Brevet FR2537901A1 — publié le 19840622

La présente invention se rapporte à un procédé permettant de fixer un écrou fileté à une pièce en tôle de manière à obtenir simplement et économiquement un montage d'une grande résistance mécanique et drune grande fiabilité. Les procédés connus pour réaliser un montage de ce type sont essentiellement au nombre de deux. Le premier prévoit la préparation d'un écrou dont la surface comporte de petites saillies axiales. Cet écrou est mis en contact avec la surface de la tôle et positionné par rapport à elle de manière à faire reposer ces saillies sur les bords d'un orifice de la tôle, Les procédés connus de soudure électrique permettent la fusion de ces salles et de la partie correspondante de la tôle contiguë, réalisant ainsi, par l'action de la 5 - n- dure, la liaison-entre telle et écrou, Ce procédé présente certains inconvénients. Tout d'abord, le montage ainsi obtenu n'a qu'une résis- tance peu élevée en raison de la petite surface des par ties de matériau contribuant à la liaison et une fiabili- té limitée car souvent les soudures sont défectueuses du fait de la difficulté de réaliser une régulation rigoureuse du courant électrique de soudure et d'assurer une parfaite propreté des. parties à souder qui sont mises en contact. En outre, ce procédé est d'un coût relativement élevé car, lorsque les différents montages des écrous sur les pièces sont effectués successivement, un à la fois, le temps nécessaire à toutes les opérations généralement requises sur une mEme pièce est très élevé? lorsque les opérations sont effectuées simultanément, le procédé exige l'utilisation de machines et d'équipements complexes et par conséquent motteux. Un deuxième procédé prévoit- des écrous dont chacun présente une saillie annulaire pourvue d'arêtes vives, suffisantes pour effectuer elles-m8mes le cisaillage d'une perforation correspondante sur la tôle. Sur chaque écrou positionné sur la tale, il est appliqué une pression suffisante pour cisailler cette derniere au moyen des arêtes vives, introduisant ainsi la saillie annulaire à l'intérieur de la perforation ainsi obtenue.Dans un deuxième temps, le materiau de la tôle qui se trouve à proximité immédiate des bords de cette perforation est déformé de manière plastique à l'aide d'outils appropriés de maniè- re à bloquer I écrou sur la tôle. Ce deuxième procédé présente lui aussi des inconvénients. Tout d'abord, l'écrou qui est employé, comme nous l'avons vu, en tant que véritable outil de cisail- lage, pour produire dans la tôle une perforation dans laquelle l'écrou est introduit, eat très coûteux, de- tant. être fabriqué à partir d'un acier doté da propriétés de résistance mécanique et de dureté suffisantes pour être utilisé de cette manière, En outre, l'équipement permettant de poser correctement l'écrou sur la tôle, puis de l'enfoncer pour produire la perforation et enfin de le bloquer sur la tale par déformation de cellenct, est complexe, coûteux et d'une mise au point difficile. En outre,la pièce de tôle sur laquelle sont montés les écrous, doit être manipulée et utilisée avec soin pour éviter tout endommagement résultant des- artes vib ves de la saillie annulaire de l'écrou. La présente invention a pour objet un procédé de fixation d'un écrou fileté sur une pièce en tôle perb mettant d'obtenir une liaison présentant des caractérisv tiques de résistance mécanique et de fiabilité élevées à des colts très faibles, éliminant ainsi les inconvé- nients des procédés précédemment décrits. Selon la présente invention, un procédé de fi- ration d'un écrou fileté sur une piece en tôle est caractérisé par le fait qu'il comporte une première phase au moins au cours de laquelle on obtient sur l'écrou une saillie annulaire formant un épaulement avec le corps de l'écrou, la hauteur de cette saillie étant supérieure à l'épaisseur de la tôle, une deuxième phase pour obtenir dans la tôle une déformation de forme correspondant à celle de la saillie annulaire, une troisième phase pour positionner l'écrou d'une certaine manière donnée par rapport à la telle dans laquelle la saillie est introduite dans la perforation de la tôle et l'épaulement est en contact avec une surface de la talle, et une quatrième phase pour déformer de manière plastique une partie de la saillie et obtenir des partes saillantes de manière que les hords de la perforation se. trouvent être bloqués entre ces parties saillantes et l'épaulement, Un autre objet de l'invention est de réaliser un écrou fileté pouvant entre monté sur une pièce en tôle à l'aide du procédé ci-dessus décrit. La présente invention sera en comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les des sins ci-joints dans lesquels Les figures 1 et 9 représentent deux écrous différents utilisés dans le procédé de la présente invention et une pièce en tôle pourvue d'une perforation ob- tenue au cours du procédé, perforation dans laquelle est introduit l'écrou; tes figure 2, 3, 4 et 5 sont des vues en coupe verticale d'une partie de l'équipement utilisé au cours du procédé dans différentes phases de travail; La figure 6 représente en détail, à plus grande échelle, une partie de l'équipement de la figure 5 à la conclusion de la dernière phase du procédé; La figure 7 est une vue en coupe prise le long du plan VII-VII de l'équipement de la figure 6; et La figure 8 représente une vue en perspective d'une jonction obtenue au moyen du procédé de l'invention, Pour la mise en pratique du procédé de l'inven- tion, on utilise un écrou fileté 1 du type représenté en figure 1, comprenant un corps 2 et une saillie annulaire 3, qui peut utilement mas non pas nécessairement, avoir la forme représentée dans la figure, étant donc délimitée par deux paires de surfaces planes et parallèles; cette saillie forme avec le-corps 2 un épaulement 4, obtenu dans une première phase. La hauteur, dans le sens de l'axe de cet épaulement, est supérieure à l'épaisseur de la telle 5 de la pièce à laquelle doit être fixé l'écrou, Le procédé de la présente invention comprend une deuxième phase permettant d'obtenir, par exemple par cisaillage, une perforaution-6 dans la table 5, d'une forme correspondant à celle de la saillie annulaire 3 et compare nant donc une paire de bords plans parallèles. Le cisai.llage des perforations 6 sur la tôle 5 peut être réalisé avec un équipement ou une machine conçus pour obtenir es perforations sur une tale ayant une configuration donnée. Le procédé comprend une troisième phase pour positionner l'écrou d'une certaine manière par rapport à. la t81e 5, avec la saillie annulaire 3 introduite dans la perforation 6 de la tOle et l'épaulement 4 au contact avec la surface inférieure 7 de la tôle. La position relative de l'écrou 1 par rapport à- la t81e 5, à. la conclut sion de cette troSsidme phase, est représentée en figure 5. Pour effectuer la troisième phase, ainsi qu'une quatrième phase ultérieure, dont la description suit, on peut utilement employer l'équipement représe.nté dans les figures 2 à 5, comporte pour l'essentiel un plan de tra- vail 10 (figure 2? sur lequel un dispositif d'alimentation (non représenté? fournit en continu un écrou 1, une cavité 11 pouvant contenir un écrou 1, fermée au fond par la surface d'un outil de poussée 12, mobile par rapport à la cavité et solidaire d'une plaque fixe 13; chaque écrou peut être poussé à partir du plan 10 pour entrer dans la cavité 11, sous l'action d'une cale mobile 14, commandée par un moyen quelconque approprié.La tôle 5 est posi tionnée par rapport à cet équipement de manière que la perforation 6 soit pratiquement autdessus de la cavité 11; à cet effet, on utilise des moyens appropriés, connus, pour maintenir la tôle 5 aundessus du plan 10. L'équipement comprend également un outil de deformation 15 pourvu d'un bord annulaire avant 16, mobile le long de son axe, commandé par une plaque 17 dont il est solidaire; dans son mouvement axal, l'outil est guidé par un trou correspondant pratiqué dans une autre plaque mobile 18. A l'intérieur de l'outil de déformation 15, coulisse un outil de cintrage. et d'extraction 19 chargé par un ressort hélicodal 20, Au cours de la troisième phase décrite plus haut, la cale de poussée 14 se déplace sur le plan 10 et fait tomber l'écrou dans la cavité 11, comme représenté en figure 3; ensuite, la plaque mobile 18 s'abaisse jusqu'à se trouver en contact avec la tôle 5, et en poursuivant sa course, abaisse la tôle 5 et le plan 10 jusqu'à venir toucher la plaque 13, comme représenté en figure 4. Au terme de ce déplacement, la perforation 6 de la tôle 5 est couplée à la saillie 3 de l'écrou, achevant ainsi la troisième phase du procédé, tandis que la plaque 18 exer- ce une pression sur la tôle 5.La quatrième phase consiste à déformer de manière plastique au moins une partie de la saillie annulaire 3 et & produire à partir du maté riau même de cette saillie, des parties saillantes 23 (figure 7), de sorte que les bords de la perforation 6 de la tôle 5 restent bloqués entre ces parties saillantes et l'épaulement 4. Pour réaliser cette quatrième phase, on commande l'abaissement de la plaque mobile 17, puis de l'outil de déformation 15 dont le bord 16 applique une pression élevée sur la partie la plus extérieure de la périphérie de la saillie annulaire 3, créant ainsi les parties saillantes 23. La position des différentes parties de l'équipement au terme de cette quatrième phase est hen illustrée par la coupe des figures 5 et 6, Etant donné que le bord annulaire avant 16 de l'outil de déformation 15 a pratiquement la forme d'une couronne circulaire, tandis que la saillie annulaire 2 de l'écrou (dans le cas illustré) est délimitée par deux pait res de surfaces planes et parallèles, il est évident que dans cette quatrième phase de déformation plastique, ne sont déformées que les parties d'arête de cette saillie annulaire, en formant ainsi quatre parties saillantes cor* respondantes 23, Les différentes. partes de l'équipement décrit, servant à la troisième et à la quatrième phase mentionnées plus haut, peuvent très bien faire partie d'une seule et même matrice pouvant être montée entre les plaques d'une presse ordinaire ; en outre, cette matrice peut comprendre un nombre prédéterminé de parties égales i celles de l'équipement décrit, de manière à pouvoir fixer simul-- tanément sur une pièce en tale, un nombre quelconque d'écrous Le montage de l'écrou sur la tôle réalisé suivant le procédé décrit présente une résistance mécanique très élevée car les bords de la perforation correspondante sont bloqués entre l'épaulement 4 de l'écrou et les parties saillantes 23. Quand une force extérieure est appliquée à l'écrou,cellenci se transmet à la tôle par. l'intermédiaio re de l'épaulement 4 et la jonction ainsi réalisée est en mesure de supporter des sollicitations extérieures très élevées. Le procédé décrit comprend un petit nombre de phases et nécessite l'emploi d'équpements très simples et d'un fonctionnement aisés il s'en suit que les montages ainsi effectués sont très économiques, En outre, la force nécessaire pour déformer plastiquement les arêtes de la saillie annulaire est très modeste et par conséquent les équipements et les machines à prévoir pour la mise en pratique du procédé peuvent avoir une puissance réduite, Toutes les phases décrites dans le procédé peuvent être exécutées- automatiquement à l'aide de procédés connus, en utilisant des matrices progressives et des dispositifs automatiques d' alimentation. il est évident que des-.modifications et des variantes peuvent être apportées aux phases du procédé et à l'équipement décrits sans pour cela sortir des limites de l'invention. Notamment, l'écrou peut comporter, à la df- férence de ceux décrits et représentés à la figure 1, deux saillies annulaires opposées 3, -3' d'une hauteur différente. Un écrou de ce type, représenté à la figure q, peut être utilement employé pQUr être monté sur des tales ayant des épaisseurs différentes. : en effet, en fonction de l'épaisseur de la tôle, il est possible de choisir l'orientation de l'écrou afin de disposer d'une saillie annulaire ayant la hauteur la plus appropriée. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la fixation d'un écrou fileté sur une pièce en tôle, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une premlère phase pour ohtenir sur l'écrou (1) une saillie annulaire (3) forment avec le corps de l'écrou un épaulement (4), la hauteur de cette saillie étant supérieure à l'épaisseur de la tôle (5), une deuxième phase destinée à former sur la tôle une perforation (6) d'une forme correspondant à celle de la saillie annulaire, une troisième phase destinée à placer l'écrou dans une position prédéterminée par rapport à la tôle dans laquelle la saillie annulaire de l'écrou dot être introduite, l'épaulement étant en contact avec une surface de la tôle, et une quatrième phase servant à déformer plastiquement une partie au moins de la saillie annulaire et produire, à partir du matériau même de cette saillie, des parties saillantes (23) de manière que les bords de la perforation de la tôle se trouvent bloqués entre les par ties saillantes et l'épaulement, 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quatrième phase est effectuée en plaçant l'écrou sur une surface de support (10) et en exerçant des pressions prédéterminées sur la saillie annulaire à l'aide d'un outil de déformation (15) qui se déplace dans le sens de l'axe par rapport à l'écrou. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que l'outil a une forme annulaire de manière à déformer uniquement la partie la plus extérieure de la périphérie de la saillie annulaire. 4 v Procédé selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'à l'intérieur de l'outil de déformer tion (15) coulisse un outil de centrage C19 > pouvant s'introduire dans le trou de l'écrou pour le centrer vist à-vis de l'outil de déformation et pour extraire l'écrou de cette cavité. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la saillie annulaire est délimitée latéralement par deux paires de surfaces planes et parallèles et en ce que pendant la quatrième phase, les quatre arêtes de la saillie annulai re sont déformées plastiquement de sorte qu'elles produire sent quatre parties saillantes correspondantes (23). 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que la deuxième phase est réalisée au moyen d'une opération de cisaillage. 7 8 - Ecrou fileté pouvant être fixé sur une pie ce en tôle, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une saillie annulaire (3) formant un épaulement (4) avec le corps de l'écrou, la hauteur de la saillie étant supérieure à l'épaisseur de la tôle (5) et l'écrou pouvant être introduit dans une perforation (6) correspondante de la pièce en tôle de manière à pouvoir déformer une partie au moins de la saillie annulaire et produire à partir du maté- riau de cette dernière, des parties saillantes (23) capables de bloquer les bords de la perforation entre ellesmêmes et l'épaulement. 9 - Ecrou fileté selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte une paire de saillies annulait res (3, 3') d'une hauteur dSgéxente,