Brevet FR2598189A1 — publié le 19871106

ELEMENT DE FIXATION, ECROU OU GOUJON, A SERTIR La présente invention concerne un élément de fixation, écrou ou goujon, à sertir. L'utilisation d'écrous ou de goujons à sertir pour la fixation d'éléments rapportés sur des tôles est tres répandue dans divers secteurs, notamment l'automobile car elle permet des gains de temps appréciables pour l'assemblage. De manière typique, ces écrous comportent un embout engagé dans un perçage de la tôle et serti sur la tôle. Le perçage et l'embout ont une forme carrée, ou rectangulaire, afin d'empêcher la rotation de 11 écrou. Cependant, dans ces solutions connues, le sertissage n'est assuré que sur deux côtés opposés de la forme carrée ou rectangulaire, ce qui produit des déformations de la tôle sur les deux autres côtés et par consequent un manque de précision dans le positionnement de l'écrou. De plus, la concentration d'efforts dans la tôle au voisinage des angles du perçage engendre des ruptures de la tôle préjudiciables à la bonne tenue de l'écrou. Enfin, l'obligation de conférer à l'embout et au perçage une forme carrée, ou rectangulaire, impose des opérations de fabrication supplémentaires, sans compter que l'écrou doit être correctement orienté vis-à-vis du perçage au moment du sertissage. Dans le but de pallier ces inconvénients, la présente invention propose un élément de fixation, goujon ou écrou, à sertir, comprenant un embout destiné à être engagé dans un perçage d'une tôle, caractérisé en ce que ledit embout est formé d'un fût cylindrique, destiné à être engagé dans ledit perçage, et d'une tête élargie dans le prolongement dudit fût et présentant un épaulement plan destiné à s' appliquer contre ladite tôle, ledit fût présentant une gorge, sur toute sa périphérie et au pied dudit épaulement, dont la largeur est sensiblement égale à l'épaisseur de la tale, et ladite tête comportant plusieurs saillies réparties sur ledit épaulement, d'une hauteur inférieure à l'épaisseur de la tole, le volume global desdites saillies étant sensiblement égal au volume de ladite gorge. Ainsi, grâce à l'invention, on peut prévoir des perçages circulaires dans la tale et il n'est pas besoin d'orienter l'élément à sertir par rapport à la tôle. Par ailleurs, les saillies dépassant de l'épaulement viennent pénétrer la tole lors du sertissage, ce qui assure un verrouillage positif de l'élément et l'empêche de tourner par rapport à la tôle bien que son fût ait une forme cylindrique. Enfin, le volume de matière de la tôle qui est déplacé par la pénétration des saillies est repousé vers l'intérieur de la gorge de l'écrou en remplissant celle-ci en totalité. On obtient donc un sertissage sur toute la périphérie de l'écrou, et exempt de tronçon non sertis ou encore d'angles qui risqueraient de fragiliser la tôle. De plus, le déplacement de matière, ou fluage, provoque un important crouissage du métal de la tôle, ce qui augmente sa résistance mécanique dans la zone de sertissage. Les détails et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description qui va suivre, en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un élément de fixation (écrou) à sertir conforme à la présente invention, - les figures 2 et 3 sont des vues en coupe illustrant deux phases du sertissage de l'écrou sur la tôle, et - la figure 4 est une vue en coupe d'un élément de fixation réalisé sous forme de goujon. L'élément de fixation désigné sur les figures par la référence 10 se compose d'un fût cylindrique 12 et d'une tête 14, dans son prolongement. La tête et le fût sont traversés par un trou taraudé 16 lorsqu'il s'agit d'un écrou, comme c'est le cas aux figures 1 à 3. La tête est élargie par rapport au fût et présente un épaulement essentiellement plan 18. Le fût comporte sur tout son pourtour et au pied de l'épaulement 18 une gorge 20 dont la largeur est sensiblement égale à l'épaisseur de la tôle sur laquelle on désire sertir l'élément 10, comme on le verra lors de la description des figures 2 et 3. De l'épaulement 18 se projettent plusieurs saillies 22, réparties autour du fût 12. Pour des raisons qui seront explicitées plus loin, le volume total de matière représenté par les saillies 22 est sensiblement égal au volume de la gorge 20. Les deux phases essentielles du sertissage sont illustrées aux figures 2 et 3. A la figure 2, le fût de l'écrou est engagé dans un perçage circulaire 24 de la tole 26 jusqu'à ce que les saillies 22 viennent en appui sur la tôle. Pour des raisons de clarté, on a omis de représenter aux figures les deux enclumes de sertissage qui s'appliquent sur la tête de l'écrou d'une part et sous la face intérieure de la tôle d'autre part. On mentionnera ici pour mémoire la possibilité d'utiliser le fût de l'écrou lui-même pour poinçonner la tôle et réaliser le perçage 24 dans lequel le fût est engagé comme on vient de le voir. Lorsque les deux enclumes de sertissage sont forcées en rapprochement, les saillies 22 pénètrent la tôle 26 jusqu'à ce que l'épaulement 18 vienne au contact sur la tôle. Bien entendu, les saillies doivent avoir une hauteur inférieure à l'épaisseur de la tôle. La matière de la tôle déplacée par la pénétration des saillies est repoussée vers l'intérieur de la gorge 20 qu'elle remplit en totalité. On constate donc que la pénétration des saillies 22 dans la tôle empêche toute rotation de l'écrou dans le perçage bien que le fût ait une forme cylindrique. De plus, le sertissage est assuré sur tout le pourtour du fût, et donc du perçage, ce qui lui confère une haute résistance. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'épaulement 18 présente un cordon circulaire 19 qui entdure toutes les saillies 22. Comme on le remarque aux figures 2 et 3, ce cordon assure trois rôles importants - en premier lieu, il constitue un barrage étanche aux agents atmosphériques corrosifs qu'il empêche donc de pénétrer dans la zone de sertissage, - en second lieu, il forme un barrage mécanique pour la matière déplacée par fluage lors du sertissage, qui ne peut donc se déplacer qu'en direction des intervalles separant les saillies 22 et de la gorge 20, - en troisième lieu, il empêche la déformations de la tôle vers l'extérieur, susceptibles de se produire lorsqu'on effectue un sertissage avec soyage simultané. En effet, les tractions qui apparaissent dans la tôle du fait du soyage ont tendance à élargir le perçage. Grâce à l'invention, le perçage ne présente aucun angle qui pourrait constituer une amorce de rupture ou de fissuration sous effort. On notera que la tête peut avoir toute forme désirée et que la forme cylindrique des dessins est purement illustrative. Notamment, comme illustré à la figure 4, la tête pourra comporter un prolongement fileté 28, ce qui confèrera à l'élément de fixation la forme d'un goujon fileté. S'agissant d'un écrou (figures 1 à 3), on comprendra que la présente invention s'applique aussi bien à un écrou traversant, qu'à un écrou borgne (non représenté). De plus, les saillies illustrées ont une forme sensiblement parallélépipédique mais il va de soi que de nombreuses autres formes pourront convenir dans le cadre de l'invention, notamment des cannelures radiales. REVENDICATION 1. Elément de fixation, écrou ou goujon, (10) à sertir, comprenant un embout destiné etre engagé dans un perçage (24) d'une tôle f caractérisé en ce que ledit embout est formé d'un fut cylindrique (12), destiné à être engagé dans redit perçage, et d'une tête élargie (14) dans le prolongement dudit fût et présentant un épaulement plan (18) destiné à s'appliquer contre ladite tôle (26), ledit fût présentant une gorge (20), sur tDUte s périphérie et au pied dudit épaulement, dont la largeur est sensiblement égale à l'épaisseur de la tôle, et ladite tête comportant plusieurs saillies 22) réparties sur ledit épaulement (18), d'une hauteur inférieure à l'épaisseur de la tôle, le volume global desdites saillies étant sensiblement egal au volume de ladite gorge. 2. Elément de fixation selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que lesdites saillies gt7,) ont une forme parallélépipédique. 3. Elément de fixation selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que lesdites saillies 22) ont la forme de cannelures radiales. 4. Elément de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit épaulement présente un cordon circulaire (19) entourant lesdites saillies (22).