Brevet FR2412012A1 — publié le 19790713

La présente invention, concernant une fixation par broche à tette, est plus spécialement relative à un joint destiné à assurer l'étanchéité entre l'extrémité de la tête d'une pièce de fixation par broche à tete et une pièce pourvue d'une ouverture dans laquelle la broche doit être montée. Ces moyens de fixation par broche à tête sont d'un genre dans lequel pour l'utiliser la broche est soumise à un effort de traction pour tirer la tête contre la pièce à fixer. Par exemple, la broche peut être soumise à la tension d'un collier qui est embouti dans des rainures ménagées dans la broche lorsque cette dernière est soumise à la traction, ce dispositif de fixation étant appelé communément boulon de verrouillage.Dans un autre exemple, la broche peut être mise sous tension par un manchon à tête qui porte une pièce élastique rapportée dans laquelle s'enga- gent des arêtes que porte la broche. Ce dernier organe de fixation est parfois appelé "boulon de container" parce qu'on l'utilise pour fixer des panneaux de contre-plaqué sur des chaAs sis métalliques pour la construction de containers de fret. Suivant une autre solution, la broche à tête pourrait etre un boulon à tete qui est tiré par vissage sur un écrou fileté. Quelle que soit la forme particulière du dispositif de fixation par broche à tête, on rencontre en pratique la difficulté suivante : l'uti1;sateur de la fixation fore le trou dans lequel la pièce de fixation doit sAtre installée, rapidement et sans trop de précaution, de sorte que le trou peut etre trop grand ou mal conformé. Bénnmoins, llutilisateur exige que lorsque la pièce de fixation est installée il existe un joint entre l'extrémité de tete de la broche et la pièce à fixer, pour empêcher par exemple la pénétration de crasse ou d'eau de pluie dans le joint. On a utilisé différents modèles de joints pour faire face à ces conditions, mais ils ne se sont pas révélés satisfaisants en pratique. De plus, dans le cas des fixations mentionnées cidessus à titre d'exemple et dans lesquelles un collier ou manchon est placé sur la queue ou partie d'extrémité de la broche après son insertion dans la pièce à ouverture qui doit etre fixée, on rencontre la difficulté que la misse en place du collier ou manchon sur la broche avant mise sous tension finale de celle-ci et liapplication subséquente de l'outil de traction approprié sur le manchon et sur la queue de la broche, tendent à repousser la broche hors de l'ouverture dans laquelle elle a été insérée. En outre, il est économiquement avantageux pour la fabrication de la broche que l'orientation du joint par rapport à la broche ne soit pas critique, c'est-à-dire que le joint devrait pouvoir être assemblé sur la broche dans un sens ou dans l'autre. Cette possibilité permet d'utiliser ou bien une main d'oeuvre non spécialisée (dans le cas de l'assemblage manuel) ou bien une machine d'assemblage plus simple, et évite également le risque d'assemblage dans le mauvais sens, ce qui diminue la proportion des rebuts résultant de ces opérations. En conséquence, on prévoit avantageusement un joint élastique pour assurer l'étanchéité entre l'extrémité de tête d'une pièce de fixation par broche à tête et une pièce avec ouverture à fixer, dans laquelle la broche doit être installée, ce j oint comprenant une partie annulaire extérieure pour réaliser l'étanchéité entre la tête de broche et ladite pièce autour de l'ouverture.Selon l'invention, le joint comprend encore une partie annulaire intérieure destinée à s'adapter autour de la broche contre la tête, cette partie annulaire intérieure faisant saillie au delà de l'épaisseur de la partie annulaire extérieure dans une direction qui lui est perpendiculaire de façon à procurer un engagement par coincement entre la broche et la paroi à ouverture lorsque la broche est insérée dans l'ouverture de façon à retenir initialement la broche dans l'ouverture; par ailleurs, la partie annulaire intérieure fait saillie des deux côtés de la partie annulaire extérieure, de sorte que le joint est pratiquement symétrique, ce qui fait qu'il peut être assemblé sur la broche dans un sens ou dans l'autre; et par ailleurs, la partie annulaire extérieure est reliée à la partie annulaire intérieure par une portion plus mince ou plus faible qui permet, lorsque la tête de broche est tirée vers ladite pièce, que la partie annulaire inférieure reste autour de l'ouverture comme dit plus haut, tandis que la partie annulaire intérieure entre complètement dans l'ouverture. Suivant un autre aspect de ltinvention,pour aider au coincement de la partie annulaire dans une ouverture qui a un diamètre uniforme et qui n'est pas évasée, ia partie annulaire intérieure est inclinée ou biseautée des deux côtés. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la partie annulaire extérieure présente une étendue radiale semblable à son épaisseur axiale et en particulier elle peut avoir une section transversale circulaire. Ce joint peut être fait d'un matériau à base de polypropylène. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la partie annulaire extérieure présenté une étendue radiale d'environ quatre à cinq fois la grandeur de son épaisseur axiale. Un tel joint peut être fait en matériau élastomère polyester. L'invention comprend la combinaison d'une pièce de fixation par broche à tête et d'un joint,tels qu'exposés cidessus. Qn décrira maintenant, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réalisation spécifiques de l'invention, ayant la forme d'une pièce de fixation par broche à tête incorporant un joint ainsi qu'une-modification dudit joint, avec référence aux dessins ci-annexés sur lesquels - la figure 1 montre un boulon de container assemblé avec joint adjacent à la tête de la broche; - la figure 2 montre le boulon de container après installation; - la figure 3 est une coupe axiale du joint; - les figures 4, 5 et 6 montrent l'extrémité de tête de la broche et son joint à des stades successifs de liinstal- lation de la broche; et - la figure 7 est une coupe axiale d'un joint modifié. le boulon de container de ces exemples- comprend une broche d'acier Il et un manchon 12. La broche comprend une tige 13 et une tête élargie 14. Au voisinage de la tête 14, la tige porte un joint 15 qui sera décrit en détail plus loin. La figure 2 montre la pièce de fixation installée pour fixer un panneau 16 en contre-plaqué sur un châssis métallique 17. Une ouverture 18 est percée dans le panneau et dans le châssis, avec un diamètre tel qu'elle pourra laisser passer la-broche. La broche est insérée dans l'ouverture par le ctté du châssis 17, jusqu a ce que le joint 15 rencontre le châssis et elle est ensuite enfoncée à force par martellement. Le manchon 12 est placé sur l'extrémité de queue en saillie de la broche et en utilisant un outil convenable, non représenté, le manchon est poussé contre le panneau 16 et la broche est mise sous tension en tirant le joint 15 dans l'ouverture du châssis. Des arêtes annulaires 19 que comporte la broche entrent dans wze garniture en nylon 21 placée dans le manchon de façon à bloru-r la broche dans le manchon, puis l'extrémité en saillie de la queue est coupée. Les figures 3 à 6 montrent plus en détail la construction de la partie d'extrémité de tête de la broche et du joint et la façon dont le joint est déformé lorsque la broche est mise en place. La tige 13 de la broche comprend une jambe allongée 22 formée d'une pièce avec la tête élargie 14 et est pourvue, au voisinage de la tête 14, tout en en étant séparée par un espace qui reçoit le joint 15, d'un collier cylindrique 23. Le collier 23 est fixé sur la jambe par emmanchement à force sur une partie moletée 20 de la jambe au voisinage de la tête. le collier séparé 23 est utilisé pour permettre l'insertion du joint 15 dans l'intervalle compris entre le collier 23 et la tête de broche 14 en montant d'abord le joint 15, puis le collier 23 sur l'extrémité de queue de la jambe 22, puis en poussant le collier vers la tête 14, de sorte que le joint est pris en sandwich entre le collier 23 et la tête. Dans cet exemple, le joint 15 est ure pièce unitaire moulée en polypropylène qui est déformable et élastique et de forme générale annulaire, c'est-à-dire qu'il présente une symétrie de rotation autour d'un axe A-A (figure 3). Il comprend une partie annulaire intérieure 24, une partie annulaire extérieure 25 et une partie annulaire intermédiaire 26 qui relie les parties intérieure et extérieure. La partie annulaire intérieure 24 est conçue pour p'adapter étroitement autour de la jambe de broche 22 entre le collier 23 et la tête 14 et présente une face cylindrique radialement intérieure 27 dont le rayon est tel qu'il faut l'emmancher à force sur la partie moletée 20 de la jambe. la partie intérieure fait saillie des deux côtés au-delà de l'épaisseur de la parte extérieure 25 et présente de faces d'extrémité plates 30.Sa section transversale est à peu près carrée, mais sa partie 28 qui est radlalement la plus extérieure présente deux faces tronconiques 29 et 29 qui sont inclinées à partir du plan médian B-B du joint vers les faces d'extrémité 30, 30. Au sommet, point de rencontre de leur convergence, la partie 28 se raccorde solidairement au rayon intérieur de la partie intermédiaire 26 qui a la forme d'une ame annulaire mince dont l'étendue radiale est approximativement égale à celle de la partie intérieure 24. A sa circonférence extérieure la partie intermédiaire 26 se raccorde solidairement avec la partie extérieure 25 qui est constituée par un bourrelet intermédiaire à section transversale circulaire, de diamètre égal à deux. ou à trois fois l'épaisseur 26. On voit que le joint 15 a non seulement une symétrie de rotation autour de l'axe A-A, mais aussi une symétrie bilatérale par rapport au plan central ou médian B-B qui est perpendiculaire à l'axe A-A.Ceci permet l'assemblage du joint aussi bien dans un sens que dans l'autre sur la broche 22 tout en produisant la même combinaison finale. La figure 4 montre le joint 15'tel qu'il est assemblé sur la broche 22. Ainsi qu'il a été mentionné auparavant, la partie intérieure 24 est assemblée à force sur la partie 20 de la broche 22. la partie 24 est prise en sandwich de façon qu'une face 30 soit en contact avec une extrémité du collier 23 et l'autre face 30, en contact avec le dessous ou face opposée 31 de la tête de broche 14. Les dimensions du joint 15 sont choisies en rapport avec les dimensions de la broche de façon que le diamètre externe du collier 23 soit intermédiaire entre les diamètres intérieur et extérieur de la face tronconique 29; en d'autres termes, le diamètre externe du manchon arrive en un point intermédiaire sur le biseautage de la partie 28. Egalement, la partie extérieure 26 est positionnée à peu près au milieu entre la périphérie extérieure du collier 23 et la périphérie~extérieure de la tête 14, c'est-à-dire dans le sens radial à l'intérieur de la tête, mais à l'extérieur du diamètre du trou le plus grand ou le plus mal conformé possible qu'on pratiquerait dans le panneau 17 et auquel on pourrait raison nablement s'attendre avec un foret prévu pour percer un trou à diamètre nominal requis pour dégager le diamètre maximal de la jambe sur la longueur du collier 23. Les figures 4, 5 et 6 montrent l'effet du joint 15 lorsque la broche est mise en place dans un trou 32 suffisamment trop grand pour laisser un intervalle annulaire 33 entre entre la paroi du trou et l'extérieur du collier 23. Ainsi qu'il a été mentionné auparavant, la broche est insérée dans le trou 32 jusqu'à ce que le joint 15 rencontre le châssis 17 ou, plus spécifiquement, jusqu'à ce que l'extrémité de la paroi du trou bute contre la face tronconique 29 la plus rapprochée de la partie annulaire 24. C'est la position représentée sur la figure 4. La broche est alors forcée de continuer à s'avancer dans le trou en appliquant des coups de marteau sur la tête 14. Ceci produit la déformation du joint 15 entrant dans le trou 32. La face effilée 29 située contre la pièce 17 est écrasée vers l'intérieur et reflue vers la tête de broche 14. Si l'intervalle 33 est suffisamment grand, la partie la plus intérieure, dans le sens radial, de l'amie de liaison annulaire 26 peut entrer dans cet intervalle. Mais, dans certains cas, comme on l'a représenté par exemple sur la figure 5, l'ame est cisaillée autour de sa périphérie intérieure et détachée de la partie intérieure 24 du joint et reste à l'extérieur de la face du châssis 17. La face 31 de la tête 14 se rapproche de la face du chassies jusqu'à ce que le bourrelet 25 empêche la continuation du mouvement.La partie intérieure déformée 24 du joint coince la broche dans le trou 32 de façon suffisamment sûre pour maintenir la broche en place lorsque le manchon 12, puis l'outil de traction (non représenté) sont appliqués à l'extré- mité de queue de la broche pour mettre la broche sous tension et la bloquer dans le manchon. Cette traction applique sur la tête 26 une force beaucoup plus grande que les coups de marteau sur la tête de broche et ainsi comprime et déforme le bourrelet 25 jusqu'à ce qu'il ait pratiquement la même épaisseur que l'âme 26. C'est la position représentée sur la figure 6. Bien que le bourrelet déformé 25 exerce une force appréciable pour tendre à déplacer la tête de broche 14 en l'écartant du châssis 17, l'engagement des arêtes 19 de la jambe à l'intérieur de la garniture 21 dans le manchon de blocage 12 surmonte cette force et empêche tout mouvement inverse de la broche. On obtient ainsi un joint étanche effectif, qui est maintenu serré entre la tête 14 de la broche et le châssis 17. On décrira maintenant, à titre d'exemple supplémen- taire, une forme modifiée du joint qui vient d'être décrit, destinée à être utilisé avec la même pièce de fixation par broche à tête qui vient d'être décrite. Ce joint modifié sera exposé avec référence à la figure 7, qui est une coupe axiale du joint et qui correspond à la figure 3. D'autres parties de la pièce de fixation décrite dans l'exemple précédent seront également mentionnées et il faudra en conséquence se référer aux figures appropriées. Le joint modifié de cet exemple est semblable à celui décrit dans exemple précédent et représenté en particulier sur la figure 3. La modification consiste en ce que la section transversale de la partie annulaire extérieure est alors rectangulaire avec des coins biseautés, au lieu d'être circulaire. Le joint 115 est une pièce moulée unitaire en élastomère à base de polyester qu'on trouve dans le commerce sous la désignation de HYTREL 5556. le joint est déformable et élastique et a une forme générale annulaire, c'est-à-dire qu'il possède une symétrie de rotation autour d'un axe A-A et une ouverture centrale. Il comprend une partie annulaire intérieure 124, une partie annulaire extérieure 125 et une partie annulaire intermédiaire 126 qui relie les parties intérieure et extérieure. La partie annulaire intérieure 124 est prévue pour s'adapter étroitement autour de la jambe de broche 22, entre le collier 23 et la tête 14, et comporte une face cylindrique 127, radialement intérieure, ayant un rayon tel-qu'il faut l'emmancher à force sur la partie moletée 20 de la jambe. La partie inte- rieure fait saillie des deux côtés au-delà de l'épaisseur de la partie extérieure 125 et comporte des faces d'extrémité plates 130. a section transversale est à peu près carrée, mais sa portion 128, qui est radialement extérieure, présente deux faces tronconiques 129, 129 inclinées vers les extrémités libres 130,130. Au sommet, point de rencontre de leur convergence, la partie 128 est raccordée solidairement au rayon intérieur de partie intermédiaire 126, qui a la forme d'une âme annulaire mince dont l'étendue radiale est approximativement égale à son épaisseur. A sa circonférence extérieure, la partie intermédiaire 126 se raccorde solidairement à la partie extériéure 125, qui est constituée par un bourrelet annulaire dont la section transversale est de forme générale rectangulaire. Elle présente une étendue radiale d'environ quatre à cinq fois son épaisseur, épaisseur qui est à peu près le double de l'épaisseur de 1Pâme 126. Les coins intérieurs et extérieurs de la section transversale rectangulaire sont biseautés comme il est représenté sur la figure 7.On voit que le joint 115 possède, non seulement une symétrie de rotation autour de l'axe A-A, mais aussi une symétrie bilatérale par rapport au plan central ou médian B-B qui est perpendiculaire à l'axe A-A. Ceci permet l'assemblage du joint aussi bien dans un sens que dans l'autre sur la broche 22 tout en produisant la même combinaison finale. Si l'on compare le joint du premier exemple représenté sur la figure 3 et le joint modifié de la figure 7, on voit que le diamètre global du joint modifié est un peu plus grand. Néanmoins, la différence principale quant au fonctionnement du joint modifié est que la plus grande quantité de matière de la partie extérieure élargie 125 fournit un joint meilleur et plus efficace quand la pièce de fixation est complètement mise en place. le matériau élastomère à base de polyester du joint modifié de la figure 7 est plus élastique (c'est-à-dire plus tendre) que le matériau à base de polypropylène du joint de la figure 3. La dimension relativement grande du joint de la figure 7 fait qu'en service il n'est pas déformé au-delà de sa limite élastique. A part la forme modifiée et le matériau différent du joint, la construction et le fonctionnement de la pièce de fixation qui le comporte restent inchangés. En conséquence, les parties afférentes des figures 1 à 6 et la description correspondante doivent être comprises comme s'appliquant à la pièce de fixation incorporant le joint modifié qui a été décrit ici avec référence à la figure 7. L'invention n'est pas limitée aux détails des exemples donnés plus haut. Par exemple, quand on utilise les pièces de fixation, l'âme 26 ou 126 peut être coupée incomplètement ou pas du tout, suivant les conditions réelles dans les pièces de fixation particulières installées. Le joint peut présenter d'autres conformations, et peut être fait en d'autres matériaux que ceux donnés dans les exemples précédents. Si la broche doit être insérée dans un trou qui présente un évasement ou un renfoncement, a partie la plus intérieure 24 ou 124 du joint n'a pas besoin alors de présenter des faces inclinées 29 ou 129. Néanmoins, comme il est meilleur marché et plus facile de forer un trou ordinaire (c'est-à-dire un perçage parallèle) sans évasement, il est préférable que le joint soit effilé comme il a été décrit dans les exemples précédents. REVESDICADIONS 1. Joint élastique pour assurer l'étanchéité entre l'extrémité de tête d'une pièce de fixation par broche à tête et une pièce à fixer présentant une ouverture dans laquelle la broche doit être mise en place, joint qui comprend une partie annulaire extérieure pour assurer ltétanchéité entre la tête de broche et ladite pièce autour de l'ouverture, caractérisé en ce que le joint comprend en outre une partie annulaire intérieure qui s'adapte autour de la broche contre la tête, cette partie annulaire intérieure faisant saillie au-delà de l'épaisseur de la partie annulaire extérieure dans une direction qui lui est perpendiculaire pour fournir un engagement à coincement entre la broche et la paroi de l'ouverture lorsque la broche est insérée dans l'ouverture de manière à retenir initialement la broche dans ltouverture; en ce que la partie annulaire intérieure fait saillie des deux-côtés de la partie annulaire extérieure, de sorte que le joint est pratiquement symétrique, ce qui fait que le joint peut être assemblé sur la broche aussi bien dans un sens que dans l'autre; et en ce que la partie annulaire extérieure est reliée à la partie annulaire intérieure par une partie plus mince ou plus faible, qui permet, lorsque la tête de broche est tirée vers ladite pièce, que la partie annulaire extérieure reste autour de l'ouverture comme indiqué, tandis que la partie annulaire intérieure entre complètement à lsintérieur de l'ouverture. 2. Joint flexible selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que, pour assurer le coincement de la partie annulaire intérieure dans une ouverture qui a un diamètre uniforme et qui est non évasée, la partie annulaire intérieure est effilée des deux côtés.