Brevet FR2415740A1 — publié le 19790824

La présente invention, concernant un outillage de fixation, est plus spécifiquement relative à un élément de fixation et à un procédé et à un appareil pour la mise en place de celui-ci. L'élément de fixation selon l'invention est prévu en particulier, bien que non exclusivement, pour être utilisé pour attacher ensemble des plaques ou feuilles pourvues de trous, par exemple des lames de bois, pour construire des bottes, caisses ou cageots. Conformément à la présente invention on réalise un Elément de fixation qui comprend un corps tubulaire et un mandrin, ledit corps comportant une partie cylindrique allongue et à une extrémité de ladite partie cylindrique une tête plus large, l'autre extrémité de la partie cylindrique cotant appelée par la suite extrémité de queue, et un alésage traversant la tête et la partie cylindrique, le mandrin comportant une tige cylindrique qui présente une plus grande longueur que celle du corps tubulaire et une tête de plus grand diamètre que l'alésage du corps à une extrémité de la tige, le mandrin étant retenu dans le corps avec la tête du mandrin jouxtant la tête du corps et la tige traversant l'alésage du corps, une portion de la tige du mandrin qui est éloignée de sa tête faisant saillie hors de l'extrémité de queue de l'alésage. L'alésage du corps peut avoir un diamètre constant sur toute la longueur du corps. La tige du mandrin peut être constituée avec un col de rupture. Le col de rupture peut être écarté de la tête du mandrin, d'une distance sensiblement inférieure à la longueur du corps. Le corps peut être fait en métal se laissant facilement couper, tel que l'aluminium ou un alliage d'aluminium. Suivant un autre aspect de l'invention on fournit un procédé pour attacher ensemble des plaques ou autres constituants analogues, pourvus de trous, qui constituent une pièce de travail, au moyen d'un élément de fixation tel que défini ci-dessus, ce procédé comprenant l'insertion de la portion en saillie de la tige du mandrin et de la partie cylindrique du corps dans des trous en regard des constituants de la pièce de travail, de sorte que la tête du corps s'appli que contre une face de la pièce de travail, et qu'une portion d'extrémité de queue de la partie cylindrique du corps et la portion en saillie de la tige du mandrin fassent saillie au delà d'une face opposée de la pièce de travail, une traction sur la tige du mandrin de façon que la tête du mandrin s'ap- plique contre la tête du corps et supporte le corps alors que sa tête est en contact avec la face correspondante de la pièce ce de travail et, le corps étant supporté de cette façon, le fendage dans le sens longitudinal de la portion en saillie de la partie de corps tubulaire pour former une multiplicité de languettes de forme allongée et la courbure des languettes dans le sens radial en s'écartant de la tige et de façon qu' au moins les extrémités libres des languettes entrent en con- tact avec ladite face opposée de la pièce de travail. Les languettes peuvent être courbées de façon que leurs extrémités libres pénètrent dans la pièce de travail en des emplacements écartés radialement de la partie cylindrique du corps. Les languettes peuvent être courbées de manière qu' une part importante de leur longueur soit en contact avec la face de la pièce de travail. La tige du mandrin peut être étirée jusqu'à sa rupture. Selon un autre aspect encore de l'invention on fournit un appareil pour mettre en place un élément de fixation du genre défini, cet appareil comprenant une enclume, laquelle inclut une face annulaire, et une matrice annulaire qui fait saillie vers l'avant par rapport à la face de l'enclume, une ouverture axiale étant prévue au travers de l'enclume pour recevoir la portion saillante d'une tige de mandrin, l'extré- mité avant de la matrice possédant une multiplicité de bords radiaux coupants et des faces de guidage inclinées vers l'ex- térieur et vers l'arrière, des moyens pour saisir la tige du mandrin en un emplacement situé à 11 arrière de la face de l'enclume, les moyens de saisie et l'enclume étant déplaçables l'un par rapport à l'autre, ce qui fait que 1'enclume peut être mue vers l'avant par rapport aux moyens de saisie et à une tige de mandrin ainsi saisie, et que les bords radiaux coupants de la matrice peuvent être amenés à pratiquer des coupures longitudinales radiales dans la partie de corps cylindrique de l'élément de fixation, les segments découpés dans la partie de corps cylindrique vers l'extérieur,venant en contact avec la face annulaire et étant courbés au moyen des faces de guidage, en pouvant être engagés à force dans la pièce de travail, dans la direction de la tête du corps. La matrice peut être constituée avec une multiplicité de biseaux inclinés vers l'arrière et vers l'extérieur qui servent de faces de guidage lors de l'emploi de l'outil et les bords de coupe peuvent être prévus le long des lignes de rencontre des biseaux voisins. Les biseaux peuvent avoir une forme plane. Les biseaux peuvent se courber autour d'un axe tangent b l'axe de l'ouverture axiale de l'enclume et qui en est écarté. de de L'extrémité avant/la matrice peut posséder trois bords coupants. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif des modes de réalisation de l'invention avec référence aux dessins schématiques ci-annexés, sur lesquels: La figure 1 est une élévation, partiellement en coupe, de deux plaques trouées qui constituent à elles deux une pibce de travail et d'un élément de fixation selon l'invention, qui est placé dans la pièce de travail avant mise en place de cet élément de fixation; la figure 2, une élévation, partiellement en coupe, d'une partie d'un appareil selon l'invention pour mettre en place un élément de fixation; la figure 3, une vue en plan correspondant à la figure 2; la figure 4, une élévation, partiellement en coupe, d'une partie classique de l'appareil selon l'invention;; les figures 5 à 7 sont des élévations d'un élément de fixation et d'un fragment d'outil pour mettre en place l'élément de fixation dans une pièce de travail, qui illustrent des stades successifs de l'installation de l'élément de fixation; les figures 8 et 9, respectivement une élévation et une vue en plan du dessous de l'élément de fixation complètement installé et la figure 10, une élévation coupe suivant la ligne A - A de la figure 9. Si l'on se reporte à la figure 1, on y voit une pièce de travail 12, qui comprend deux plaques trouées 14 et 16 à attacher ensemble. Les pièces 14 et 16 sont des feuilles de contre-plaqué disposées face contre face, leurs trous étant alignés, et on a représenté un élément de fixation 20 selon l'invention qui passe au travers de ces trous, prêt à attacher ensemble les plaques 14 et 16. L'élément de fixation 20 est constitué par un corps tubulaire 22 et un mandrin 24. Le corps 22 comporte une partie cylindrique 26 de forme allongée, une ttte 28 radialement plus large à une extrémité de la partie 26 et un alésage 30 traversant axialement la tête 28 et toute la longueur de la partie 26. Dans ce mode de réalisation, le diamètre de l'alé- sage 30 est constant sur toute sa longueur. Le mandrin 24 comprend une tige cylindrique 32 dont le diamètre est pratiquement constant sur toute sa longueur et une tête de mandrin 34, radialement plus large à une extrémité de la tige. La tige du mandrin est enfoncée à force dans l'alésage 30 du corps et le mandrin et le corps sont assemblés de façon que la tête de mandrin 34 s'applique contre la tête 28 du corps et que la tige 32 passe au travers de l'alésage 30 et fasse saillie hors de l'extrémité 36 du corps qui est opposée à la tête 28 (extrémité de queue du corps). La tige du mandrin présente, assez près de la tête du mandrin, un col de rupture 38 de façon que, l'élément de fixation étant en place pour l'assemblage, le col de rupture se trouve en un emplacement écarté des deux extrémités de la partie cylindrique du corps, mais plutôt plus rapproché de son extrémité de tête. Le diamètre de la tête 34 du mandrin est supérieur à celui de l'alésage 30 et pratiquement égal au diamètre externe de la partie cylindrique du corps. La tête 34 présente une surface supérieure 40 pratiquement hémisphérique et une surface de dessous 42 plane et annulaire, qui s'applique contre une région annulaire de la surface supérieure de la tête 28 du corps. La tête 28 présente une surface supérieure de forme générale ronde, sauf la région couverte par la tête du mandrin, qui est aplatie et comporte une surface de dessous annulaire 46 qui est bombée. Le mandrin 24 est en acier ou carbone et a subi un traitement thermique de manière à pouvoir se rompre à l'endroit du col de rupture lorsqu'il est soumis à un effort de traction dépassant une valeur prédéterminée. Le corps 22 est fait en alliage d'aluminium et de magnésium, qui est déformable, mais pas aussi facilement que l'aluminium pur. Quand on met l'élément de fixation en place dans une pièce de travail, cet élément de fixation est disposé en fendant ou en découpant l'extrémité de queue de la partie cylindrique dans le sens longitudinal pour former deux ou plusieurs languettes de forme allongée, lesquelles représentent, en section transversale, des segments de la partie tubulaire et ces languettes sont courbées vers l'extérieur pour venir au contact des constituants de la piece de travail qui doivent être fixés ensemble, de sorte que ceux-ci sont saisis entre la tête 28 dudit corps et les languettes. On décrira ici par la suite les détails du procédé pour la mise en place de l'élément de fixation, et en premier lieu appareil, ayant la forme d'un outil, servant à mettre l'élément de fixation en place. L'outil comprend une enclume 50 (qu'on voit à beaucoup plus grande échelle sur les figures 2 et 3), laquelle s'adapte, quand on utilise l'outil, de manière détachable à un corps d'outil classique 52 (qu'on voit sur la figure 4, l'enclume étant enlevée). L'enclume 50 comprend un bossage annulaire 54 et une matrice coupante annulaire 56. Le bossage 54 comporte trois parties solidaires et de forme générale cylindrique et coaxiale, à savoir une partie centrale 58 possédant un filetage externe 60 qui permet de fixer l'enclume au corps d'outil, une partie 62 d'étalement des mâchoires, dont le diamètre externe est inférieur à la partie centrale 58 prolongeant l'extrémité arrière de la partie centrale et qui va en s'effilant fortement à son extrémité arrière pour fournir un coin 64, et un rebord 66 de plus grand diamètre que la partie centrale 58, contigu à l'extrémité avant de cette dernière et présentant, à son extrémité avant, une face annulaire 68 en cuvette concave.Un alésage 70, dans lequel s'adapte, avec jeu, la tige cylindrique de mandrin 32 d'un élément de fixa tion 20, traverse axialement le bossage et s'agrandit à son extrémité avant, laquelle débouche dans la face annulaire 68, pour recevoir la matrice de coupe annulaire 56 et pour fournir un gradin 72 contre lequel s'appuie la matrice de coupe. La matrice de coupe 56 est fixée dans la partie agrandie de l'alésage 70 et comporte un alésage 74 ayant le même diamètre que la partie non agrandie de l'alésage 70 et en formant la continuation vers l'avant. La matrice de coupe 56 a une forme générale extérieurement cylindrique et fait saillie vers l'avant, par rapport à la face annulaire 68, mais sa partie en saillie est conformée, à son extrémité avant, avec trois biseaux symétriques 76, inclinés vers l'arrière et vers l'extérieur, qui coupent l'alésage 74 et forment trois bords coupants 78, uniformément écartés et dirigés radialement suivant des lignes sur lesquelles se rencontrent les biseaux voisins, les bords de coupe partant vers l'extérieur et vers l'arrière à partir de l'alésage 74 en étant également espacés à la périphérie de l'alésage. Bien que chacun des biseaux 76 puisse être plan, on préfère, dans ce mode de réalisation, donner à chaque biseau une incurvation cylindrique autour d'un axe parallèle à une tangente à l'alésage 74 et qui en serait écarté vers l'extérieur. La face en cuvette annulaire 68 du rebord rencontre chaque biseau en faisant un angle obtus important avec une tangente à la courbe de chaque biseau à sa partie la plus en arrière. Dans ce mode de réalisation cet angle est de 1500. On notera que les biseaux ne doivent pas se prolonger vers l'arrière, derrière la surface de la face 68, bien qu'ils puissent se terminer à très faible distance en avant de la face 68. Le corps d'outil 52 est classique et décrit plus en détail dans le brevet anglais antérieur nO 1.004.361 de la Demanderesse. Le corps d'outil 52 comprend principalement une enveloppe 80, cylindrique dans l'ensemble, qui présente à son extrémité avant une ouverture filetée 82 dans laquelle se visse l'enclume 50, de sorte que la partie 62 d'étalement des mâchoires fait saillie à l'intérieur de ltenveloppe,une poignée fixe 84 et, à l'intérieur de l'enveloppe, un organe à va-et-vient dans le sens longitudinal pour saisir et tirer la tige cylindrique d'un mandrin comportant des mâchoires de saisie dégageables 86 et un levier d'actionnement 88,grâce auquel les mâchoires 86 peuvent être déplacées entre une position avant extrême dans laquelle les mâchoires sont ouvertes, en passant par une position située en arrière de la position avant extrême, dans laquelle les mâchoires se ferment pour saisir la tige cylindrique de mandrin qui peut être insérie entre les mâchoires, et une position arrière alors que la tige cylindrique du mandrin est encore saisie de sorte que cette tige peut être tirée vers l'arrière par rapport i l'enclume. On exposera maintenant la mise en place d'un élément de fixation selon l'invention en utilisant l'outil dé cris. Initialement la partie en saillie de la tige de mandrin 32 et la partie cylindrique 26 du corps de l'élément de fixation sont insérées dans des trous alignés des constituants 14 et 16 de la pièce de travail, de sorte que la tête 28 du corps s'applique contre un côté de la pièce de travail et que la tige 32 et la partie d'extrémité de queue de la partie de corps 26 font saillie au delà du côté opposé de la pièce de travail. L'outil de l'invention est alors actionné pour amener les mâchoires de saisie à leur position avant extrême et l'outil est engagé avec l'élément de fixation en faisant passer la partie en saillie de tige 32 au travers de ltenclume 50, en place entre les mâchoires de saisie. L'outil est ensuite actionné au moyen de la poignée 84 et du levier d'actionnement 88 pour amener progressivement les mâchoires 86 vers l'arrière. Ceci produit le déplacement de l'enclume 50 en la rapprochant relativement des têtes 28 et 34 de l'élément de fixation et, comme on le voit sur la figure 5, amène les bords coupants 78 de 1'enclume à s'approcher de 1ex- trémité de queue 36 de la partie 26 du corps de l'élément de fixation. La continuation du fonctionnement de l'outil dans le sens exposé amène les trois bords coupants de lten- clume à couper progressivement la pièce tubulaire 26 dans le sens longitudinal comme on voit sur la figure 6, en partageant la tige en trois segments ayant la forme de languettes longitudinales 90 dont deux d'entre elles seulement sont visibles sur la figure 6. A mesure que la matrice de coupe se déplace progressivement vers la tête du corps de l'élément de fixation,les trois languettes 90 sont forcées de glisser sur les trois biseaux 76 dont les surface constituent des faces de guidage des languettes et, à cause de l'inclinaison vers l'arrière et vers l'extérieur des faces de guidage ou biseaux, les languettes sont amenées à se courber et sont guidées avec retournement vers ltextérieur comme on voit également sur la figure 6. Finalement les extrémités de queue des languettes viennent en contact avec la face annulaire 68 du rebord d'enclume qui fait, par suite de sa forme en cuvette concave, un angle légèrement inférieur-à 90" avec l'axe de l'outil et de l'élément de fixation et qui tend à retourner les extrémités libres des languettes en les ramenant vers la pièce de travail pour qu'elles y mordent comme on peut voir en 92 sur la figure 7. La face d'enclume se met ensuite à aplatir progressivement les languettes contre la face voisine de la pièce de travail et peut augmenter leur pénétration dans ladite pièce. Finalement l'effort de traction dans la tige du mandrin s'élève jusqu t à la valeur pour laquelle le col de rupture du tronc se brise.Par conséquent la tige cylindrique du mandrin se casse et la plus grande partie de celleci se détache avec l'outil de l'élément de fixation pour être mise au rebut, tandis que la tête de mandrin et un court tronçon de tige de la tête au col de rupture, restent en place pour boucher l'alésage du corps de l'élément de fixation comme on le voit sur les figures 8 et 10. On comprendra que la tête du mandrin fournit un support de réaction pour le corps tubulaire s'opposant à l'action de coupe et de compression de l'enclume et peut être fermement incorporée dans la tête du corps. La compression du corps, entre la tête du mandrin et l'enclume, non seulement assure que les constituants de la pièce de travail soient fortement comprimés entre la tête 28 du corps d'un côté et les languettes aplaties 90 de l'autre côté, mais aide également à réduire toute saillie des languettes audessus de la surface de la pièce de travail. On comprendra que le degré de pénétration des lan guettes 90 dépendra largement de la dureté ou de la possibilité de pénétration du matériau de la pièce de travail.Ainsi, quand on se sert de pièces de travail en bois tendre,par exemple pour confectionner des cageots d'emballage commerciaux, on peut réaliser une profonde pénétration des languettes 90 et en conséquence les languettes acquièrent un profil abaissé vers la face de la pièce de travail, comme on voit sur les figures 8 et 10. Mais quand les pièces de travail sont en matériau plus dur tel que du bois dur ou un métal, les languettes peuvent ne pénétrer que peu ou pas du tout,mais dans de tels cas l'effet d'aplatissement par compression de la face annulaire de l'enclume sur les languettes recourbées assure néanmoins quelles prennent un profil en faible saillie dans l'assemblage final. Dans l'exemple précédent, l'enclume a été représentée, équipée de trois bords coupants et faces de guidage, de sorte que la partie cylindrique de corps de l'élément de fixation est fendue par découpe en trois languettes. Néanmoins, on comprendra que la matrice de coupe de l'enclume pourrait être pourvue de deux bords de coupe seulement, de façon à ne former que deux languettes, ou bien elle pourrait être pourvue de quatre ou même de plus de quatre bords de coupe, de sorte qu'on formera quatre languettes ou davantage. Bien que ce ne soit pas essentiel, il est toujours préférable de disposer les bords de coupe symétriquement autour de l'axe de l'enclume et d'avoir une disposition symétrique des faces de guidage, de façon que les languettes soient disposées symétriquement autour de l'axe de l'élément de fixation. Néanmoins on a constaté qu'en prévoyant trois bords de coupe sur l'enclume et par conséquent la formation de trois languettes symétriques sur l'élément de fixation, on obtient la sécurité optimale pour la fixation et que l'éventualité d'un éclatement de la pièce de travail est réduite en comparaison des modes de réalisation dans lesquels les languettes sont disposées plus ou moins diamétralement en regard les unes par rapport aux autres. La disposition préférée pour les languettes est clairement représentée sur la figure 9. REVENDICATIONS 1. Elément de fixation comprenant un corps tubulaire et un mandrin, le corps incluant une partie cylindrique de forme allon gée et une tete plus large à une extrémité de cette partie cylindrique, dont l'autre extrémité est appelée par la suite extrémité de queue, et un alésage traversant la tête et la partie cylindrique du corps, le mandrin possédant une tige cylindrique de plus grande longueur que le corps tubulaire et une tête de plus grand diamètre que l'alésage du corps à une extrémité de la tige, le mandrin étant retenu dans le corps alors que la fige passe au travers de l'alésage du corps, ledit élément de fixation étant caractérisé en ce qu'une portion de la tige du mandrin qui est éloignée de sa tette fait saillie à partir de l'extrémité de queue de l'alésage du corps et que la tête du mandrin est disposée contre la tête du corps. 2. Elément de fixation selon revendication l , caractérisé en ce que l'alésage du corps a un diamètre constant sur toute la longueur du corps. 3. Elément de fixation selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la tige du mandrin est conformée avec un col de rupture. 4. Elément de fixation selon revendication 4, caractérisé en ce que le col de rupture est écarté de la texte du mandrin d'une distance qui est sensiblement inférieure à la longueur du corps. 5. Elément de fixation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps est formé d'un métal qui se laisse couper facilement. 6. Elément de fixation selon l'une des revendIcations précédentes, caractérisé en ce que la tête du mandrin est disposée pour s'appliquer contre l'extrémité de tête du corps. 7. Procédé pour fixer ensemble des pièces trouées constituant une pièce de travail au moyen d'un élément de fixation tel que revendiqué dans l'une des revendications précédentes, ce procédé comprenant l'insertion de la portion en saillie de la tige du mandrin et de la partie cylindrique du corps dans des trous en regard ménagés dans les pièces formant la pièce de travail, de sorte que la tete du corps s'applique contre une face de la pièce de travail et qu'une portion d'extrémité de queue de la tige et la portion en saillie de la tige du mandrin font saillie au delà d'une face opposée de la pièce de travail une traction sur la tige du mandrin de manière que la tête de mandrin s'applique contre le corps au voisinage de l'extrémité de tQte dn corps et supporte le corps alors que sa tête est en contact avec la face correspondante de la pièce de travail et, le corps étant ainsi supporté, le fendage suivant le sens longitudinal de la portion en saillie de la partie de corps tubulaire pour former une multiplicité de languettes de forme allongée et la courbure des languettes radialement vers l'ex térieur à partir de la tige et de façon qu'au moins les extrémités libres des languettes entrent en contact avec ladite face opposée de la pièce de travail. 8. Procédé selon revendication 7, caractérisé en ce que les languettes sont courbées de manière que leurs extrémités libres pénètrent dans la pièce de travail en des emplacements écartés radialement de la partie cylindrique du corps 9. Procédé selon revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les languettes sont courbées de manière qu'une partie importante de leur longueur soit en contact avec la face de la pièce de travail. 10. Procédé selon l'une des revendications 7, 8 ou 9, caractérisé en ce que la tige de mandrin est étirée jusqu'à ce qu'elle se rompe. 11. Appareil pour la mise en place d'un élément de fixation selon l'une des revendications 1 à 6, cet appareil comprenant une enclume qui présente une faceannulaire et une ouverture axiale traversant l'enclume pour recevoir la portion en saillie d'une tige de mandrin d'un élément de fixation et des moyens pour saisir le tronc de mandrin en un emplacement situé à l'arrière de la face de l'enclume, les moyens de saisie et l'enclume étant déplaçables l'un par rapport à l'autre, ce qui fait que l'enclume peut astre déplacée vers 11 avant par rapport aux moyens de saisie et à une tige de mandrin ainsi saisie, ledit appareil étant caractérisé en ce que l'enclume comporte une matrice annulaire entourant l'ouverture et faisant saillie en avant de la face d'enclume, l'extrémité avant de la matrice comportant une multiplicité de bords coupants radiaux et des faces de guidage inclinées vers l'extérieur et vers l'arrière en direction de la face annulaire. 12. Appareil selon revendication 11, caractérisé en ce que la Matrice est formée avec une multiplicité de biseaux incliné s vers l'arrière et vers l'extérieur, qui fonctionnent comme des faces de guidage lorsque l'appareil est en service. 13. Appareil selon revendication 12, caractérisé en ce que les bords coupants sont prévus le long de lignes de rencontre des biseaux adjacents. 14. Appareil selon revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que les biseaux ont une forme plane. 15. Appareil selon revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que les biseaux s'incurvent autour d'un axe tangent à l'axe de l'ouverture axiale de l'enclume et qui en est espacé. 16. Appareil selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que l'extrémité avant de la matrice présente trois bords coupants.