone de la tige de l'élément de fixation y ayant pénétré. Lors de la pénétration de l'élément de fixation dans le disque métallique, celui-ci-est déformé plastiquement car la zone de la tige qui y pénètre refoule une quantité de matériau du disque métallique correspondant à son volume. Afin d'éviter des déformations propres de l'élément- de fixation, celuici possède avantageusement une résistance et une dureté élevées. En ce qui concerne la longueur de sa tige, on doit si possible veiller au fait qu'au moins sa pointe fasse saillie à l'état enfoncé de l'arrière du disque métallique. Ce type d'enfoncement ou d'ancrage d'un élément de fixation convient également pour des pièces métalliques très minces dont l'épaisseur n'est,par exemple, que d'une fraction du diamètre de la tige de l'élément de fixation. Selon une autre caractéristique de l'invention, on superpose à la pièce métallique, ayant une épaisseur de paroi faible, au moins une autre pièce métallique devant être liée à la première pièce métallique, cette seconde pièce ayant de la même manière une épaisseur de paroi faible. Les différentes couches de pièces métalliques peuvent être constituées d'un même matériau ou de matériaux différents. I1 s'est avéré que par ce procédé lors de l'enfoncement de l'élément de fixation, les différentes couches de pièces métalliques sont presses à plat l'une contre l'autre de sorte qu'il se produit une liaison compacte des pièces métalliques l'une sur l'autre. Si l'on ne dispose, pour l'enfoncement des éléments de fixation, par exemple que d'une énergie d'enfoncement très limitée ou si l'on recherche le cas échéant des valeurs de maintien qui ne soient pas maximales, le disque métallique supporté présente avantageusement un trou dont la section est sensiblement plus petite que la section de l'élément de fixation, analogue à un clou, à enfoncer dans le disque métallique. Le trou dans le disque métallique facilite l'enfoncement de l'élément de fixation car dans ce cas l'on ne refoule qu'une quantité de matériaudu disque métallique plus faible de la valeur du volume du trou. L'enfoncement de l'élément de fixation peut cependant également être facilité par des disques métalliques en matériau mou, par exemple en aluminium. Avantageusement, la butée pour supporter le disque métallique en contact avec la ou les pièces métalliques est solidaire du pistolet de scellement à poudre prévu pour l'enfoncement de l'élément de fixation. La butée sur l'appareil assure un serrage à plat des pièces métalliques avec le disque métallique de telle sorte que l'on obtient une jonction compacte de ces pièces. La butée peut par exemple être réalisée en forme d'étrier et présenter sur un premier bras un orifice de guidage pour l'introduction de la bouche du pistolet de scellement et sur le deuxième bras opposé à l'orifice de guidage, un évidement en forme de matrice pour le disque métallique. Il est cependant également possible de monter la butée en forme d'étrier de façon que son premier bras soit susceptible de coulisser axialement sur la bouche du pistolet de scellement en correspondance de forme ou sous l'influence d'une force. On va maintenant décrire plus en détail la présente invention en se référant au dessin donné à titre d'exemple non limitatif. Sur ce dessin La figure 1 illustre le procédé et les pièces nécessaires à la mise en peuvre du procédé avant l'enfoncement de l'élément de fixation. La figure 2 illustre le.procédé et les pièces pour sa mise en oeuvre avec l'élément de fixation enfoncé. On a désigné par 1 sur la figure 1 des pièces métalliques comportant une tôle supérieure la et une tôle inférieure lb contre lesquelles est appliqué un pistolet de scellement à poudre désigné globalement par 2. Le pistolet de scellement 2 connu en soi et non illustré plus en détail présente du-côté avant un tube d'appui 2a dans lequel se trouve l'élément de fixation à enfoncer qui présente la forme d'un clou et qui est désigné globalement par 3. L'enfoncement de l'élément de fixation 3 s'effectue sous l'action de l'énergie d'explosion de la poudre qui, elle-même, est transférée à l'élément de fixation 3 par un piston-poussoir 2b. Une butée en forme d'étrier désignée globalement par 4 maintient, par un bras inférieur 4a, un disque métallique désigné globalement par 5 contre le côté inférieur de la tôle inférieure lb. Le disque métallique 5 présente en son centre un trou traversant 5a dont le diamètre est plus petit que celui de la tige de l'élément de fixation 3. Le disque métallique 5 est mis en place dans un évidement 4b, analogue à une matrice, du bras 4a et, ainsi disposé, s'étend à la hauteur d'un évidement de guidage 4d prévu dans le bras supérieur 4c. Cet évidement de guidage 4d est traversé par le tube d'appui 2a. Le bras inférieur 4a présente en outre un évidement 4e se trouvant dans l'axe d'enfoncement de l'élément de fixation 3 et à partir duquel s'étend latéralement une fente 4f. Dans la figure 2, l'élément de fixation 3 est représenté en position enfoncée, sa zone avant 3a ayant traversé le disque métallique 5 pour obtenir la valeur de maintien. La section 3a a ainsi élargi le trou 5a du disque métallique 5 et refoulé plastiquement le matériau 5b. La pointe de la zone avant 3a pénètre, à l'état enfoncé de l'élément de fixation 3, dans l'évidement 4e. La tête 3b de l'élément de fixation 3 est parvenue à la tôle supérieure la. Le pistolet de scellement 2 est ensuite soulevé de l'emplacement de fixation, le tube d'appui 2a étant extrait de l'évidement de guidage 4d. La butée 4 peut alors maintenant être enlevée de l'emplacement de fixation par coulissement dans le sens de la flèche A. L'évidement 4b et la fente 4f facilitent l'enle- vement de la butée 4. Avantageusement la butée 4 pendant le processus d'enfoncement est maintenue contre un support non représenté. On peut cependant y renoncer lorsque la butée 4 est par exemple fixée sur le tube d'appui 2a en correspondance de forme ou sous l'influence d'une force. REVENDICATIONS 1. Procédé pour enfoncer un élément de fixation, analogue à un clou, dans des pièces métalliques ayant une qptasseur de paroi faible par l'énergie d'explosion de la poudre, caractérisé par le fait qu'avant l'enfoncement de l'élément de fixation a pièce métallique (1) oppose à l'emplacement d'enfoncement, un disque métallique (5) supporté par une butée (4) et qu'ensuite llon enfonce l'élément de fixation (3), analogue à un Cl- --ou, par l'énergie d'explosion de la poudre dans la pièce métallique {1) l'élément de fixation traversant par sa zone avant la pièce métallique (1) et pénétrant dans le disque métallique (5) suppor- té, par-déformation plastique de celui-ci. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on superpose à une pièce métallique (la) -ayant une épaisseur de paroi faible au moins une autre pièce métallique (lb) devant être liée à la première pièce métallique la), cette autre pièce métallique (lb) ayant également une épaissur de paroi faible. 3. Disque métallique destiné à être utilisé pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il présente un trou (5a) dont la section est sensiblement plus-faible que la section de î-'élé- ment de fixation (3), analogue à un clou, à enfoncer dans le disque métallique (5). 4. Pistolet de scellement à poudre pour l'enfoncement d-'un élément de fixation, analogue à un clou, pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la butée (4) pour supporter le disque métallique (5) en contact avec la pièce métallique (1) ou les pièces métalliques (la et lb) est solidaire du pistolet de scellement (-2).