Brevet FR2458704A1 — publié le 19810102

-1 - L'invention concerne un rivet à poser par un seul côté pour différentes épaisseurs de pièces à ser- rer, comportant une tete de pose et une tige présentant à une certaine distance de son extrémité libre un sec- teur à épaisseur de paroi rétrécie, comportant égale- ment une broche de traction munie d'une tête présentant une face inférieure qui, lorsqu'elle est au contact de l'extrémité libre de la tige, repose sur cette extrémi- té au moins par sa bordure extérieure et dont le plus grand diamètre correspond pratiquement eu diamètre ex- térieur de la tige. Un rivet à pomer par un seul côté de cette catégorie est non seulement utilisable pour les épais- seurs de pièces à serrer correspondant normalement à sa longueur de tige, mais aussi pour des épaisseurs plus petites. La tête de la broche de traction refoule la tige lors du rivetage, la partie de tige à épaisseur de paroi rétrécie faisant saillie des nièces à assem- bler s'élargissant et formant un bourrelet en forme de collet entre la surface du matériau et la seconde tête du rivet (rivure). Des rivets de ce type économisent, du fait de leur large domaine d'emploi, la construction, l'achat et la tenue en stocks d'un grand assortiment de tailles de rivets conçu pour toutes les épaisseurs de pièces à serrer pouvant se présenter. Le risque de con- fusion de tailles est, par ailleurs, considérablement diminué. Un rivet à poser par un seul côté de cette catégorie, connu par son utilisation pu-lioue antérieu- re, est en aluminium. Sa tige présente, à peu près à mi-longueur, une zone de diamètre extérieur réduit, et par conséquent une épaisseur de paroi réduite. Lors de sa fabrication, la tire du rivet est serrée dans se zone médiane entre des mors. Le matériau du rivet (de l'alu- minium) est refoulé de part et d'autre des mors dans -2- les zones de la tige non soumises au serrage. Ce rivet connu est d'une fabrication onéreuse et, surtout, la déformation précitée ne s'obtient qu'avec des rivets en aluminium; elle n'est pas possible avec des rivets en acier. On connait également un rivet à poser par un seul côté (DE-AS 1 099 276) qui présente des sec- teurs d'épaisseur de paroi différente. Dans la tige, de forme extérieure cylindrique, un perçage cylindri- que s'étend de la tête de pose jusqu'aux deux tiers environ de la longueur de la tige. Le reste du perçage de tige va se rétrécissant coniquement vers l'extrémité libre de la tige, l'épaisseur de la paroi croissant ainsi coniquement également dans ce secteur. La broche de traction de ce rivet présente une tête ronde dont le diamètre, mesuré sur sa face inférieure, se situe entre le diamètre de la tige et le plus petit diamètre de perçage du rivet. Le bord de la tête forme une arête circulaire tournée vers l'extrémité de la tige du rivet. La partie de la broche de traction faisant directement suite à la tète à la forme d'un cône allant s'élargis- sant à partir de la tète. Pour réaliser une liaison par rivetage, ce rivet connu est façonné en deux temps: au début de l'opération, la partie conique de la tige de la broche de traction se trouve en dehors du per- çage de la tige du rivet. Dès que l'extrémité épaisse de ce secteur a pénétré dans le perçag-e du rivet, cette partie conique élargit le secteur à perçage de tige conique du rivet en poussant vers l'extérieur, dans ce secteur, la paroi de la tige. Lorsque la tète de la broche de traction arrive au contact de la tige du ri- vet, celle-ci présente un perçage cylindrique continu de même diamètre et un secteur allant s'élargissant co- niquement extérieurement vers l'extrémité libre de la tige du rivet. Lors du second façonnage, la tête de la -3- broche de traction divise par son arête annulaire l'extrémité libre de la tige du rivet en une zone extérieure et une zone intérieure, la zone extérieure non recouverte par la tête de la broche de traction étant, la pénétration continuant, poussée vers l'ex- térieur pour former la rivure. La zone intérieure est poussée par la tête de la broche de traction dans l'espace creux existant entre le secteur conique de la tige de la broche de traction et le perçare de la tige du rivet. La zone extérieure de l'extrémité de la tige du rivet vient se disposer par fluage, lors de la pénétration de la broche de traction, autour de la tête de cette broche et l'enveloppe dans de larges propor- tions. Après rupture de la broche de traction en un point d'amorce de rupture situé près de l'extrémité à plus forte épaisseur du secteur de tige conique proche de la tête, une liaison par rivetage d'une bonne étan- chéité est réalisable, avec tête de broche de traction et tige de tête solidement fixées. Ce rivet connu n'a rien à voir avec la catégorie de rivets à laquelle appartient l'objet de l'invention, car il n'est pas prévu pour des épaisseurs d'assemblage à serrer varia- bles et présente une autre conformation de broche de traction. Le rapport entre le diamètre de la tête de broche de traction et le diamètre de la tige de rivet, est sur le rivet à poser par un seul côté connu, essen- tiel pour la solution du problème que ce rivet doit résoudre, solution obtenue par le façonnage, décrit ci-dessus, de la tige du rivet. Un effet de refoule- ment pouvant conduire, lorsque les épaisseurs de pièces à serrer sont faibles, à la formation du bourelet en forme de collet alors indispensable, ne peut etre obte- nu avec le rivet connu lors de l'opération de rivetage. On connaît par ailleurs un rivet à poser par un seul côté présentant des secteurs de différentes -4- épaisseurs de paroi (GB-PS 860 123); le perçage de tige présente à l'extrémité libre de la tige un sec- teur de diamètre réduit et la tige dans cette zone, un diamètre extérieur allant en augmentant conique- ment vers l'extrémité libre. Ce rivet est posé au moyen d'une broche de traction ne demeurant pas dans l'assemblage riveté. La broche de traction présente une tige à extrémité évasée coniquement. En traver- sant le perçage de la tige du rivet, l'extrémité coni- que de la broche de traction pousse vers l'extérieur toute la partie dépassante de la tige du rivet et l'amène, de par la forme extérieure conique de cette partie, au contact de serrage avec le matériau à assem- bler. Après introduction de la totalité de la broche, la liaison de rivetage présente un perçage Présentant le même diamètre intérieur sur toute sa longueur. Un effet de refoulement ne peut généralement être exercé par la broche avec cette construction. Une liaison par rivet creux n'est obtenue qu'avec une adaptation pré- cise de la longueur de la tige et de sa forme à l'é- paisseur de pièces à serrer prévue. Au cas o un rive- tage fermé est désiré, un tenon cylindrique doit être enfoncé à la main dans le rivet creux. Pour les rai- sons qui viennent d'être citées, ce rivet ne convient pas à des épaisseurs de pièces à serrer différentes. L'objet de l'invention est la création d'un rivet à poser par un seul côté de la catégorie citée au début, qui puisse être fabriqué simplement à partir du matériau désiré, l'acier en particulier, tout en pouvant néanmoins être utilisé pour une large gamme d'épaisseurs de pièces à serrer. L'invention résoud ce problème en prévoyant que le secteur à épaisseur de paroi rétrécie soit cons- titué par un élargissement en décrochement du diamètre du perçage longitudinal de la tige. -5- Lors de la pose du rivet conforme à l'inven- tion, la partie dépassant de la tige est façonnée par refoulement. La tête de broche de traction recouvrant la totalité de la partie terminale libre de la tige du rivet assure cette fonction qui, lorsque l'on utilise une épaisseur de serrage correspondant à la longueur de la tige, conduit à la formation de la rivure et, avec une épaisseur de serrage plus petite, à la forma- tion d'un bourrelet. Par rapport au rivet d'aluminium décrit au début, le rivet prévu par l'invention pré- sente comme avantage, à côté de la possibilité d'uti- liser comme matériau de fabrication le matériau que l'on désire et à côté d'une construction plus simple, celui d'un diamètre extérieur de tige demeurant le même sur toute la longueur de la tige. Sur les rivets utilisés pour les épaisseurs de pièces à serrer maxi- males, la tige demeure ainsi uniformément au contact de la paroi du perçage. Avec des épaisseurs de pièces à serrer moins importantes, le déplacement radial du matériau commence, lors du matage du rivet, dès le diamètre extérieur du rivet, alors qu'avec le rivet d'aluminium connu, la première partie du déplacement radial sert d'abord à atteindre le diamètre extérieur normal de la tige et, par conséquent, le diamètre du perçage du rivet. Le passage, par un décrochement, à un diamètre plus grand a pour conséquence que le maté- riau, dont la pénétration est plus rapide dans la zone du décrochement, exerce un effort de compression dirigée vers l'extérieur sur la partie de plus grand diamètre, déterminant ainsi la direction selon laquelle doit se former le renflement. Le processus de refoulement se poursuivant, la tête de la broche de traction pénètre alors progressivement entre les parois épanouies de la tige. Les rivets à différences de diamètre Se nerçage de tige oui ont été décrits plus haut et qui, lors du -6- rivetage, sont façonnés par élargissement du perçage, et non par refoulement, sont impropres à l'utilisation pour des épaisseurs de pièces à serrer qui varient; ils ne contribuent donc pas à résoudre les problèmes qui font l'objet de l'invention. Il est avantageux que le secteur de perçage à épaisseur de paroi réduite présente un diamètre de perçage dépassant quelque peu le diamètre de la bro- che de traction. Dans ce secteur peut pénétrer du maté- riau du rivet lorsque la tête de broche de traction avance dans la partie de tige refoulée. Sur une forme d'exécution, la face inférieure de la tête de broche de traction est plane; elle repo- se donc par toute sa surface sur l'extrémité de la tige du rivet. Sur une autre forme d'exécution, la face inférieure de la tête de broche de traction est biseau- tée et va en montant de son bord extérieur vers la tige de la broche de traction. Cette forme permet aussi à l'effet axial de refoulement prévu par l'invention d'agir. Les secteurs de perçage longitudinal s'éten- dant de part et d'autre du décrochement peuvent avoir une forme cylindrique, c'est-à-dire être, au-plan construction, réalisés par simple perçage. Sur une autre forme d'exécution de l'inven- tion le perçage longitudinal va en s'élargissant coni- quement du décrochage à l'ouverture prévue dans la tête de pose. Les épaisseurs de paroi sont donc d'autant plus minces que l'éraisseur des pièces à serrer est réduite; l'épaisseur de paroi la plus faible de la partie de tige dépassant de l'épaisseur de l'assemblage se trouve ainsi directement au-dessus de la portée du renflement à forme de collet qui se constitue. Cette disposition garantit la formation dans de bonnes condi- -7- tions d'un renflement, donc un recouvrement et un con- tact sûrs. Selon une autre forme d'exécution du rivet à poser par un seul côté prévu par l'invention, la broche de traction présente une tête ayant approximativement la forme d'une calotte hémisphérique dotée d'au moins trois méplats disposés chacun dans un plan incliné mon- tant vers l'intérieur. La tête de la broche de traction pénètre particulièrement bien, du fait de la présence des méplats, dans la tige de rivet en déformation et se trouve enserrée et maintenue dans de bonnes conditions par le matériau du rivet. L'invention prévoit d'autre part que les mé- plats s'étendent de façon telle jusqu'à la face infé- rieure de la tête que le pourtour de celle-ci présente une partie rectiligne dans la zone de chaque méplat. Vue en plan, la tête a donc, suivant le nombre de mé- plats, la conformation d'un triangle ou d'un carré, conformation qui favorise l'effet de serrage du maté- riau de la tige du rivet. Dans ce qui suit, sont décrits des exemrles d'exécution de l'invention illustrés par des figures. Celles-ci représentent: * Figure 1, en coupe, un rivet à poser par un seul côté conforme à l'inventionrivet équipé d'une broche de traction; Figure 2, en coupe également, une autre for- me de rivet conforme à l'invention, sans la broche de traction; 30. Figure 3, un assemblage riveté en coupe lon- gitudinale; Figure 4, un autre assemblage riveté en cou- pe longitudinale; Figure 5, une vue d'une broche de traction; 35. Figure 6, une vue de dessus de ln broche de traction. -8- Le rivet à poser sur un seul côté représenté sur la Figure 1 présente une tête de pose I en forme de calotte hémisphérique. Sur toute la longueur du ri- vet, s'étend un perçage longitudinal portant le repère global 3. Ce perçage se compose d'un secteur cylindri- que 3a d'un diamètre d1 et d'un secteur cylindrique 3b d'un diamètre d2, supérieur de quelques dixième de millimètres au diamètre d1. Le secteur 3a s'étend de l'extrémité de la tige 2 opposée à la tête jusqu'à mi- longueur environ de la tige, de longueur 1; le secteur 3b lui fait suite jusqu'à la surface de la tête de pose 1. La transition du secteur 3a au secteur 3b s'effectue brusquement avec constitution d'un décrochement 4. Le rivet représenté est en acier. Les. valeurs énumérées ci-dessous donnent une idée approximative des rapports dimensionnels: Longueur de tige l 12 mm Diamètre extérieur de tige D 4,75 mm Longueur du secteur 3a 11 6 mm Diamètre de perçage du secteur 3a d1 2,8 mm Diamètre de perçage du secteur 3b d2 3,5 mm Epaisseurs de pièces à serrer possibles s de I à 8 mm Dans le rivet à poser par un seul côté, est montée une broche désignée globalement par le repère 5. 7lle présente une tête 5a ayant approximativement la forme d'une calotte hémisphérique et dont la face infé- rieure est plane. Le diamètre de cette tête est appro- ximativement égal au diamètre extérieur D de la tige. La tige de la broche de traction présente un diamètre d3 qui ne se différencie du diamètre d1 du plus petit perçage de tige que pour que la broche de traction puisse s'introduire sans difficulté dans la tige du -9rivet. La tige 5b de la broche de traction présente une amorce de rupture 6. La Figure 2 montre en coupe longitudinale une autre forme d'exécution d'un rivet à poser d'un seul côté, rivet présentant une tête de pose 1t, une tige 2' et un perçage longitudinal 3'. Le perçage longitu- dinal 3' présente un secteur cylindrique 3a' s'éten- dant, avec un diamètre d1, de l'extrémité de tige oppo- sée à la tête jusqu'à mi-longueur environ de celle-ci. En ce point, se raccorde à ce secteur 3a' un secteur 3b' avec formation d'un décrochement 4'. Le secteur 3b', de diamètre initial d2, va en s'élargissant coni- quement du décrochement 4' vers la surface de la tête de pose 1' jusqu'à un diamètre d'ouverture d3. Le rivet de la Figure 2 est également en acier. Les Figures 3 et 4 montrent chacune en coupe longitudinale un assemblage riveté réalisé avec un rivet à poser par un seul côté conforme à celui de la Figure 1 (pour des épaisseurs différentes de pièces à serrer). La Figure 3 donne un exemple correspondant à une épaisseur de serrage réduite si, la Figure 4 un exemple correspondant à une épaisseur de serrage plus important s2. La formation de la rivure 7 s'effectue dans les deux cas avec utilisation de la broche de traction 5 dotée d'une tête 5a, la tige 5b se rompant à l'amorce de rupture 6. Sur un assemblage o l'épaisseur des pièces à serrer si est réduite, la tige du rivet conçu pour plusieurs épaisseurs et représenté sur la Figure 1 émer- ge plus du perçage destiné au passage du rivet qu'il n'est nécessaire pour former une rivure. Dès que le processus de refoulement consécutif à la traction exer- $ cée sur la broche 5 débute, la partie de tige corres- pondant au secteur -e perçage 3b' c'est-à-dire à l'é- paisseur de paroi la moins forte, s'écarte vers l'exté- -10- rieur. La rivure 7 se formant et la tête 5a de la bro- che de traction 5 s'enfonçant plus profondément dans le perçage serrent la partie de tige façonnée en bou- relet en forme de collet 8 contre la surface du matériau à riveter, assurant la fixation du rivet. La Figure 3 montre l'assemblage terminé, après rupture de la tige b de la broche de traction. Le "pliage" du matériau dans la zone du bourrelet 8 est indiqué par le repère 8a. La Figure 4 montre un assemblage riveté sur lequel l'épaisseur de serrage atteint la cote maximale S2 correspondant à la longueur de la tige 1. La partie de tige à épaisseur de paroi réduite, c'est-à-dire la totalité du secteur de perçage 3b à diamètre agrandi se situe à l'intérieur du trou de passage du rivet. Lors du rivetage, une rivure normale 71 s'est formée. Dans le cadre du jeu entre le diamètre de tige et le trou de passage du rivet, la partie de tige à épaisseur de paroi réduite s'est appliquée dans des conditions particulièrement bonnes contre la paroi du trou par un léger renflement. Les broches de traction 5 représentées sur les Figures 5 et 6 présentent chacune sur leur tête 5a trois méplats 10. Sur la broche de traction représentée sur la Figure 5, les méplats s'étendent au-dessus de la face inférieure de la tête 5a tournée vers la tige et montent vers l'intérieur. Sur la tête représentée en vue de dessus à la Figure 6, les méplats 10 s'étendent jusqu'à la face inférieure de la tête et se présentent sous la forme d'une surface circulaire dont un segment a été retranché, c'est-àdire que dans la zone de chaque méplat, le contour de la tête présente une partie recti- ligne. Lorsaue la tête de la broche de traction pénètre dans le trou de passage du rivet, les méplats permettent au matériau du rivet d'enserrer particulièrement bien l -11- tête dans leur secteur, et par conséquent d'assurer un maintien s r de celle-ci. L'invention ne se limite pas aux exemples d'exécution. Ainsi, le perçage longitudinal de la tige peut présenter trois secteurs de diamètresdifférents allant en augmentant vers la tête de pose. De plus, la transition peut être constituée non plus par un dé- crachement radial, mais par un court chanfrein. Sui- vant le matériau constituant le rivet creux, la longueur des secteurs du perçage peut varier. De plus. la tête de pose peut évidemment présenter suivant les besoins des formes différentes. Il en est de même pour la tête de la broche de traction. Sa surface de base peut ne pas être plane; elle peut etre profilée en chevron et orientée vers l'intérieur. Son bord extérieur peut, même sans méplats, ne former aucune surface circulaire, mais peut avoir, par exemple, une forme carrée. L'es- sentiel est que le plus grand diamètre du bord inférieur corresponde au diamètre extérieur de la tige du rivet, ceci pour que la tête de la broche de traction puisse, lors du rivetage, fournir un effort axial de refoule- ment. Au besoin, le diamètre extérieur de la tête de broche de traction peut être légèrement supérieur au diamètre extérieur de la tige du rivet. Il peut égale- ment être légèrement inférieur, REVENDICATIONS 1 - Rivet à poser par un seul côté pour différentes épaisseurs de vièces à serrer, compor- tant une tête de pose et une tige présentant à une certaine distance de son extrémité libre un secteur à é&aisseur de paroi rétrécie, comportant également une broche de traction munie d'une tête présentant une face inférieure qui, lorsqu'elle est au contact de l'ex- trémité libre de la tige, repose sur cette extrémité au moins par sa bordure extérieure et dont le plus grand diamètre correspond pratiquement au diamètre extérieur de la tige, caractérisé par le fait que le secteur (3b) à épaisseur de paroi rétrécie est constitué par un élargissement en décrochement du diamètre du perçage longitudinal (3) de la tige. 2 - Rivet à poser par un seul côté selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le secteur de perçage (3b) à épaisseur de paroi rétré- cie trésente un diamètre (d2) dépassant quelque peu celui de la broche de traction. 3 - Rivet à poser par un seul côté selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait nue la face inférieure de la tête de broche de traction (5a) est plane. 4 - Rivet à poser par un seul côté selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait nue la face inférieure de la tête de broche de traction (5a) présente un rrofil en biseau montant du bord extérieur vers la tige (5b) de la broche de traction. 5 - Rivet à poser Dar un seul côté selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le décrochement (4) engendrant l'élargis- sement du diamètre se situe à mi-longueur (1,) de la --3- tige et que le secteur (3b) à diamètre élargi s'étend Jusqu'à la surface de la tète de pose (1). 6 - Rivet à poser par un seul côté selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les secteurs (3a, 3b) du Derçage longitudinal (3) situés de part et d'autre du décrochement (4) ont une forme cylindrique. 7 - Rivet à poser par un seul côté selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait aue le oerçage longitudinal (3') s'élargit coniquement du décrochement (4') à l'ouverture de la tête de pose (1). 8 - Rivet à poser par un seul côté selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la tête (Sa) présente au moins trois mé- plats (10) inclinés et montant vers l'intérieur. 9 - Rivet à poser par un seul côté selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les méplats (10) s'étendent jusqu'à la face inférieure de la tête de façon telle que le contour (9) de celle- ci présente une partie rectiligne dans la zone de cha- que méplat.