Brevet FR2439326A1 — publié le 19800516

La presente invention concerne un ensemble de clou et de rondelle en matière plastique servant à fixer des tôles et appelle à etre mis en place au moyen d'un dispositif de pose, notamment d'un dispositif de pose à explosion, ledit clou comportant une tige cylindrique et une tête, ainsi que deux rondelles espacées disposées sur la tige, dont l'une est formée d'un matériau métallique, cependant que l'autre rondelle est formée d'une matière plastique, notamment d'une matière plastique cassante, ces deux rondelles présentant des diamètres sensiblement égaux, de manière à pouvoir coopérer avec ledit dispositif de pose. La demande de brevet en Allemagne Fédérale divulguee sous le No. 1 625 316 décrit un ensemble de clou et de rondelle de ce genre. La présente invention a pour but de perfectionner l'ensemble connu par le document précité. L'ensemble de clou et de rondelle connu oblige à prendre des mesures spéciales afin de maintenir efficacement le clou en position, après son introduction dans l'organe de guidage d'un dispositif de pose, pour que le clou ne puisse pas s'échapper intempestivement de l'embouchuredudit dispositif. A cette fin, on a déjà proposé de disposer, dans le dispositif de pose, un aimant permanent, appelé a maintenir le clou en position. Toutefois, cette solution est relativement onéreuse. Par ailleurs, dans cet agencement connu, il existe un risque de déformation plastique de la rondelle metallique soumise directement à l'action du piston de poussée du dispositif de pose, lorsque l'énergie appliquée pour la mise en place du clou est trop élevee; la couche superficielle de protection de la rondelle contre la corros-ion, constituée par exemple par une couche de zinc, est alors détériorée et devient, de ce fait, inopérante. De plus, une rondelle déformée de manière irrégulière a une influence défavorable sur les caractéristiques esthétiques de la liaison finie réalisée à l'aide d'un clou connu du genreconsidéré ici. L'ensemble connu présente, en outre, un inconvénient supplémentaire en ce que l'utilisateur ne peut être assuré de ce que, le cas échéant, l'énergie de poussée appliquee pour la mise en place du clou soit annulée dans une mesure suffisante, et que, de plus, les fragments de la rondelle en matière plastique tombent de manière sensiblement automatique, après la mise en place du clou. La présente invention a donc pour but, plus particulierement, de créer un ensemble de clou et de rondelle du genre décrit ci-dessus, qui soit guide efficacement dans l'organe du dispositif de pose et maintenu passagèrement en position dans celui-ci, cet ensemble devant être agencé de façon telle que l'endroit d'implantation du clou soit recouvert seulement par une rondelle métallique, toute détérioration de la surface de la rondelle étant évitée, même lorsque le dispositif de pose fonctionne avec un fort excédant d'énergie lors de la mise en place du clou, cependant que la rondelle en matière plastique doit étre éliminée de manière sensiblement automatique, sans qu'il en subsiste des résidus ou fragments. Le problème particulier que l'invention se propose de résoudre réside dans le fait que le seul choix de l'épaisseur de la rondelle permet, il est vrai, de proposer une solution partielle, mais que cette solution partielle implique des inconvénients à coté des avantages acquis. L'ensemble de clou et de rondelle en matière plastique, qui fait l'objet de la présente invention, et qui permet de resoudre les problèmes ci-dessus, est remarquable en ce que: - la rondelle en matière plastique est plus proche de la tête du clou que la rondelle métallique;; - ladite rondelle en matière plastique comporte au moins trois parties dont une est constituee par une douille en forme de moyeu déplaçable contre une force de frottement le long de la tige du clou, une autre desdites parties étant constituée par une partie de rupture prolongeant radialement ladite douille et solidaire de celle-ci, et un corps annulaire prolongeant radia lement ladite partie de rupture et présentant une épaisseur relativement importante, cette rondelle en matière plastique comportant également une lèvre de frottement faisant saillie radialement en dépassant légèrement la dimension nominale;; - lesdites rondelles metallique et en matière plastique sont agencees de façon telle que, lors d'un déplacement prédéterminé de la rondelle en matière plastique, pendant la mise en place du clou, la douille vienne se placer d'abord également contre certaines parties de la rondelle métallique, ladite douille n'entrant en contact proprement dit avec la rondelle metallique qu'après ruptureaumoins partielle de ladite partie de rupture; et - la tige du clou présente, à proximité de sa tête, un diamètre croissant. Grâce à cet agencement de la rondelle en matière plastique, cette dernière ne peut être coincée, ni entièrement, ni partiellement, entre la tle de montage et la rondelle métallique. Par ailleurs, la rondelle en matière plastique selon l'invention protège la surface de la rondelle métallique contre toute détérioration provoquée par le piston de poussée du dispositif de pose. La subdivision de la rondelle en matière plastique en plusieurs parties juxtaposées radialement permet d'obtenir plusieurs avantages liés entre eux. On peut noter, en premier lieu, que l'agencement défini ci-dessus permet de réaliser des économies de matière. Toutefois, il est encore plus important de noter que la douille précitee assure un guidage efficace de la rondelle en matière plastique sur la tige du clou, qu'on obtient une rupture dans des conditions voulues de la rondelle pendant le processus de mise en place, qu'on dispose d'une quantité suffisante de matière pour absorber l'énergie excédentaire de mise en place du clou, cette matière étant constituée notamment par le corps annulaire, et que le clou est maintenu passagèrement de manière parfaitement efficace, dans l'organe de guidage du dispositif de pose, par frottement entre la lèvre de frottement et la paroi de l'organe de guidage du dispositif de pose, ou par frottement entre la douille et la tige du clou. En ce qui concerne la rupture de la partie de rupture précitée, le déroulement dans le temps du contact des différentes zones de la rondelle en ma tière plastique avec la rondelle metallique est d'une importance primordiale. Grâce au diamètre croissant de la tige du clou, en direction de la tête, la douille formant moyeu éclate, cependant que le corps annulaire éclate sous l'action du piston de poussée. L'ensemble de clou et de rondelle une fois mis en place, il est facile d'écarter la rondelle en matière plastique qui a été détruite. Dans un mode de réalisation de l'invention, la rondelle metallique présente une forme sensiblement plane, cependant que la. douille formant moyeu de la rondelle en matière plastique fait saillie par rapport aux autres parties de cette rondelle. La combinaison de caractéristiques selon l'invention permet d'obtenir avantageusement une annulation efficace de l'énergie, une rupture, en temps voulu, de la partie de rupture de la rondelle en matière plastique, et une destruction efficace de cette dernière. Dans un mode de réalisation avantageux, la rondelle métallique présente une partie saillante dans sa zone faisant face à la partie formant moyeu de la rondelle en matière plastique, cependant que cette dernière présente des zones situées sensiblement dans des plans communs respectifs. Les différentes particularités de l'ensemble selon l'invention, telles que définies dans le présent mémoire et dans les revendications annexées, peuvent être combinées. Lorsque la rondelle en matière plastique presente des zones situées dans des plans communs respectifs, la partie de rupture peut former une liaison entre les bords inférieurs ou supérieurs respectifs de la douille et du corps annulaire, ou elle peut former une liaison dans une zone quelconque située entre ces positions extrêmes. On peut définir des surfaces de guidage particulièrement grandes pour le clou en prévoyant sur la rondelle en matière plastique, une lèvre de frottement, qui est ouverte en direction de la pointe du clou et qui est écartée vers l'extérieur de manière à former un petit angle avec l'axe médian du clou. Grâce à cet agencement, il est pratiquement exclu que le clou prenne une position oblique dans l'organe de guidage du dispositif de pose. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, la rondelle mé- tallique présente un profil ondulé, la crête de l'ondulation qui est située à proximité de la tige du clou correspondant alors avec la douille en forme de moyeu, cependant que le creux de l'ondulation est appelé à recevoir une partie du corps annulaire. La crête de l'ondulation à proximité de la tige du clou provoque de manière avantageuse une rupture rapide de la partie de rupture, cependant que le creux d'ondulation adjacent empêche le materiau du corps annulaire, qui sert à annuler l'énergie, de s'écouler vers l'extérieur et de devenir, de ce fait, inoperant. Dans une variante très avantageuse, le creux d'ondulation est suivi, en direction radiale vers l'extérieur, d'une autre crête d'ondulation dont la pente coopère avec un bord oblique correspondant du corps annulaire lors d'un déplacement axial relatif de ces deux éléments. Cet agencement permet d'améliorer davantage les conditions de destruction du corps annulaire qui ne subit alors pas seulement des forces de pression agissant à partir du haut mais, également, des efforts de pression ou de compression dirigés radialement vers l'intérieur. On obtient ainsi une rupture totale dumatériau cassant de la rondelle en matière plastique. Dans une autre avariante avantageuse, la rondelle en matière plastique est constituée par un disque à segments en forme d'étoile et comporte une douille fermée sensiblement annulaire. Cet agencement permet de réaliser une certaine economie de matériau sans entrainer pour autant une diminution de l'efficacité de l'ensemble selon l'invention. Lorsque le clou ne comporte pas de zone de tige à diamètre croissant en direction de la tète du clou, l'invention prévoit avantageusement une rondelle en matière plastique constituée par une bague (ou anneau) associée à une douille formée de plusieurs segments séparés par des évidements axiaux. Dans cette variante, les différents segments formant la douille sont séparés les uns des autres lors de la rupture de la partie de rupture, et les fragments de la rondelle en matière plastique peuvent facilement etre éliminés après la mise en place du clou. Dans une autre variante, la douille précitée présente une forme d'etoile. Dans un mode de réalisation avantageux, la tige du clou presente un profil qui s'élargit légèrement en direction de la tete, pour définir un contour en arc de cercle qui prend naissance en direction tangentielle, à la tige, et se termine du côté de la tête en formant avec l'axe médian du clou un angle d'environ 15 à 35 , de préférence 20 à 30". La rondelle peut etre formée de tôle d'acier zinguée, d'une maniere connue en soi. Le piston de poussée du dispositif de pose doit comporter une cavité de guidage pour la tête du clou, et cette cavité doit présenter un fond sur lequel la tête peut prendre appui; le bord saillant du piston de poussée doit présenter sensiblement la même largeur que celle du corps annulaire précité, et les zones terminales libres de ce bord saillant doivent être biseautées pour etre sensiblement adaptées à la pente de la rainure annulaire. D'autres buts et avantages de la presente invention apparaltront à la lecture de la description suivante et des figures jointes, données à titre illustratif mais non limitatif. La Figure 1 montre, en élévation, un clou avec des rondelles représentées en coupe. Les Figures 2 à 4 montrent le clou dans différentes positions successives, pendant le processus de pose ou de mise en place. La Figure 5 montre la rondelle en matière plastique, vue en plan. La Figure 6 est une vue analogue à celle de la Figure 1 et represente une variante de l'ensemble selon l'invention. Le clou d'acier 1 comporte une tige cylindrique et une tête 2 dont le bord est incliné de manière à pouvoir recevoir un capuchon en matière plastique. La zone de transition entre la tige et la tête 2 présente un contour en arc de cercle. Une rondelle percée 3 en métal, notamment en tôle d'acier zinguée, et une rondelle percée 4 en matière plastique, par exemple en polystyrol, sont placées sur la tige du clou et y sont maintenues en place par frottement. La rondelle 4 en matière plastique, qui est la plus proche de la tête 2, comprend quatre parties, à savoir- de l'intérieur vers l'extérieur- une douille formant moyeu 5, une partie de rupture 6 en forme de membrane, un corps annulaire 7 et une levre de frottement et de guidage 8. Cette derniere sert a guider et centrer l'ensemble de clou et rondelle dans l'organe de guidage d'un dispositif de pose associé, et à maintenir ledit ensemble en place avant sa pose. Dans le mode de réalisation représente, la nervure de guidage 8 s'étend à partir du bord du corps annulaire 7 qui est opposé à la pointe du clou, et elle s'écarte légèrement vers le bas en formant un petit angle avec l'axe median du clou 1, de manière à définir un évidement ouvert annulaire de profil sensiblement trapézoidal avec le corps annulaire 7. Sa largeur est sensiblement égale à celle du corps annulaire 7. La rondelle métallique 3 présente un profil ondulé, la crête d'ondulation 9, proche du clou 1, cooperant d'abord avec la douille 5 formant moyeu lorsque les rondelles 3, 4 sont déplacées l'une vers l'autre pendant la mise en place du clou 1, et c'est seulement ensuite que le creux d'ondulation 10 adjacent coopère avec le corps annulaire 7, ce creux d'ondulation et ce corps annulaire ne correspondant llun à l'autre qu'après la rupture de la partie de rupture 6. Le creux d'ondulation 10 est suivi, en direction radiale vers l'extérieur, d'une autre crête d'ondulation 11 dont la hauteur est inférieure à celle de la crête 9 et dont la pente coopère avec un bord biseaute correspondant du corps annulaire 7, de façon telle que le corps annulaire 7 soit deforme radialement vers l'intérieur et se casse. Dans la zone de la douille 5, la rondelle 4 comporte des évidements radiaux 12 qui facilitent la rupture de la douille 5 lorsque le clou est déplacé axialement et que la partie élargie à profil circulaire de ce clou pénètre dans la rondelle 4. L'ensemble de clou et de rondelle decrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante: Afin d'assurer un guidage optimum du clou 1 en direction axiale, il est recommandé de placer les rondelles 3, 4 sur la tige du clou de manière telle qu'elles soient écartées l'une de l'autre d'une distance maximum. La rondelle avant, c'est-à-dire la rondelle la plus proche de la pointe du clou (rondelle métallique profilee 3) subsiste comme partie intégrante de l'ensemble de fixation, après la mise en place du clou; par contre, la rondelle arrière 2 en matière plastique relativement cassante, placée à proximité de la tête 2 du clou, est appelée à se détacher du clou 1, de préférence sans fragments résiduels, après la mise en place de ce clou. On insère le clou 1 pourvu des rondelles 3, 4 dans l'alésage sensiblement cylindrique de l'organe de guidage d'un dispositif de pose, et il y est maintenu dans la position voulue par la lèvre de guidage 8 dont le diamètre est légèrement plus grand que celui de l'alésage précité. Lors de la pose du clou 1, le piston de poussée S du dispositif de pose vient coiffer axialement sur une certaine distance la tête 2 du clou et enfonce ce clou, sous l'action de l'énergie cinétique développée par un explosif ou analogue, le clou traversant alors une pièce de tôle à fixer 13 et venant se planter dans la couche de fond 14. Lorsque la profondeur de pénétration du clou 1 (qui peut aussi etre remplacé par un boulon) atteint une certaine valeur, la rondelle en tôle 3 s'appuie par son bord inférieur plan du creux d'ondulation 10 sur la tôle 13 qu'on désire fixer (Figure 2) et reste dans cette position. Lorsque le clou 1 pénètre plus profondément, la douille de la rondelle 14 en matière plastique est pressée contre la partie de la crête d'ondulation 9, qui fait saillie en direction de la rondelle 4 en matière plastique et qui entoure la tige du clou; pendant ce temps, le clou 1 et le piston de poussée S poursuivent leur déplacement jusqu'à ce que le piston S coiffant la tête 2 du clou vienne toucher, par son bord inférieur R, la face supérieure du corps annulaire 7 pour déplacer celui-ci en direction de la rondelle metallique 3. Pendant cette phase d'opération, le corps annulaire 7 et la douille 5 sont deplacés axialement l'un par rapport à l'autre et, en raison de la faible élasticité de lamatière plastique choisie, il y a rupture par cisaillement de la partie de rupture 6 (Figure 3). En même temps, la douille 5 est expansée par la partie élargie a profil en arc de cercle de la tige du clou, de sorte que cette douille subit egalement des ruptures aux endroits pourvus des évidements précités.Par ailleurs, le corps annulaire 7 est pressé, en même temps, dans la rainure annulaire (creux d'ondulation 10) prevue à la face supérieure de la rondelle métallique 3, si bien que la rondelle métallique 3 et la tôle 13 placée au-dessous d'selle sont -fermement pressées contre la couche de support 14. A condition que l'énergie de poussée, ou de mise en place du clou, soit choisie judicieusement, la pose est maintenant terminée et une fixation efficace de la tôle 14 est assurée. On peut retirer le dispositif de pose, après quoi les fragments séparés de la rondelle en matière plastique peuvent facilement être enleves de la tête saillante 2 du clou ou boulon. Ainsi qu'il a été indiqué ci-dessus, le retrait de la douille de guidage 5 est considérablement facilité par le fait que cette douille se brise en plusieurs segments, grâce aux évidements 12, après la séparation du corps annulaire 7, ces segments etant poussés vers l'extérieur par la partie à profil en arc de cercle de la tige, qui s'élargit en direction de la tête 2 du clou. L'énergie cinétique du pi ston de poussée S peut ne pas être entièrement consommée pendant la phase opération décrite ci-dessus; dans ce cas, l'énergie excedentaire tend à poursuivre le mouvement de mise en place du clou, de sorte que le corps annulaire 7 subit une déformation plastique plus ou moins prononcee qui peut conduire à la destruction totale dudit corps annulaire. Le volume effectif du corps annulaire 7 est choisi tel que la surface de la rondelle métallique et l'ensemble de la liaison ou fixation réalisée ne subissent aucune détérioration, même en cas d'excédent d'énergie très important. Dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 6, la rondelle métallique est plane et comporte un bord relevé 11. La douille 5 de la rondelle en matière plastique 4 est agencee de façon telle qu'elle fasse saillie en direction de la rondelle métallique 3, afin d'assurer une rupture rapide de la partie de rupture 6. Par ailleurs, le mode opératoire décrit ci-dessus en référence aux Figures 1 à 5 s'applique également au mode de réalisation selon la Figure 6. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Ensemble de clou et de rondelle en matière plastique pour fixer une tôle à l'aide d'un dispositif de pose à explosion ou analogue, associé audit ensemble dans lequel le clou comporte une tige cylindrique et une tête, cependant que deux rondelles espacées sont disposees sur la tige, l'une desdites rondelles etant en matière métallique et l'autre rondelle en matière plastique sensiblement cassante, ces deux rondelles presentant des diamètres sensiblement égaux adaptés à l'organe de guidage du dispositif de pose, ensemble caractérise en ce que:: - ladite rondelle en matière plastique est plus proche de la tête du clou que la rondelle métallique; - ladite rondelle en matière plastique comporte trois parties, à savoir une douille formant moyeu déplaçable à frottement sur la tige du clou, une partie de rupture prolongeant radialement ladite douille et présentant la forme d'une membrane, et un corps annulaire s'étendant radialement à partir de ladite partie de rupture et présentant une épaisseur relativement grande, ainsi qu uns sèvre de frottement aux dimensions légèrement supérieures à la cote nominale;; - ladite rondelle en matière plastique et ladite rondelle metallique sont agencées de façon telle que, lors d'un déplacement sur une distance prédé terminée de la rondelle en matière plastique, pendant la mise en place dudit ensemble, ladite douille vienne d'abord en contact avec des parties de la rondelle métallique, et que le corps annulaire ne vienne toucher la rondelle métallique qu'après rupture au moins partielle de ladite partie de rupture; et - la tige dudit clou présente un diamètre qui s'accroit en direction de ladite tête, à proximité de cette dernière. 2.- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rondelle métallique présente une configuration plane, et en ce que la douille formant moyeu de la rondelle en matière plastique presente des parties qui font saillie en direction de la rondelle métallique, par rapport aux parties restantes de ladite rondelle en matière plastique. 3.- Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la rondelle métallique présente une partie saillante disposée en face de la douille précitée et s'étendant en direction de cette dernière, cependant que la rondelle en matière plastique présente des parties definissant des plans communs respectifs. 4.- Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la lèvre de frottement faisant fonction de guidage, qui est prevue sur la rondelle en matière plastique, est ouverte en direction de la pointe du clou et s'étend à partir du bord du corps annulaire qui est opposé à ladite pointe, cette lèvre étant légèrement évasée vers l'extérieur de manière à former un petit angle avec l'axe médian du clou. 5.- Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la rondelle metallique présente un profil ondulé, la crête d'ondulation adjacente à la tige du clou correspondant à ladite douille formant moyeu, cependant que le creux d'ondulation adjacent est appelé à recevoir une partie du corps annulaire. 6.- Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit creux d'ondulation est suivi, en direction radiale vers I'extérieur, d'une autre crête d'ondulation dont la pente coopère avec le bord biseauté correspondant du corps annulaire de manière à provoquer une déformation radiale des éléments intéresses. 7.- Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite rondelle en matière plastique comprend un disque segmenté en forme d'etoile et une partie formant douille qui présente une configuration sensiblement annulaire. 8.- Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite rondelle en matière plastique est constituée essentiellement par un anneau ferme et une douille subdivisée par une pluralité d'évidements axiaux. 9.- Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que la douille présente une configuration d'étoile. 10.- Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la tige dudit clou presente un profil légèrement elargi en arc de cercle, en direction de la tête du clou, l'arc de cercle prenant naissance à la tige du clou et se terminant, du côté de la tête du clou, en formant un angle de 150 à 35 , de préférence 20 à 30 , avec l'axe médian du clou. 11.- Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la rondelle métallique est formée de tole d'acier zinguée. 12.- Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ledit dispositif de pose associé comporte un piston de poussée pourvu d'une cavité appelée à recevoir la tête dudit clou et présentant un fond sur lequel ladite tête est appelée à prendre appui, cependant que le bord saillant dudit piston présente sensiblement la même largeur que celle du corps annulaire précite, les zones terminales libres de ce bord saillant étant biseautées de manière à correspondre sensiblement à la conformation des bords inclinés du creux d'ondulation.