Brevet FR2567217A1 — publié le 19860110

_-1 _ L'invention concerne des écrous auto-perforants pou- vant être noyés, qui peuvent être fixés automatiquement à un panneau dans un dispositif de fixation à matrice, le pro- cédé de fixation d'un écrou auto-perforant et l'assemblage d'écrou et de panneau ainsi obtenu. Les écrous perforants ont donné d'excellents résultats dans l'industrie, notamment dans l'industrie automobile, o les écrous perforants sont mis en place par un dispositif de fixation à matrice qui est généralement placé dans une grande presse à matrice comme celles que l'on utilise pour le formnage de panneaux métalliqueso Les écrous perforants sont amenés en vrac ou en série continue et un écrou perfo- rant est mis en place dans le panneau à chaque course de la presse à matrice, dans les conditions indiquées par les brevets US 3 108 368 et 3 969 808. Les écrous perforants de rivetage utilisés dans l'in- dustrie sont généralement fabriqués à partir d'un profilé métallique laminé qui peut soit avoir une forme en T, com- me l'indique le brevet US 3 152 628, soit comporter des brides sur les cÈtés opposés des rainures de guidage en re- trait, de manière à réaliser un assemblage noyé, dans les conditions indiquées par les brevets US 3 469 613 et 3 468 747 0n trouve également, dans l'état de l'art antérieur, différents modes de réalisation d'écrous perforants de ri- vetage matricés ou à tête rivée à froid, comme ceux que décrivent les brevets US 3 282 515, 3 736 969, 3 878 599 et 4 389 766, mais les écrous perforants à tête rivée à froid n'ont pas donné de résultats satisfaisants dans l'in- dustrie automobile en raison du prix de revient du formage d'écrous perforants de ce type et des problèmes que pose leur mise en place. Il y a lieu de remarquer que les écrous perforants formés par rivetage de la tète à froid compren- nent généralement une partie de guidage centrale compor- tant une face perforante, une rainure circulaire entou- rant la partie de guidage et une bride entourant la rainureo - 2 - La partie de panneau qui est contigu! au bord de panneau perforé est déformée de manière à pénétrer dans la rainu- re et à réaliser un embo tement mécanique. Les dispositifs de ce type sont généralement sensibles à la pression, c'est- à-dire qu'une poussée excessive du dispositif à matrice peut provoquer la déformation de l'écrou, notamment des bri- des, tandis qu'en cas de poussée insuffisante il est mal serréo Différentes solutions ont été proposées pour résou- dre ces problèmes y compris par l'utilisation de rainures de forme complexe comme dans les dispositifs que décrivent les brevets US 3 878 599 et 4 389 766 et dans lesquels la bride est délibérement déformée. Ces tentatives faites pour résoudre les problèmes liés à l'utilisation d'écrous perforants à tète rivée à froid n'ont pas donné, jusqu'à présent, de résultats satisfaisants dans l'industrie. Plus récemment, on a proposé l'utilisation d'un écrou perforant carré simplifié comprenant une partie de guidage en forme de tronc de c8ne et des brides triangulaires si- tuées aux quatre coins de l'écrou et séparées par des ca- naux coïncidant avec le fond de la rainure qui entoure la partie de guidage. L'écrou perforant est mis en place par une matrice comprenant une t4te comportant un plongeur à mouvement de va-et-vient qui pousse l'écrou, à travers un bec de la tète, dans le panneau pour le percer et un culot de matrice, situé du côté opposé, déforme le panneau en le faisant pénétrer dans les rainures de l'écrou de manière à fixer l'écrou sur le panneau. Cet écrou est égal.ement sen- sible à l'action de la presse. Si la poussée est excessive, les brides, qui ne sont pas appuyées, sont déformées vers l'extérieur et coincent l'écrou dans la tête. Si la pous- sée est insuffisante, le panneau n'est pas déformé au-des- sous de la partie de guidage en forme de tronc de c8ne, de sorte que le serrage n'est pas suffisant pour des applica- tions industrielles. L'écrou perforant, l'assemblage réalisé avec le pan- -3- peau et le procédé qui font l'objet de l'invention suppri-, ment, comme on va le voir, les problèmes que posent les é- crous perforants matrices ou à tête rivée à froid qui vien- nent d'être décritso L'écrou perforant utilisé de préférence dans le procédé qui fait l'objet de l'invention pour la réalisation d'un assemblage d'écrou et de panneau peut être à tête rivée à froid ou matricé et est relativement simples ce qui rend sa réalisation moins coûteuse que celle des écrous perfo- rants à tête rivée à froid décrits dans les brevets US dé- jà citéso Cet écrou perforant est de préférence polygonal et comporte quatre c8tés ou davantageo Dans le mode de ré- alisation préféré de l'invention, cet écrou perforant com- prend une partie de guidage centrale comportant une surface de perforation annulaire plate entourant un alésage de liés crou qui traverse la partie de guidage perpendiculairement à la surface de perforation. Une rainure de l'écrou qui en- toure la partie de guidage comporte des parois intérieure et extérieure et une paroi de fond et l'écrou comporte des brides sur les c8tés opposés de la pièce de guidage, au moins au niveau des coins de l'écrou polygonal. Les brides comportent une surface d'appui du panneau qui est dans liens semble perpendiculaire et, de préférence,à une certaine dis- tance au-dessous du plan de la face de perforation de la partie de guidage pour obtenir un assemblage d'écrou et de panneau noyéo La paroi intérieure des brides contigua à la partie de guidage formant la paroi latérale extérieure de la rainure est inclinée à partir du fond de la rainure en direction de la partie de guidage de manière à délimiter une rainure en retrait comportant une ouverture réduite. Dans le mode deréalisation préféré de l'écrou perforant, la rainure comprend des évidements orientés dans le sens radial et situés à une certaine distance des coins de l'é- crou polygonal dont le fond coïncide avec le fond de la rainure et qui s'intercale entre les brides situées aux -4 coins de l'écrou. Dans le mode de réalisation préféré, la paroi extérieure de la rainure de l'écrou comprend des par- ties en retrait ménagées dans les brides. Comme on l'a vu, l'écrou perforant suivant l'invention peut être automatiquement mis en place dans un panneau dans un dispositif de fixation à matrice qui comprend un bec comportant un plongeur agissant dans les deux sens et, du c8té opposé un culot de matrice. Le culot de matrice com- porte généralement une face d'extrémité plate, un alésage central et une lèvre annulaire en saillie entourant l'alé- sage ayant dans l'ensemble la même forme que la rainure de l'écrou et pouvant pénétrer dans la rainure de l'écrou de manière que le panneau se déforme en pénétrant dans la rai- nure, comme on le verra ultérieurement. Le bec comporte g6- néralement une face d'extrémité plate entourant un alésage polygonal traversant la face d'extrémité qui comporte une surface intérieure ayant une forme qui permet à l'écrou polygonal de s'y engager très exactement. La face d'extré- mité du bec comporte plusieurs évidements situés à une cer- taine distance des coins de l'écrou lorsque celui-ci est placé dans l'alésage0 Comme on l'a vu, un plongeur s'engage télescopiquement dans le bec de manière à pouvoir s'y dé- placer et mettre en place l'écrou perforant dans le panneau dans les conditions indiquées ci-dessous. Le procédé utilisé de préférence pour fixer l'écrou perforant à un panneau consiste d'abord à placer le panneau au contact de la face d'extrémité du culot de matrice de manière à ce qu'il lui soit parallèle dans l'ensemble, puis à placer l'écrou dans l'alésage de la pièce en forme de bec de telle manière que la face de perforation de la partie de guidage soit tournée vers le panneau et que le plongeur situé contre l'écrou ait le même axe que l'alésage du culot de matrice0 Comme on l'a vu, les écrous perforants peuvent être amenés à l'alésage du bec soit en vrac soit successi- vement, les écrous perforants pouvant être reliés par des - 5 - dispositifs de liaison provisoires dans les conditions indi- quées par le brevet US 3 845 86Qo L'écrou perforant situé dans l'alésage du bec du c8té opposé au culot de matrice est ensuite mis en place par dé- placement du plongeur par rapport au bec et au culot de ma- trice de manière à pousser l'écrou pour qu'il perfore le pan- neau et qu'il se place sur le panneau en un seul mouvement continuo Comme on l'a vu, le dispositif de fixation à matri- ce est généralement monté dans une grande presse à matrice et un écrou perforant est mis en place dans le panneau à chaque course de la presse, La partie de guidage de l'écrou extrait par percement un petit cylindre du panneau, ce qui donne un bord de pan= neau perforé, et le petit cylindre détaché du panneau est introduit dans l'alésage du culot de matrice et éjecté hors du dispositif de fixation à matriceo Ensuitev la lèvre du culot de matrice déforme la partie dupanneau voisine du bord de panneau perforé de manière à la faire pénétrer dans la rainure de l'écrou autour de la paroi de rainure extérieure inclinée en emprisonnant la partie de panneau en question dans la rainure de l'écrou au-dessous de la lèvre du culot de matrice. La lèvre du culot de matrice déforme ensuite la partie de panneau contre le fond de la rainure en amincissant le panneau et en déformant la par- tie de panneau au-dessous de la paroi extérieure de rainu- re inclinée et, de préférence, contre la paroi intérieure de la rainure et la partie de guidage, bloquant ainsi la partie.de panneau dans la rainure de l'écrou de manière que la plus grande partie du panneau soit appuyée sur la ou les surfaces des brides supportant le panneau. Comme on l'a vu, l'écrou polygonal s'engage exactement dans l'alésage polygonal du bec au niveau des coins de l'é- crou et les brides sont poussées élastiquement contre l'a- lésage polygonal du bec lorsque la partie de panneau est déformée au contact du fond de la rainure de l'écrou, ce -6- qui empêche la déformation des brides ou le coincement de l'é- crou dans l'alésage du bec. Les évidements ménagés dans la surface d'extrémité du bec peuvent également recevoir des frag- ments d'écrou formés lorsque la presse est remise en action alors qu'un écrou est déjà mis en place dans le panneau, ce qui peut se produire par inadvertance ou lors du démarrage de la presse. Dans cette situation de double poussée, les brides "explosent" dans le sens radial vers l'extérieur et endommagent ou coincent la têteo Dans le mode de réalisation préféré du bec et du procédé suivant l'invention, le bec supporte soli- dement les brides de l'écrou pendant sa mise en place et les fragments d'écrou sont guidés sans difficulté vers l'extéri- eur de la tête à travers les évidements ménagés dans le bec. Comme on l'a vu, le mode de réalisation préféré de l'é- crou comporte des évidements s'étendant dans le sens radial à travers les brides et les parties en reLtot ménagées dans les parois extérieures de rainure s'étendant jusque dans les brides. Dans le procédé de mise en place de l'écrou perforant correspondant au mode de réalisation préféré, la plus grande partie du panneau prend appui sur les surfaces des brides supportant le panneau et est déformée de manière à pénétrer dans les évidements des écrous de manière à empêcher toute rotation. Les parties en relief, qui peuvent être des rai- nures semi-circulaires concaves ménagées dans les parois exté- rieures de rainure, coopèrent avec l'alésage du bec pour em- pêcher la déformation des brides. La partie de panneau défor- mée dans le fond de la rainure d'écrou est déformée de mani- ère à pénétrer dans les parties comportant des parties en re- btait, notamment en cas de poussée excessive, ce qui évite la déformation des brides de l'écrou. L'assemblage de l'écrou et du panneau et le procédé sui- vant l'invention est donc moins sensible aux conditions d'ac- tion de la presse. Le procédé en deux stades qui consiste à déformer le panneau pour le faire pénétrer dans la rainure de l'écrou fournit la grantie que la partie de panneau est d'a- - 7 - bord emprisonnée dans la rainure par déformation du panneau autour de la paroi extérieure de la rainure au-dessous de la lèvre du culot de matriceo Comme on l'a vu, la partie de pan= neau emprisonnée est ensuite déformée et asincie au contact du fond de la rainure de manière à s'engager contre la paroi extérieure de la rainure, contre pratiquement tout ls fond de la rainure et le bord' de panneau perforé est déformé de préférence de manière à s'engager contre la paroi latérale intérieure ou la partie de guidageo La paroi latérale exs térieure inclinée de la rainure est particulièrement impor- tante dans le procédé de mise en place suivant leinventiono Lorsque la poussée est insuffisante, lorsque la partie de panneau ne peut pas être déformée suffisamment pour que le bord du panneau perforé s'engage solidement dans la partie de guidage, les forces de maintien sont suffisantes pour les applications industrielles, car la partie de panneau est déformée au-dessous de la paroi extérieure inclinée de la rainure pendant la déformation initiale de la partie de panneau. Par ailleurs, lorsque la poussée est excessive: les brides ne se déforment pas9 car ces brides sont main- tenues et protégées contre toute déformation par la forme de l'alésage du bec et le panneau est déformé de manière à pénétrer dans les parties en re-rait ménagées dans la pa- roi extérieure de la rainureo L'écrou, l'assemblage sur le panneau et le procédé suie vant.l'.invention présentent donc des avantages importants par rapport à l'état de l'art antérieur. L'écrou perforant matricé ou à tête rivetée à froid revient moins cher à la fabrication que les rainures de forme compliquée utilisés dans l'état de l'art antérieur0 De plus, le procédé sui- vant l'invention assure un maintien suffisant des pièces pour les aplications industrielles lorsque la poussée est insuffisante et évite tout coincement et toute avarie lors- que la poussée est excessive. D'autres ramtages et d'autres particularités intéressantes de l'invention sont mis en êe videneez par la description suivante et par les revendica- -8- %ions. L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée au moyen d'exemples de réalisation préférés, en se référant au dessin. La figure 1 est une vue en perspective par en haut, d'un mode de réalisation d'un écrou suivant l'invention. La figure 2 est une vue par en-dessus de l'écrou repré- senté par la figure 1.o La figure 3 est une coupe vue dans le sens latéral, dans la direction des flèches 3-3, de l'écrou perforant représenté par la figure 2. La figure 4 est une vue en perspective par en haut, d'un deuxième mode de réalisation de l'écrou perforant suivant 1 ' invention. La figure 5 est une vue par en-dessus de l'écrou perfo- rant représenté par la figure 4. La figure 6 est une coupetransversale dans la direction des flèches 6-6 de l'écrou perforant représenté par la figure 5. La figure 7 est une vue en perspective par en haut, d'un culot de matrice permettant la mise en place de l'écrou per- forant représenté par les figures 1 à 3. La figure 8 est une vue par en-dessous de l'écrou per- forant représenté par les figures 1 à 3, dans un dispositif de fixation à matrice prêt à fonctionner. La figure 9 est une coupe, vue dans le sens latéral, dans la direction des flèches 9-9, du dispositif de fixation et de l'écrou perforant représentés par la figure 8 et du panneau et du culot de matrice représentés par la figure 7. la figure 10 est une coupe partielle transversale, dans la direction des flèches 9 et 10, analogue à celle de la fi- gure 9. La figure 11 est une vue en perspective par en haut, d'un culot de matrice permettant la mise en place de l'écrou perforant représenté par les figures-4 à 6. - 9- La figure 12 est une vue par en-dessou's de l'écrou per- forant représenté par les figures 4 à 6 dans un dispositif de fixation à matrice prêt à fonctionner. La figure 13 est une coupe vue dans le sens latéral dans la direction des flèches 13-13, du dispositif de fixation à matrice et de l'écrou perforant représentés par la figure 12 et d'un panneau et du culot de matrice représentés par la fi- gure 11. La figure 14 est une vue par en-dessous de l9assemblage d'écrou et de panneau représenté par les figures 9 et 100 La figure 15 est une vue par en-dessous de l'assemblage d'écrou et de panneau représenté par la figure 13o Les figures 1 à 3 représentent un mode de réalisation pré- féré de l'écrou.perforant suivant l'invention. L'écrou perfo- rant décrit 20 est polygonal et comporte quatre parois laté- rales 22 reliées par des coins en pans coupés 24 L'écrou per- forant comprend en son centre une partie de guidage 26 com- portant une surface annulaire plate 28 entourant un alésage fileté 30. Dans le mode de réalisation décrit9 des brides 32 situées au niveau des coins de l'écrou comportent chacune une surface 34, pour l'appui du panneau, parallèle au plan de la surface de perforation28 de la partie de guidage 26, mais si- tuée à une certaine distance au-dessous de ceplan, comme l'in- dique la figure 3. Une rainure 36 entoure la partie de guidage qui comprend une paroi latérale cylindrique intérieure 38 qui constitue la paroi extérieure de la partie de guidage, un fond 40 et une paroi latérale extérieure inclinde 42 qui,est constituée par la paroi latérale intérieure des brides voisines de la partie de guidage 26. Dans le mode de réalisation préféré de l'écrou perforant représenté par les figures 1 à 3, les pa- rois latérales extérieures 42 de la rainure comportent des parties en retrait 44 ayant la forme de rainures concaves se- mi-circulaires situées en face de la partie de guidage 26 au niveau des coins de l'écrou. Dans ce mode de réalisation pré- - 10 - féré, l'écrou perforant comprend également des évidements 46 permettant le passage entre les brides 32 qu'ils séparent et un fond qui se confond avec le fond 40 de la rainure. Il y a lieu de remarquer que les parois latérales 48 de ces évide- ments de passage sont inclinés de manière à améliorer le maintien de l'écrou sur le panneau dans des conditions qui seront explicitées ultérieurement. Enfin, l'extrémité de l'é- crou située du c8té opposé à la partie de guidage est en pan coupé, comme l'indique la référence 50, de manière à alléger l'écrou perforant. Dans la variante constituée par le mode de réalisation représenté par les figures 4 à 6, l'"érou perforant 120 com- porte six parois 122 reliées par des coins 124. La partie de guidage 126 comporte une surface de perforation annulaire 128 entourant un alésage fileté 130. L'écrou décrit dans ce mode de réalisation comporte six brides 132 situées aux différents angles de l'écrou hexagonal 120 et chaque bride comporte une surface 134 pour l'appui du panneau parallèle au plan de la surface de perforation 128, mais à une certaine distance de lui, comme l'indique la figure 6o L'écrou perforant 120 comprend une rainure 136 qui en- toure la partie de guidage 126 qui comporte une paroi laté- rale intérieure 138 constituée par la paroi extérieure de la partie de guidage 126, un fond 140 et une paroi extérieure inclinée 142 constituée par les parois latérales intérieures des brides 132 voisines de la partie de guidage. Dans le mo- de de réalisation préféré représenté par les figures 4 à 6, l'écrou comprend plusieurs évidements de passage 146 situés à des distances égales des coins 124 et comportant chacun un fond qui se confond avec le fond 140 de la rainure d'écrou 136. Les passages 146 passent à travers les brides 132 et comportent des parois latérales 148 perpendiculaires au fond de la rainure. Lapartie inférieure del'écrou située du c8té opposé à la partie de guidage 126 peut être en pan cou- pé, comme l'indique la référence 150, pour alléger l'écrou. 2567Z17 - 11 - Comme on l'a vu, l'écrou perforant suivant l'invention esnde préférence polygonal, mais le nombre de côtés qu'il doit avoir dépend de l'utilisation envisagéeo Lorsque les bri- des sont assez éloignées les unes des autres9 les parois la- térales extérieures de la rainure comportent 9 de préférence, des parties en retrait comme l'indique la référence 44 des figures 1 à 3. L'alésage de l'écrou peut 8tre fileté, comme dans le cas indiqué, ou non-fileté lorsqu'il doit être uti= lisé avec une vis ou un boulon auto-perforanto Dans les mo= des de réalisation décrits, la paroi latérale intérieure de la rainure est de préférence cylindrique et perpendiculaire au fond de la rainure comme l'indiquent la référence 38 des figures 1 à 3 et la référence 138 des figures 4 à 6, de ma- nière à éviter toute déformation de la partie de guidage et toute distorsion du filetage pendant la mise en place de l'écrou perforant. Cependant, il est possible dans certaines applications d'utiliser une paroi intérieure inclinée de mani= ère que les deux parois de la rainure convergento L'écrou perforant est réalisé de préférence à partir d'un métal com- me l'acier, qui n'est pas sujet à la distorsion pendant la mise en place de l'écrou, Il est cependant possible d'uti- liser comme écrou perforant suivant l'invention un écrou de perforation et de rivetage dans lequel la partie de guidage est déformée pendant la mise en place9 de manière à assurer un meilleur maintien de l'écrou sur le panneau. Un dispositif de fixation à matrice permettant dans de bonnes conditions, la mise en places suivant l'invention de l'écrou perforant représenté par les figures 1 à. 3est repré- senté par les figures 7 à 100 Comme on l'a vu, le dispîitif de fixation à matrice comprendcomme l'indique la figure 10, un culot de matrice 54, un bec 56 et un plongeur 58 o Le cu- lot de matrice comporte une surface d'extrémité essentielle- ment plate 60, un alésage central 62 et une lèvre de riveta- ge annulaire 64 faisant saillie à partir de la surface d'ex- trémité 60. Comme le monte la figure 7, la lèvre de rivetage -12- 64 a une forme qui lui permet de s'engager télescopiquement. dans la rainure 36 ménagée dans l'écrou perforant. Dans ces conditions, la surface intérieure 62 est cylindrique de mani- ère à entourer exactement la surface cylindrique 38 de la par- tie de guidage et la paroi extérieure 66 est essentiellement carrée et comporte des coins à pans coupés 68. De plus, la paroi extérieure 66 de la lèvre de rivetage est inclinée vers l'extérieur à partir de la surface supérieure de manière à é- viter une rupture avec le panneau, à améliorer le maintien et à éviter le blocage de la lèvre de rivetage dans la rainure de l'écrou, Le bec 56 comprend un alésage central carré ou un passa- ge d'écrou 70 dans lequel s'engagent exactement, comme l'in- diquent les figures 8 et 10, les parois latérales 22 de l'é- crou perforant. Plusieurs évidements 72 sont ménagés dans la surface d'extrémité plate 74 du bec. Ces évidements 72 sont orientés suivant les axes du bec qui sont perpendiculaires à l'alésage ou évidement rectangulaire 70 et situés, comme l'indique la figure 8, à la même distance des coins du pas- sage d'écrou. De plus, la largeur des évidements de passage 72 est supérieure à la dimension maximale des brides 32 de l'écrou perforant, de manière à pouvoir recevoir des frag- ments de bride en cas de remise dans le circuit du dispositif de fixation à matrice. Le plongeur 58 peut être carré et s'en- gage télescopiquement, dans les conditions indiquées ultéri- eurement, dans l'évidement 70 ménagé dans le bec. Comme on l'a vu, le dispositif de fixation utilisé pour la mise en place de l'écrou perforant suivant l'invention est normalement monté dans une grande pièce à matrice. Dans ce dispositif, le culot de matrice 54 est fixé à l'un des plateaux de la presse et le bec 56 et le plongeur 58 sont fixés au plateau opposé de la presse à matrice. La presse à matrice peut être utilisée de manière à donner en même temps au panneau une forme déterminée, plusieurs écrous perforants étant mis en place à chaque course de la presse à matricer. - 13 - La presse à matricer produit une pression de plusieurs tonr- nes de sorte qu'il est difficile de régler avec précision la pression de mise en place de l'écrou fournie par le die positif de fixation à matrice. Le bec 56 n'est représenté qu'en partie car la tête de montage ou de mise en place D qui comprend le bec 56 et le plongeur 585 peut être" pour le reste, d'un type classique. La tête de montage ou de mise en place comprend normalement un mécanisme d'salimenta- tion qui amène des écrous perforants dans un passage à é- GO crous 70 au-dessous du plongeur 58, et un ensemble articulé comme celui que décrivent les brevets US déjà citéso Après cette description des modes de réalisation prés férés d'écrous perforants suivant l1invention, il est pos= sible de décrire le procédé prévft pour la mise en place d'un écrou perforant sur un panneau0 Il est entendu que les éléments du dispositif de fixation à matrice peuvent gtre fixés soit au sabot de matrice, soit au plateau de la pres- se à matricee Dans le procédé de fixation décrit9 le culot de matrice 54 est représenté fixé au sabot de matrice in- * férieur. Oependant, il est évident que cette disposition des éléments constituant le dispositif de fixation à ma- trice peut être inversée pour un percement vers le hauto Les termes utilisés dans eoas, comme haut9 bas, fonde etc ne sont donc que relatifs. Le culot de matrice 54 est es- sentiellement cylindrique et comprend une rainure de cla- vetage permettant de placer avec précision le culot de ma- trice par rapport au bec et à l'écrou perforant prêt à â- tre monté. Le culot de matrice comprend également un surai lésage 78 disposé de manière à avoir le même axe que l'a- lésage 62 et à pouvoir communiquer avec lui pour pouvoir extraire le petit cylindre de panneau sans accrochage0 Comnele montent les figures 8 à 10, le procédé sui- vant l'invention consiste d'abord à placer le panneau P au-dessus de la surface d'extrémité plate du culot de ma- trice de manière qu'il soit, dans l'ensemble, parallèle à - 14 -2567217 cette surface et de manière que la lèvre de rivetage 64 soit au niveau de la rainure 36 de l'écrou perforant 20 comas l-r. diquent les figures 9 et 10. L'écrou perforant 20 est ensuite placé dans l'alésage ou dans l'évidement de passage 70 du bec au-dessous du plongeur 58 comme le montre la figure 10. Le plongeur n'est pas représenté sur la figure 9, de manière à mettre en évidence la position des évidements de passage 72 ménagés dans l'extrémité du bec, la longueur de ceux-ci dé- pendant de l'épaisseur de l'écrou 20. Comme l'indiquent les brevets US déjà cités, les écrous perforants passent norma- lement dans un évidement transversal ménagé dans la tète de montage ou de mise en place, qui n'est pas représentée, sont amenés jusqu'à l'évidement de passage 70 ménagé dans le bec par un cliquet d'alimentation et places et soutenus à l'inter- section des évidements au-dessous du plongeur 58. La presse à matricer est ensuite fermée et pousse la surface d'extré- mité plate 76 du bec contre le panneau P et le plongeur s'a- baisse à l'intérieur de l'évidement de passage 70 ménagé dans le bec en poussant l'écrou 20 contre le panneau P et en perforant le panneau P comme l'indique la figure 9. Le pan- neau P est perforé entre le bord intérieur supérieur de la lèvre 80 du culot de matrice et le bord intérieur 82 de la partie de guidage de manière à obtenir un:petit cylindre de panneau S ayant pratiquement la même forme que la partie de guidage de l'écrou. Dans le mode de réalisation décrit, le petit cylindre de panneau S est circulaire à moins que la partie de guidage soit simultanément rivée et le petit cy- lindre S s'engage dans l'alésage 62 du culot de matrice et est éjecté en traversant le suralésage 78. Comme on l'a vu, la partie de panneau voisine du bord de panneau perforé est ensuite déformée en pénétrant dans les rainures de l'écrou au cours d'une déformation continue en deux stades. La partie de panneau est d'abord déformée au- tour de la paroi latérale inclinée extérieure 42 de la rai- nure 36 de l'écrou au-dessous de la lèvre 64 du culot de ma- - 15 - 2S6217 1-5 trice en emprisonnant la partie de panneau dans la rainure pour une mise en place définitive0 Le déplacement continu de l'écrou perforant 20 sous le plongeur 56 a pour effet de continuer à déplacer la lèvre 64 du culot de matrice de ma- nière à la faire pénétrer dans la rainure de l'écrou et la partie de panneau est ensuite déformée et amincie au contact du fond de la rainure, lapartie de panneau se déformant dans le sens radial vers l'extérieur au-dessous de la paroi ex- térieure inclinée de la rainure, de manière à s'engager so- l0 lidement contre la paroi extérieure de la rainure et à s'en- gager dans le sens radial vers l'intérieur contre la paroi intérieure 38 de la rainure et à réaliser un emboîtement mé- canique entre la partie de panneau et la rainure de l'écrou sans fissuration du panneau. On voit donc que, le panneau P. après la mise en places comporte une partie principale de panneau 84 appuyée sur les surfaces d'appui 32 des brides d'écrou, une deuxième partie de panneau 86 qui part de la partie principale du panneau pour pénétrer dans les rainures de l'écrou au contact et au-dessous des parties latérales inclinées extérieures 42 et une troisième partie de panneau 88 qui est déformée et amincie au contact du fond de la rainure et s'est essentiel- lement engagée au contact de tout le fond de la rainure con- tre la paroi extérieure et, de préférence contre.la paroi intérieure 38 de la rainure. L'emboîtement mécanique englobe donc une partie intermédiaire 86 et une partie d'extrémité,88. qui maintiennent d'une manière stre le panneau dans la rai- nure. De plus, comme le montre la figure 14, les parties 90 de la partie du pannom principale sont déformées dans les évidements de passage ménagés dans l'écrou et constituent des dispositifs empochant la rotation et la distorsion des brides de l'écrou, dans des conditions indiquées ultérieu- rement. Pendant la mise en place finale de l'écrou sur le pan- neau, pendant laquelle la partie de panneau est déformée et -16- amincie, au contact du fond de la rainure, le coin 24 prend appui complètement dans l'évidement de passage 70, comme l'indiquent les figures 8 et 10. Les brides 32 sont poussées élastiquement contre l'évidement de passage 70 sans déformation des brides lorsque le panneau est déformé dans le fond de la rainure d'écrou. Le panneau peut également être déformé enpénétrant dans la partieen retrait 44 mé- nagée dans la paroi latérale extérieure 42 de la rainure d'écrou, ce qui réduit la pression sur les brides. La dé- formation des brides d'écrou diminue la force de maintien de l'écrou sur le panneau et peut provoquer un accrochage de l'écrou dans le bec. Le procédé suivant l'invention est donc moins sensible à l'action de la matrice. Lorsque la poussée est excessive, lorsque la lèvre 64 du culot de matrice va trop loin dans les rainures d'écrou, la pres- sion est atténuée dans les évidements d'écrou 46 et com- me on l'a vu, les parties en retrait 44 et les brides d'écrou ne sont pas déforméso Lorsque la poussée est in- suffisante, lorsque la lèvre de culot de matrice ne va pas assez loin dans les rainures d'écrou pour déformer la partie de panneau contre le fond de la rainure pour l'engieent complet de la paroi intérieure de la rainure, la mise en place est insuffisante pour des applications industrielles car le panneau est déformé au-dessous de la paroi extérieure inclinée de la rainure pendant la défor- mation initiale de la partie de panneau et contre le fond de la rainure de manière à déformer le panneau contre la paroi extérieure inclinée de la rainure. C'est une parti- cularité importante de l'écrou perforant, de l'assemblage sur le panneau et du procédé suivant l'invention. De plus, les évidements 72 ménagés à l'extrémité du bec sont aptes à reuevoir des fragments d'écrou dans les conditions de double poussée lorsque la presse est remise en action a- lors qu'un écrou a déjà été mis en place dans le panneau. Lorsque la presse est remise en action, les brides sont - 17 - cisaillées à partir de l'écrou déjà mis en place dans le pan- neau et le reste de l'écrou, y compris la-partie de guidage, est poussée dans le panneau, Le deuxième écrou est alors mis à la place du premier écrouo Les parties de brides cisaillées sont alors reçues dans les évidements de passage 72 ménagés dans le bec et envoyées à l'xxtérieur du dispositif de fixa- tion à matrice sans aucun dommage pour le bec. Le procédé sui- vant l'invention associe les avantages résultant de ce que l'écrou est complètement appuyé, que les parties formant bri- des ne se déforment pas, qu'il évite toute avarie au bec du fait qu'il peut s'adapter à une double pousséeo Les figures 11 à 13 représentent un deuxième mode de ré- alisation du dispositif de fixation à matrice qui peut être utilisé pour mettre en place un écrou perforant 120 représen- té par les figures 4 à 5. Le dispositif de fixation à matrice comprend un culot de matrice 154, un bec 156 et un plongeur 158 pouvant se déplacer dans les deux sens. Le culot de matri- ce 154 comprend une surface d'extrémité plane 160, un alésage central 162 et une lèvre de rivetage 164 qui entoure l'alésage 162. Dans le mode de réalisation décrit, la lèvre de rivetage 164 a une forme essentiellement circulaire de manière à pou- voir s'engager dans la rainure circulaire 136 de l'écrou et comporte de préférence une paroi extérieure 166 inclinée qui empdche toute fissuartion et toute déchirure du panneau et tout accrochage de la lèvre de rivetage dans la rainure d'écrou. Le bec 156 comprend un alésage hexagonal ou un évidement de passage d'écrou 170 dans lequel s'engagent exactement les parois latérales extérieures 122 de l'écrou perforant hexa- gonal120 et sur lequel l'écrou perforant s'appuie complètement au niveau des coins 124, comme l'indiquent les figures 12 et 13. Comme on l'a vu, le bec comprend également de préférence plusieurs passages 172 qui traversent la surface d'extrémité plane 174 du bec qui reçoit les fragements d'écrou lorsue la presse est remise enaction alors qu'un écrou est déjà mis en place dans le panneau. Le culot de matrice décrit 154 a - 18- essentiellement une forme cylindrique et comporte une rai- nure de clavetage 176, permettant une mise en place précise du culot de matrice et un chambrage 178 recevant et évacu- ant le petit cylindre découpé dans le panneau. Le procédé de mise en place de l'écrou perforant 120 sur le panneau P est essentiellement le même que celui qui a déjà été décrit. Le panneau P est placé sur le culot de matrice 154 de manière à être essentiellement parallèle à la surface d'extrémité plate 160o Un écrou perforant 120 est ensuite placé dans le passage d'écrou 170 du bec 156 de manière que la surface de perforation 128 de la partie de guidage 126 soit tournée vers le panneau. Le bec 156 et le plongeur 158 sont ensuite déplacés par rapport au cu- lot de matrice 154 dans les conditions déjà indiquées. Le plongeur 158 pousse alors l'écrou perforant de manière à ce que l'écrou perforant 120 pénètre dans le panneau P. Le panneau est alors perforé entre le bord de.peroration in- térieur 180 de la lèvre 164 du culot de matrice et le bord extérieur 182 de la partie de guidage 126 de l'écrou. le pe- tit cylindre S provenant du panneau passe alors dans l'alé- sage central 162 du culot de matrice et ce petit cylindre S provenant du panneau est éjecté par le chambrage 178. La partie de panneau voisine du bord de panneau per- foré est ensuite déformée de manière à pénétrer dans la rainure 136 de l'écrou perforant 136 en une déformation continue en deux stades. Tout d'abord, la partie de panneau est déformée autour de la paroi latérale extérieure 142 de la rainure de manière à pénétrer dans la rainure audessous de la lèvre de rivetage 164 de manière que le métal cons- tituant le panneau soit emprisonné dans la rainure. Ensuite, la partie de panneau est déformée et amincie au contact du fond de la rainure par la lèvre de rivetage 164 de manière que la partie de panneau se déforme vers l'extérieur dans le sens radial au contact de la paroi extérieure inclinée 142 et vers l'intérieur dans le sens radial au contact de la paroi latérale intérieure inclinée 138 de la rainure de- manière à réaliser un emboîtement mécanique entre la par- 25672 1 7 - 19 - tie de panneau et la rainure de l'écrou dans les conditions déjà indiquées Comme le montre notamment la figure 13Â la surface extérieure inclinée 166 de la lèvAre du culot de ma- trice dirige le panneau vers l'extérieur dans le sens ra- dial de manière à fixer solidement le panneau en-dessous de la paroi extérieure inclinée de la rainure. Comme on l'a vu, l'assemblage d'écrou et de panneau qui en résulte comprend une partie de panneau 184 qui prend appui sur les surfaces d'appui 134 du panneau des brides 132, une deuxième partie de panneau ou partie intermédiaire 186 qui va de la partie principale du panneau jusque dans la rainure d'écrou 136 et une troisième partie de panneau ou par- tie d'extrémité 188 qui est déformée de manière à s'engager contre tout le fond 140 de la rainure, au-dessous de la pa- roi extérieure inclinée 142 de la rainure et, de préférence, contre la paroi intérieure 158 de la rainure. De plus, comme l'indique la figure 15, la partie principale du panneau com- prend des parties 190 qui sont déformées de manière à péné= tree dans les évidements 146 ménagés dans le sens rxdial dans l'écrou perforant et passant entre les brides 132o Sur la figure 13, le plongeur 158 est en partie reculé pour mon- trer l'emplacement et la fonction des évidements 172 dans le bec 1-56 Comme on l'a vu, les évidements de passage 172 reçoi- vent les fragments de bride au cas o0 la presse est remise en action alors qu'un écrou perforant est déjà mis en place dans le panneauo Par ailleurs le procédé de mise en place est le même que celui qui a été décrit pour la mise n place de l'écrou perforant dans le cas des figures 1 à 3o Il va de soi que des modifications peuvent 8tre appor- tées aux écrous perforantsaux assemblages sur le panneau et au procédé qui font l'objet de l'invention sans sortir du cadre des revendications. C'est ainsi, par exemple, que, pour certaines applications, les brides peuvent être contil nues autour de la partie de guidage et comporter des parties en retrait au niveau des coins. De plus, l'écrou perforant, - 20 - qui est de préférence à tête rivée à froid ou matricé, peut. avoir un nombre quelconque de côtés, les coins prenant de préférence appui dans lebec dans les conrditions indiquées. Il est cependant possible de faire en sorte que les coins pren- nent aletrnativement appui dans le bec lorsque l'écrou perfo- rant comporte un grand nombre de cetsa et que des parties en retrait soient ménagées dans la rainure extérieure pour évi- ter la déformation des brides pendant le montage. La descrip- tion qui;a été faite de modes de réalisations préférés de l'écrou perforant, de l'assemblage avec le panneau et du pro cédé suivant l'invention, s'insère dans le cadre général de l'invention définie par les revendications. 2 5 6 7 217 REVENDICATIONS 1. Ecrou perforant comprenant une partie perforée, une rainure entourant au moins partiellemnt la partie per- forée et au moins une zone ou partie annexe formant bride ou épaulement entourant au moins partiellement la rainure, caractérisé en ce qu'il a un contour poly- gonal et comprend une partie perforée centrale (26"126) comportant une surface de perforation annulaire (289 128), un alésage (30, 130) traversant la partie perforée (26,126) en étant essentiellement per pendiculaire à la surface de perforation (28,128) et de préférence muni d'un filetage, une rainure (3.6,136) entourant la partie perforée (26,126) et comportant des parois latérales intérieure et extérieure (38,138 ou 429142) et un fond (40,140), des parties annexes formant bri- des ou épaulements situées au niveau des coins de 1e crou perforant polygonal (20,120) au niveau des cetes opposés de la partie perforée (26,126)2 chaeune des par- ties annexes (32,132) formant épaulement comportant une surface d'appui (34,134) parallèle au plan de la surface de perforation (28,128) et située à une certaine dise tance au-dessous de lui, les parois des parties annez xes (32,132) tournées vers la partie perforée consti- tuant la paroi extérieure (42,142) de la rainure (36, 136) inclinée depuis le fond (40,140) de la rainure en direction de la partie perforée (26,126), de sorte que l'ouverture de la rainure est moins large que son fond. 2. Ecrou perforant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des évidements (46,146) de passage passant de préférence dans le sens radial entre les parties annexes (32) à une certaine distance des coins de l'écrou et séparant les parties annexes les unes des autres. 3. Ecrou perforant selon l'une des revendications 1 ou 2, 2 - caractérisé en ce que la paroi latérale intérieure (38, 138) est cylindrique et essentiellement perpendiculaire au fond. 4. Ecrou perforant selon l'une des revendications I à 3, caractérisé en ce que la paroi latérale extérieure (41, 142) comporte des parties en retrait concaves (44, 144), de préférence semi-circulaires qui sont situées dans les parties annexes formant épaulements (32, 132) au niveau des coins de l'écrou perforant polygonal. 5. Ecrou perforant selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fond des évidements de passage (46, 146) coincide avec le fond (40, 140) de la rai- nure (36, 136) ou s'y raccorde. 6. Ecrou perforant selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les parties en retrait (44, 144) ménagées dans les parties annexes (32, 132) formant épaulements situées au niveau des coins sont ouvertes vers la partie perforé (26, 126). 7D Ecrou perforant selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les surfaces extérieures consti- tuant le pourtour extérieur de l'écrou sont planes et se raccordent aux zones des coins et en ce que la paroi de la partie perforée tournée vers les zones des coins ou les parties annexes formant épaulements (32, 132) constitue la paroi létérale intérieure (38, 138) de la rainure, essentiellement perpendiculaire au fond (40, ) de la rainure 8. T.te perforante' pour le montage sur un panneau ou sur une pièce analogue d'un élement femelle selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'elle comprend une matrice comportant une surface d'extrémité (60, 160) essentiellement plane, un alésage central (62, 162) et une lèvre de rivetage saillante (64, 164) qui entoure l'alésage (62, 162) et suit essentiellement le même pourtour que la rainure (36, 136) et peut s engager dans la rainure, une tête de plongeur (56, 156) compor- tant une surface d'extrémité essentiellement plane (74, 174), un alésage polygonal (709 170) traversant la surface d'extrémité, la surface intérieure de l aldsa- ge ayant une forme telle qu'elle peut s'adapter étroite- ment à l'élément femelle, et plusieurs évidements de passage (729 172) réalisés dans la surface dextrémit (74, 174).o une certaine distance des coins de l'écrou, lorsque ceux-ci sont maintenus dans l'alésage ou le pas- sage (70, 170)de l'écrou, et un poussoir (58, 958) pou- vant rffectuer télescopiquement des mouvements de va- et-vient dans la tête de plongeur (56, 156)o 9. Procédé de montage d'un écrou selon l'une des revendica- tions 9 à 7. de préférence à l'aide d'une tête perfo- rante selon la revendication 8, caractérisé en ce que o a) une tôle (P) est placée à proximité de la surface d'extrémité (60, 160) de la matrice (54, 154) et paral- lèlement à elle, l'écrou (20, 120) étant placo dans la tête de plongeur (56, 156) de telle manière que sa pare tie perforée (26, 126) soit dirigée vers la tGle (P) et, du c8té arrière de l'écrou, le poinçon (589 158) étant placé de manière à avoir le même axe que l'alé- sage (62, 162) de la matrices. b) le poinçon (58, 158) est placé par rapport à la tâte de plongeur (56, 156) jusqu'à ce qu'il vienne au contact de l'écrou perforant (20, 120) et pousse l'écrou jusqu'à ce qu'il s'applique contre la tôle et le fixe ensuite à la tôle en un mouvement continu. c) la partie perforée (26, 126) détache un petit cylin- dre (S) par perforation de la tSle (P) et, de ce fait9 forme un bord de tôle perforée et le petit cylindre (S) est transporté dans l'alésage (62, 162) de la matrice d) la lèvre de rivetage (64, 164) déforme une partie de la ttle à proximité du bord de la tôle perforée en la faisant pénétrer dans la rainure (36, 136) de l'écrou autour de la paroi extérieure inclinée (42, 142) de la rainure et emprisonne cette partie de t8le dans la rainure de l'écrou sous la lèvre de rivetage. e) la lèvre de rivetage (64, 164) déforme ensuite cet- te partie de tale contre le fond (40, 140) de la rai- nure et, ce faisant, amincit cette partie de t8le et la pousse sous la paroi latérale extérieure inclinée (42, 142) et, de ce fait, engage comme un coin cette partie de t8le dans la rainure de l'écrou et applique la partie de tale contiguë à la partie déformée con- tre la ou les surfaces d'appui (34, 134) des parties annexes formant épaulements (32, t32). f) les cetes extérieurs des pièces annexes (32, 132) formant épaulements sont précontraints ou poussés d'une manière élastique contre la surface intérieure de l'a- lésage ou du passage d'écrou (70, 170) ménagé dans la tête de plongeur (56, 156) au niveau des coins de l'é- crou polygonal tandis que la partie de t8le en ques- tion est déformée contre le fond (40, 140) de la rai- nure 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une partie de la t8le déformée est déformée dans l'évidement de passage (46, 146) de l'écrou. 11. Procédé selon l'une des revendications-9 ou 10, carac- térisé en ce qu'une partie de la t8le déformée pénè- tre dans les partiesen retrait (44, 144) de la paroi latérale extérieure (42, 142) de la rainure (36, 136) et s'y déforme également sous l'action de la surface intérieure du passage d'écrou (70, 170) de la tête de plongeur (56, 156), ce qui emptche une déformation des des parties annexes (32, 132) formant épaulements. 12. Procédé selon l'une des revendications 9 à 11, carac- térisé en ce qu'une partie de la t8le déformée est déformée autour de la paroi latérale intérieure (38, $5- 138) de la rainure (36, 136) en s'appliquant contre cette paroi latérale intérieure (38, 138) tandis qu'une autre partie de la partie de tôle déformée est déformée sous la paroi latérale extérieure inclinde (42, 142) de la rainure en s'appliquant contre celle- ci Jusqu'au moins à proximité du fond de la rainure et, de préférence, s'applique également contre la paroi latérale intérieure (38, 138). 13. Procédé selon l'une des revendications 9 à 129 caraco térisé en ce que l'écrou est fixé à la tôle de manière à être au niveau ou dans le prolongement de celle-ci, les parties de la tôle qui s'appliquent sur les surfa- ces d'appui (34, 134) étant déformées dans les évide- ments de passage (46, 146) de l'écrou. 14. Assemblage d'écrou et de tôle réalisé de préférence en utilisant une t4te de perforation selon la revendica- tion 8 et un écrou selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une partie (partie principale (84, 184) de la tôle s'applique contre les surfaces d'appui (34, 134) des parties annexes (32, 132) for- mant épaulements et est disposée parallèlement à la sur- de perforation (28, 128) de l'écrou perforant (20, 120), essentiellement dans son alignement ou au même niveau qu'elle, les parties de cette partie principale de la tôle étant déformées dans les évidements de passage (46, 146), en ce qu'une deuxième partie (86, 186) de la tôle est déformée autour des parois latérales inté- rieures des parties annexes (32, 132) formant brides tournées vers la partie perforée (26, 126) en s'appli- quant contre la paroi latérale extérieure (42, 142) de la rainure (36, 136) et en ce qu'une troisième partie de la tôle, située à proximité du bord de tôle perforé, est déformée, en s'amincissant contre le fond (40, 140) de la rainure, de telle manière qu'elle s'applique con- tre la totalité du fond de la rainure même au-dessous 6- de la paroi latérale extérieure inclinée (42, 142) de la rainure (38, 138) et en ce que, de préférence, le bord perforé de la tôle est au contact de la paroi la- térale intériaure (38, 138) de la rainure, de sorte que la deuxième partie et la troisième partie de la tô- le (86,186-ou 88, 188) assurent un verrouillage mécani- que de la tôle dans la rainure de l'écrou. o Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie perforée (26, 126) est cylindrique et que la paroi latérale intérieure (38, 138) de la rainure (36, 136) est essentiellement perpendiculaire au fond (40, 140) de la rainure (36, 136). 16. Assemblage selon l'une des revendications 14, ou 15, caractérisé en ce que l'écrou perforant polygonal (20, 120).eompzren: au moins six pans extérieurs comportant chacun une partie annexe (32, 132) formant épaulement au niveau de chaque coin. 17. Assemblage selon l'une des revendication 14 à 16, carac- térisé en ce que la deuxième partie (86, 186) de la tôle déformée est au moins partiellement déformée dans les parties en retrait (44, 144).