Brevet FR2491562A1 — publié le 19820409

La présente invention se rapporte à un rivet en deux parties comportant un corps et un collier repoussé contre une région filetée dudit corps. Des rivets en deux parties de ce type sont connus. L'un de ces rivets connus est décrit dans le bre- vet des Etats-Unis d'Amérique n' 2 955 505, dans lequel un collier est repoussé contre une extrémité d'un corps. Ces extrémités présentent plusieurs crans annulaires dont les diamètres décroissent à partir d'une valeur maximale à l'extrémité du corps. Dans un autre type de rivet, décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 915 053, un collier est repoussé dans plusieurs gorges présentant différentes longueurs axiales mais des diamètres identiques. Le rivet du brevet cité en premier lieu exerce, lors de son montage, une force axiale identique à celle exercée par celui de la présente invention, par le fait que son collier entre également en contact pour la première fois avec le corps à proximité de son extrémité. Il en résulte l'apparition d'une force de tension dans ledit corps lorsque le collier est progressivement repousse contre ce dernier et pressé contre la pièce à fixer.; Cepen- dant, dans ledit brevet, il s'agit d'une mise en contact progressive de deux bagues. L'inconvénient réside dans le fait que la précontrainte ne se manifeste que dans le flux de la matière constituant la périphérie du collier qui est bloqué par à-coups dans les gorges. La présente inven- tion a donc pour objet de proposer un filetage hélicoïdal, auquel cas le contact du collier et dudit filetage est pro- gressif et continu, d'o il résulte que l'avantage mécanique du plan incliné du à l'angle d'inclinaison consécutif à la configuration hélicoïdale du filet est utilisé pour assu- rer une précontrainte uniforme sur cette région de l'organe de fixation, ainsi que sur l'ensemble de l'assemblage. Le brevet cité en second lieu décrit simple- ment des moyens-permettant de transmettre les contraintes à la base du filet et il ne mentionne pas la génération d'une force de tension à l'intérieur du corps. En outre, les deux brevets mentionnés ci- avant proposent l'utilisation de crans annulaires ne permettant pas le démontage du collier en exerçant un couple suffisant. En revanche, le rivet selon la présente invention est un organe de verrouillage et ce verrouillage peut être supprimé en appliquant un couple suffisant, ce qui permet un démontage et un remplacement rapides. Selon les caractéristiques essentielles de l'invention, le rivet comprend successivement, dans le sens de son axe, un corps axial doté d'une tête et d'une tige, ainsi qu'un filetage. Ladite tige est cylindrique et son diamètre est celui du corps. Ledit filetage est hélicoïdal et présente un pas sensiblement constant, mais un diamètre principal qui décroît à partir d'une valeur maximale à proximité de son extrémité la plus éloignée du corps. Le collier annulaire est destiné à être repoussé contre le filetage. Sa paroi comporte une face interne et une face externe, et il présente des première et seconde extrémités. La face interne de sa paroi délimite un passage le traver- sant de l'une à l'autre de ses extrémités et destiné à loger au moins une partie du filetage; dans ce cas, lorsque la tige est placée dans un trou ménagé dans une pièce à fixer, au moins une région du filetage faisant saillie de la surface de ladite pièce, le collier peut être enfilé sur ledit filetage. Ensuite, une fois que la tige est maintenue pour l'empêcher de ressortir du trou, -une force, présentant à la fois des composantes axiales et radiales, est exercée sur le collier pour le repousser. De ce fait, une extrémité dudit collier est bloquée contre la surface de la pièce et la face interne de sa paroi est repoussée contre le filetage, à partir du plus grand diamètre de ce dernier et progressi- vement sans interruption sur sa longueur. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, une gorge périphérique est creusée dans la face externe de la paroi du collier, à une certaine distance axiale des deux extrémités de ce collier. D'autres variantes de configuration du collier, préférées de l'invention, consistent, en fonction des matériaux dont il est réalisé, à lui donner une forme externe de section décroissante ou à doter chacune de ses extrémités d'une forme sensiblement tronconique. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à. titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une vue en élévation de la forme de réalisation préférée de l'invention; la figure 2 est une coupe transversale par la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue en élévation d'une configuration possible du collier destiné à coopérer avec le corps illustré sur la figure 1; la figure 4 est une vue par la, droite du collier de la figure 3; la figure 5 est une vue en élévation d'une au- tre configuration dudit collier; la figure 6 est une vue par la droite du col- lier de la figure 5; la figure 7 illustre le corps de la figure 1 équipé d'une queue de tirage; les figures 8, 9 et.10 sont respectivement des coupe et demi-coupes longitudinales illustrant diverses étapes du montage du rivet; la figure 11 est une demi-coupe longitudinale illustrant une autre forme de réalisation du collier des- tiné à coopérer avec le corps de la figure 1 * - la figure 12 est une deriicoupe axiale montrant une variante de configuration du filetage conformément à l'invention la figure 13 est une coupe longitudinale d'une autre conformation utile du collier selon l'invention; la figure 14 est -une vue en plan par la ligne 14-14 de la figure 13; la figure 15 est une vue en élévation illustrant une autre configuration utile du collier selon l'invention; la figure 16 est une vue en plan par la ligne 16-16 de la figure 15; la figure 17 est une vue en élévation d'une autre configuration utile dudit collier; et la figure 18 est une vue en plan par la ligne 18-18 de la figure 17.- 1.0 La figure 1 illustre un corps 20 dont l'axe porte la référence 21 et comportant une tête 22 et, à partir de cette dernière, une tige 23 et un filetage 24. La tige est cylindrique et son diamètre porte la référence 25. Les dimensions radiales de la tête sont supérieures à celles de ladite tige. Le filetage est relié à la tige dans une région 26 de plus petit diamètre de cette dernière. Il s'agit d'un filet hélicoidal, présentant de préférence un flanc incliné 27 orienté en direction de la tête, bien qu'il puisse être équarri ou présenter une autre forme si on le désire. Le pas 28 de ce filet est constant sur toute la longueur du filetage. Son diamètre principal 29 varie d'environ 0,6 mm par unité de 2,5 cm, comme le montre un angle 30. Ce diamètre principal présente une valeur maxi- male au voisinage d'une face extrême 31 située le plus loin de la tête. La figure 3 illustre la forme de réalisation préférée d'un collier 35 destiné à coopérer avec le corps , La paroi de ce collier comporte une face interne 36 et une face externe 37, et il comporte des première et seconde extrémités, 38 et 39, respectiyement. La face interne 36 de sa paroi délimite un passage 40 qui le traverse d'une extrémité à.l'autre, Une gorge périphérique 41, entourant le collier7 est-ménagée dans la face externe de sa paroi et située à une certaine distance de ses deux extréLités. L'axe du collier porte la référence 42. La figure 5 représente une autre forme de réalisation du collier 45. Sa paroi comporte une face in- terne 46 et une face externe 47, et ses première et seconde extrémités sont référencées par 48 et 49, respectivement. La face interne 46 délimite un passage 50 traversant le collier d'une extrémité à l'autre. Dans les deux formes de réalisation des figures 3 et 5, les faces externes des parois du collier sont cylindriques, mise à part la présence de la gorge 41 sur la figure 3. Les extrémités des colliers sont, de préférence, perpendiculaires aux axes 42 et 51 de ces derniers. La figure 7 illustre une variante de configu- ration d'un corps 55. Ce dernier présente une tête 56, une tigé cylindrique 57 et un filetage 58, tous identiques à leurs homologues du corps 20, Ce corps 55 comporte en plus une queue de tirage 59 munie d'une tête 60 au moyen de laquelle une traction axiale peut être exercée sur l'extré- mité filetée de la tige, ce qui facilite la pose. Lorsque cette dernière est achevée, la queue de tirage est cisaillée, ou bien arrachée par traction à la fin du cycle de pose, ou bien enlevée d'une autre manière. La figure 11 illustre en coupe une autre confi- guration d'un collier 65, dont la paroi comporte une face interne 66 et une face externe 67, et qui présente des première et seconde extrémités 68 et 69, respectivement. La face interne 66 délimite un passage 70 traversant le col- lier de l'une à l'autre de ses extrémités. Ces dernières sont concentriques autour d'un axe 71. A la différence des formes de réalisation des figures 3 et 5, un taraudage 72 est ménagé dans la face interne de la paroi. Ce taraudage présente un diamètre constant 73 qui vient en prise avec la crête du filet du filetage 24 sans serrer, comme on le voit sur la figure 11. Un jeu 74 d'importance croissante est ménagé entre le taraudage et l'alésage dans le sens axial, dans le but qui va à présent être décrit. Sur la figure 12, un filetage 100, utilisé dans la présente invention, est d'une autre configuration. Il peut remplacer directement le filetage 24 du corps 20. Ce filetage présente également un pas constant 101, mais, au lieu de présenter un filet uniforme et un diamètre secon- daire croissant, il présente un filet classique, un diamètre secondaire uniforme 102 et un pas uniforme. Cependant, ces crêtes sont meulées selon une ligne oblique, donnant ainsi naissance à un diamètre principal 103 dont la valeur est maximale à l'extrémité libre et décroît au fur et à mesure qu'il se rapproche du corps. Il en résulte un méplat 104 de largeur croissante au fur et à mesure qu'il se rapproche dudit corps. L'inclinaison est d'environ 0,6 mm par unité de 2,5 cm, comme sur la figure 1. Sur la figure 13, un collier 110 comporte un passage taraudé 111 et une périphérie 1.12 de section décrois- sante. Cette configuration a, entre autres, pour effet d'entraîner un repoussage de la matière excédentaire dans les creux du filetage de diamètre décroissant. Le cas échéant, cette conicité peut s'étendre sur une partie des deux extrémités, auquel cas le collier n'est plus un organe ne pouvant s'adapter que d'un côté. Sur la figure 15, un collier 120 est identique au collier 110, mais il présente en plus quatre évidements 121 destinés à recevoir une clé. Lorsque le collier doit être dévissé, ces évidements permettent commodément d'enga- ger une clé. La figure 17 illustre une autre configuration d'un collier 130, fondamentalement identique au collier 65 de la figure 11. Ce collier peut également présenter la gorge périphérique du collier de la figure 3. Sa périphérie est essentiellement cylindrique au lieu d'être conique. Son passage interne est taraudé et des évidements 131 sont ménagés pour permettre l'engagement d'une clé lorsqu'il Convient de dévisser le collier. En général, les colliers seront taraudés lorsqu'ils seront réalisés en des matériaux relativement durs tels que l'acier. Des filets se forment dans les matériaux plus tendres, tels que les alliages d'aluminium, lorsque ces derniers sont repoussés contre le filetage du corps. De ce fait, des évidements destinés à loger des clés peuvent être avantageusement ménagés, même lorsque le passage n'est pas taraudé. Par exemple, en observant les figures 15 et 17, si le matériau constituant le collier io flue facilement pour constituer un filet et qu'un dévis- sage ultérieur est souhaité, les évidements permettant l'engagement d'une clé peuvent être ménagés dans ces colliers, mais leurs passages ne seront pas taraudés ini- tialement. L'ajustage de ces organes de fixation est illustré sur la figure 8, o un outil 75 est utilisé à cet effet. Cet outil 75 est un outil de repoussage destiné à exercer une force axiale lorsque lui est imposée une force indiquée par des flèches 76. Une force opposée est figurée par une flèche 77. Cette force antagoniste pourrait être exercée au moyen d'une contre-bouterolle ou un organe de serrage, ou bien par traction sur une queue de tirage. Cet outil peut agit par percussion ou être poussé par un outil hydraulique, en s'opposant ainsi à la traction exercée sur la queue de tirage. Les procédés d'ajustage de ces types sont bien connus et ne seront pas décrits davan- tage dans le présent mémoire. L'outil comporte un corps tubulaire 79. La face interne 80 de sa paroi délimite un passage 81. A l'ouverture de ce passage, se trouve une extrémité d'ajustage 82. La face interne de la paroi présente une surface déflec- trice 83 de forme circulaire dont le diamètre décroît au fur et à mesure qu'elle s'éloigne de l'extrémité d'ajustage. La face interne présente également, de préférence, une région cylindrique 84 qui "frotte" le long du collier lorsqu'il est formé. Comme le met davantage en évidence la figure 8, le corps 20 est introduit dans des trous alignés 85 et 86 de deux pièces contiguës 87 et 88 devant être assemblées à l'aide du rivet. La tête de ce corps est appliquée contre une face d'une pièce et la tige permet n'importe quel type d'ajustage souhaité dans les trous. Au moins une partie du filetage 24 fait saillie au-delà de la surface 89 d'une pièce. Le collier utilisé (le collier 35 dans l'exemple illustré) est enfilé sur la partie saillante filetée. Il s'établit un ajustement relativement serré ou un jeu très minime entre la face interne de sa paroi et les crêtes des filets. Ensuite, lorsque les forces d'ajustage sont exercées, le matériau constituant le collier est repoussé vers l'inté- rieur pour venir en contact avec le filetage, et tout d'abord avec ses crêtes. Comme on le voit sur la figure 9, ce repoussage est continu au fur et à mesure que l'outil est déplacé le long de la périphérie du collier. La gorge 41, lorsqu'il y en a une, contribue quelque peu à constituer un espace dans lequel vient se loger l'onde de matière qui précède l'outil de pose. Sur la figure 9, le matériau constituant la paroi du collier pénètre continûment et progresivvement dans le filet au fur et à mesure du déplacement longitudinal de l'outil. Sur la figure 10, l'outil a achevé son déplace- ment et il est arrêté par une surface 89.Dans certains cas, cet outil pourrait être arrêté par une bague ou une protu- bérance constituée par la matière déplacée dont est fait le collier. De préférence, mais pas nécessairement, la matière constituant la face interne de la paroi s'engage dans tous les creux du filet et elle peut les emplir complètement ou nonf en fonction des rapports volumétriques utilisés. La caractéristique essentielle de la présente invention réside dans le fait que cette pénétration aura eu lieu d'une manière continue et progressive le long du filet hélicoïdal, à la différence du riyet décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2 955 505 précité, dans lequel des bagues viennent progressivement au contact les unes des autres. La forme de réalisation du collier décrite ci-avant se prête particulièrement à l'utilisation de colliers relativement tendres, par exemple lorsque ceux illustrés sur les figures 3 et 5 consistent en un alliage d'aluminium. Toutefois, lorsqu'on désire réaliser le collier en un matériau plus résistant tel que l'acier, alors il convient d'utiliser un collier du type de celui portant la référence 65, qui est initialement taraudé et vient étroi- tement au contact des crêtes du filetage 24. Un outilde repoussage modifié d'une manière appropriée peut alors être déplacé en longeant la périphérie du collier en déviant simplement la quantité relativement faible de matière nécessaire pour remplir l'espace 74, et il n'est plus nécessaire que cette matière flue considérablement pour former un filet pénétrant dans le filetage du corps. Cela réduit les forces nécessaires à l'ajustement d'un collier en acier résistant, tel que le collier 65. Une fois ajusté, le collier est bloqué sur le corps. De par la configuration inverse à effet de blocage du filetage, c'est-à-dire à cause du fait que son diamètre croit au fur et à mesure qu'il s'éloigne de la tige, ce collier ne peut plus être dévissé sans une déviation impor- tante de la matière. Toutefois, un avantage de la présente invention réside dans le fait que le collier peut être dévissé, encore que cela nécessite l'utilisation d'une clé très puissante, telle qu'une clé à percussion, et ce démontage soulève de très grandes difficultés. Il peut néanmoins être réalisé, ce qui n'eat pas le cas dans le brevet des EtatsUnis d'Amirique nY 2 955 505 précité. De préférence, on ne réutilisera pas un organe de fixation qui a été démonté de cette manière. Les évidements illustrés sur les figures 15 et 17 facilitent le démontage. Au lieu de ces évidements, on peut prévoir des oreilles ou autres configurations, mais les évidements illustrés sont très simples à réaliser et donnent satisfaction. Un autre avantage de la présente invention réside dans le fait que l'outil d'ajustage exerce une force de compression sur le filetage lors de la pose du rivet. Cette force comporte cependant aussi une composante axiale 93, due en partie à la réaction opposant la première extrémité du collier et là surface 89 de l'une des pièces à assembler. De plus, cette composante est augmentée lorsque le filetage présente des flancs inclinés. Cette réaction est connue et décrite dans le brevet susmentionné. Ce qui distingue en premier lieu ce brevet de la présente demande est le fait que, dans la présente invention, le contact s'établit d'une manière continue et progressive le long d'un filetage hélicoïdal au lieu de s'établir par étapes dans plusieurs épaulements, ce qui constitue un avantage mécanique au niveau de la précontrainte. De plus, le rivet selon l'invention peut être dévissé en appliquant une force suffisante, supprimant ainsi l'effet de verrouil- lage. Les dimensions du rivet selon l'invention peuvent être aisément choisies par l'homme de l'art, sans devoir procéder à des essais inutiles. Il conviendrait de choisir un diamètre de la tige correspondant à une dimension relativement classique de filet, et de ne pas choisir un diamètre maximal du filetage qui serait supérieur au diamètre de la tige cylindrique, de manière que ces orga- nes puissent traverser le même trou d'une pièce. Les maté- riaux,dont peut être constitué le corpspeuvent être de n'importe quel type approprié pour des x4vets ou des boulons et le colMier peut être en n'importe quel matériau approprié permettant une déformation et une déviation et présentant une résistance nécessaire au type d'assemblage souhaité. La pénétration et la retenue du collier dans le filetage de la figure 12 sont analogues à celles décrites ci-dessus, mise à part, bien entendu, la configu- ration différentes des crêtes du filetage. Là encore, le collier est repoussé pour s'engager d'une manière résistant au démontage, par suite de la présence d'un diamètre principal croissant. Tous les colliers illustrés peuvent être uti- lisés sélectiïvement avec les corps des figures 1 à 12. Dans la présente description, le taraudage du collier est considéré comme faisant partie de la face interne de sa paroi. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux rivets décrits et représentés, ]5 sans sortir du cadre de l'invention. A REVENDICATIONS 1. Rivet en deux parties, caractérisé en ce qu'il comporte un corps axial (20) comprenant, dans le sens de son axe, une tête (221, une tige (23) et un filetage (24), ladite tige (23) étant cylindrique, ledit filetage (24) étant hélicoldal et ayant un pas (28) de dimension sensiblement constante -mais un diamètre principal (29) qui décroît à partir d'une valeur maximale au voisinage de son extrémité située le plus loin de ladite tige (23), la valeur maximale dudit diamètre (29) n'étant pas supérieure au diamètre de ladite tige (23), et un collier annulaire (.35) destiné à être repoussé dans ledit filetage (24) et dont la paroi comporte une face interne (36) et une face externe (37), ledit collier (35) présentant des première (38) et seconde (39) extrémités, ladite face interne (36) délimitant un passage (40) traversant ledit collier (35) de l'une à l'au- tre de ses extrémités (38, 39) et destiné à recevoir, avec un jeu radial important, au -moins une partiedudit filetage (24) espacée de l'extrémité située le plus loin de ladite tige (23), une région de grand diamètre dudit filetage (24) étant proche de ladite extrémité et également logée dans ledit passage (20), en ce que ladite tige (23) est placée dans un trou d'une pièce (87 t 88), au moins une région dudit filetage (24) faisant saillie hors de la surface (89) de ladite pièce (88), ledit collier (35) pouvant être enfilé sur ledit filetage (24) et ladite tige (23) étant retenue pour l'empêcher de sortir dudit trou, en ce qu'une force d'ajustage présentant des composantes axiale et radiale pouvant être exercée sur ladite face externe (37) de la paroi 3Q-dudit collier (35), à proximité de son extrémité sitée le plus loin de ladite tige (23) , en pressant alors l'autre extrémité dudit collier (35) çontre ladite surface (89) de lad:te piece (88) et pour repousser ladite face interne (36) contre la crête dudl>t flletage (24) à. proximité-de l'extrémité mentionnée en premier lieu, ladite force d'ajus- tement étant ensuite déplacée d'une manière continue axiale- ment 3e long de ladite face externe (37) en direction de ladite surface (89), afin de repousser progressivement et continûment ladite face interne (36) contre ledit filetage (24) en maintenant la composante axiale de force contre la pièce (87; 88), en exerçant sur ladite tige (23) , par l'intermédiaire dudit filetage (24), une force dont la composante axiale est dirigée à l'écart de ladite -tête (22). 2. Rivet en deux parties selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face interne (36) de la paroi du collier (35) est cylindrique. 3. Rivet en deux parties selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit collier (35) consiste en un alliage d'aluminium. ]5 4. Rivet en deux parties selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la face interne (66) de la paroi du collier (67) présente un taraudage (72) de pas constant dont les crêtes du filet viennent en contact, sans serrer, avec les crêtes du filetage (74) du corps (20). 5. Rivet en deux parties selon la revendication 4, caractérisé en ce que le collier (65) est en acier. 6. Rivet en deux parties selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une gorge périphérique (41) est ménagée dans la face externe (37) de la paroi du collier (35), à une certaine distance axiale des deux extrémités (38,39) dudit collier (35). 7. Rivet en deux parties selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une queue de tirage (59) est formée d'une seule pièce avec le corps (55) à son extrémité filetée, une traction axiale pouvant être exercée sur ledit corps (55) tandis que la force d'ajustage est exercée sur ledit collier (35), 8, Rivet en deux parties selon la revendication 1ó caractérisé en ce que la face externe (112) de la paroi du collier (110) présente axialement-une section décrois- sante et comporte une grande extrémité et une petite extrémité. 9. Rivet en deux parties selon la revendi- cation 8, caractérisé en ce que la conicité est constante d'une extrémité à l'autre du collier (110). 10. Rivet en deux parties selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la face externe de la paroi du collier présente axialement une section décroissante à partir de ses deux extrémités. 11. Rivet en deux parties selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le collier (120) présente des évidements (121) dans lesquels peut être engagée une clé destinée à faire tourner ledit collier (120) lorsque le rivet est démonté. 12. Rivet en deux parties selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que le filetage présente un diamètre de pas qui décroît à partir d'une valeur maximale à proximité de l'extrémité du corps située le plus loin de la tête. 13.Rivet en deux parties selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le diamètre du pas du filetage est constant. 14. Rivet en deux parties selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'un méplat hélicoidal (104) est formé sur les crêtes du filetage (100) et présente une largeur croissante au fur et à mesure qu'il s'éloigne de l'extrémité située le plus loin de la tête. 15. Application à la pose d'un rivet en deux parties selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est posé à l'aide d'un outil (75) comportant un corps tubulaire (79) dont la face interne (80? de la paroi délimite un passage (81i et présentant une extrémité d'ajus- tage (82) à l'ouverture dudit passage (81), ladite. face interne (80Q) présentant une surface déflectrice (83) de forme annulaire dont le diamètre décro$t au fur et à mesure qu'il s'éloigne de ladite extrémité (82),