Brevet FR2652395A1 — publié le 19910329

La présente invention se rapporte aux boulons à sertir, aux procédés de fixation de deux pièces à l'aide d'un tel boulon à sertir et aux procédés de démontage de deux pièces après qu'elles ont été fixées à l'aide d'un boulon de ce genre. On connaît déjà un boulon à sertir, destiné notamment à fixer l'une à l'autre deux pièces ayant des alésages alignés. Ce boulon comprend une tige ayant une partie filetée et, d'un seul tenant avec celle-ci, une tête d'extrémité. La tête a un diamètre plus grand que celui de la partie filetée destinée à être enfilée dans l'alésage. Une gorge de rupture est prévue de l'autre côté de la partie filetée que la tête. Une bague est enfilée sur la tige et a une surface extérieure munie de pans de dévissage. Ce boulon à sertir présente l'inconvénient de ne pas pouvoir être monté en aveugle, c'est-à-dire de ne pas pouvoir être monté si on ne peut accéder de part et d'autre des deux pièces à fixer. L'invention pallie cet inconvénient par un boulon à sertir permettant de fixer l'une à l'autre deux pièces munies d'alésages alignés, en procédant à la fixation en aveugle, par exemple à l'aide d'un robot, et avec possibilité de démonter néanmoins le boulon de sertissage. L'invention vise donc un boulon à sertir comprenant: - une tige ayant une partie filetée munie d'une tête d'extrémité, d'un diamètre plus grand que celui de la partie filetée et d'une gorge de rupture de l'autre côté de la partie filetée que la tête. Cette gorge est destinée à provoquer la rupture de la tige, lorsqu'on exerce sur celleci une force de traction supérieure à une valeur donnée, - une bague qui est enfilée sur la tige. Elle est destinée à se déformer radialement de manière à s'accrocher dans la partie filetée de la tige et à maintenir ainsi, d'un côté, les deux pièces à fixer l'une à l'autre avec précontrainte, la tige ayant été allongée avant le sertissage de la bague. Le boulon à sertir est caractérisé par un manchon enfilé sur la tige entre la tête et la bague, de diamètre intérieur inférieur à un diamètre de la tête et en un matériau de dureté inférieure à celle du matériau de la tige et inférieure ou égale à celle du matériau de la bague et par un tube-entretoise enfilé sur la tige, entre la bague et le manchon, de diamètre intérieur inférieur au diamètre extérieur du manchon et en un matériau ayant une dureté supérieure à celle du matériau constituant le manchon et à celle du matériau constituant la bague. Les duretés Vickers HV sont par exemple de 380 à 520 pour la tige et pour le tube-entretoise de 100 à 140 pour le manchon et de 110 à 150 pour la bague. Le procédé de fixation de deux pièces l'une à l'autre ayant des alésages alignés et une épaisseur totale supérieure à celle du tube entretoise est caractérisé en ce qu'il consiste à engager le boulon mentionné ci-dessus par la tête, dans les alésages, jusqu'à ce que le manchon dépasse partiellement, du côté opposé à celui d'engagement, des alésages alignés, à maintenir la bague immobile par un outil extérieur, à tirer la tige jusqu'à déformation du manchon en un bourrelet derrière la face de la pièce la plus proche de la tête, la traction sur la tige provoquant le déplacement de celle-ci, jusqu'à ce que la gorge sorte de la bague et, après ce déplacement, à continuer à tirer la tige de façon à mettre en précontrainte les pièces à assembler, et à déformer la bague radialement sur la partie filetée de la tige. Il n'est donc nécessaire de n'avoir accès que d'un côté des pièces pour réaliser cette fixation, puisque la déformation du manchon, comme celle de la bague, s'effectue en tirant la tige d'un seul et même côté. Pour démonter, on empêche la tige de tourner en la maintenant par la tête à l'aide d'un outil de maintien convenable, on dévisse la bague de la tige, on sort la tige sur laquelle sont enfilés le manchon et le tube-entretoise, en la déplaçant dans le sens allant vers la tête, notamment efl la poussant. Avantageusement, la surface extérieure du manchon comporte une rainure périphérique à partir de laquelle débutera la formation du bourrelet de déformation destiné à venir s'appliquer contre la pièce la plus proche de la tête. Il est avantageux que la tige comprenne un tronçon lisse entre la partie filetée et la tête, tronçon lisse sur lequel coulisse, avec ajustement glissant, le manchon quand le tronçon lisse a un diamètre extérieur juste inférieur au diamètre intérieur du manchon. Celui-ci est ainsi parfaitement centré. Cela permet de bien se rendre maître de la déformation du manchon en un bourrelet. De la même façon, il est avantageux que le tronçon lisse soit plus long que le manchon, de manière à bien centrer également le tube entretoise. A cet effet, le tube-entretoise a avantageusement un diamètre intérieur juste supérieur à celui du tronçon. Pour faciliter la préhension de la tige et sa traction, sa partie filetée est avantageusement prolongée derrière la gorge de rupture d'un tronçon de préhension rainuré. Afin de mieux permettre la pose du boulon par un robot, l'extrémité libre de la tête est tronconique. Le robot qui présente le boulon par la tête, devant un trou, peut s'accommoder ainsi d'un certain désalignement. L'épaulement compris entre la tête et le tronçon lisse est avantageusement tronconique en pointant vers l'extrémité libre de la tête, de sorte que la matière du manchon qui est déformée ne peut, en aucun cas, déborder radialement au-dessus de la tête, ce qui entraînerait un défaut de définition précise de la position du manchon, et donc de la position du bourrelet destiné à venir en contact avec la face de la pièce la plus proche de la tête. Pour permettre le démontage, la surface extérieure de la tête comporte des pans. Avantageusement, la gorge ménagée sur la tige est à une distance de l'épaulement de la tête telle que, lorsque le manchon s'est déformé, et donc lorsque sa longueur a diminué, et lorsque la tige s'est déplacée, après qu'elle a subi une traction, la gorge sort juste de la bague. Il ne reste pas ainsi de bout de tige en saillie après la rupture. Il ne faut pas cependant que la gorge reste à l'intérieur de la bague, après que les opérations de pose du boulon ont été effectuées, parce que la présence de cette gorge diminuerait la retenue de la bague à la tige. A cet effet, la gorge est ménagée sur la tige à une distance de l'épaulement de la tête supérieure à la somme des longueurs du manchon, du tubeentretoise et de la bague, diminuée de la diminution de longueur du manchon due à la déformation en un bourrelet, et de l'allongement de la tige. En général, cette diminution est de 1 cm au plus. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, les figures 1 à 6 sont des vues partiellement en coupe représentant les positions successives du boulon à sertir destiné à fixer une douille D entre les deux branches B d'une chape. Le boulon à sertir comprend une tige ayant successivement, d'une extrémité à l'autre, un tronçon de préhension rainuré 1, suivi d'une gorge de rupture 2, d'une partie file tée 3, d'un premier tronçon lisse 4, d'un second tronçon lisse 5 et d'une tête 6 d'un seul tenant avec le reste de la tige et dont l'extrémité libre 7 est tronconique. Le tronçon 4 a un diamètre plus petit que le tronçon 5. Dans la partie de la figure 1 entourée du cercle A, est représentée la forme de l'épaulement compris entre le tronçon 5 et la tête 6. L'épaulement est tronconique en pointant vers l'extrémité libre de la tête. Celle-ci a un diamètre qui est plus grand que celui de la partie filetée 3 et des tronçons 4 et 5. Sur la tige, est enfilé jusqu'à la tête 6 un manchon 8 muni d'une rainure périphérique 9. Le manchon a un diamètre intérieur inférieur à un diamètre de la tête 6. Un tube-entretoise 10 est enfilé sur la tige derrière le manchon 8. Son diamètre intérieur est inférieur au diamètre extérieur du manchon 8. Derrière le tube entretoise 10, donc en étant plus éloignée de la tête 6 que le manchon 8, est enfilée sur la tige une bague 11 dont la surface extérieure comporte des pans 12 de dévissage. Le manchon 8 est en un matériau moins dur que la tige et sa tête 7, que le tube-entretoise 10 et que la bague 11. Le matériau constituant la bague 11, bien que déformable, est plus dur que celui du manchon 8, mais est moins dur que celui du tube-entretoise 10 et de la tige. Pour fixer, comme indiqué à la figure 2, les deux pièces B et D, on enfile l'ensemble du boulon par la tête 6, cette opération pouvant s'effectuer à l'aide d'un robot, notamment du fait que le tronc de cône 7 permet un guidage dans un trou adéquat de réception, la lonqueur du manchon 8 et du tube-entretoise 10 étant telle que la partie frontale de la bague 11, la plus proche de la tête 6, vienne en appui sur la face frontale extérieure de la pièce B. A la figure 3, on a déjà tiré sur la tige par un outil de traction attaquant sa partie rainurée 1. Cependant qu'une bouterolle, non représentée, maintient la bague 11 en appui sur la pièce B. Le manchon 8 se déforme en formant un bourrelet 13 en appui le long de l'autre face frontale de la pièce B. Dans le même temps, la tige s'est déplacée et la gorge 2 dépasse maintenant de la bague 11. A la figure 4, on continue à tirer sur la tige. Quand l'effort de traction exercée sur la tige est égal ou légèrement supérieur à l'effort qui permet à la bouterolle d'avancer sur la bague 11, celle-là déforme radialement la bague 11 sur la partie filetée 2 de la tige. La matière pénètre dans les filets. Les pièces B et D sont ainsi maintenues étroitement l'une contre l'autre, tant par le bourrelet 13 que par la bague 11 sertie sur la tige. A la figure 5, la traction sur la tige a atteint une valeur telle qu'elle se rompt au droit de la gorge de rupture 2. On obtient ainsi l'ensemble des pièces B et D fixées l'une à l'autre par le boulon suivant l'invention, comme représenté à la figure 6. Pour démonter l'ensemble représenté à la figure 6, on maintient par un outil extérieur la tête 6 de manière à empêcher la tige de tourner. On dévisse la bague 11 de la tige en utilisant les pans 12. Une fois que la bague 11 a été enlevée, on peut retirer l'ensemble du boulon en le poussant dans le sens allant vers la tête 6. REVENDICATIONS 1. Boulon à sertir comprenant - une tige, ayant une partie filetée (3) munie d'une tête d'extrémité (6), d'un diamètre plus grand que celui de la partie filetée (3), et d'une gorge de rupture (2) de l'autre côté de la partie filetée (3) que la tête (6), - une bague(ll), qui est enfilée sur la tige - caractérisé - par un manchon (8) enfilé sur la tige entre la tête (6) et la bague (11), de diamètre intérieur inférieur à un diamètre de la tête (6) et en un matériau de dureté inférieure à celle du matériau de la tige et inférieure ou égale à celle du matériau de la bague(11), - un tube-entretoise (10) enfilé sur la tige entre la bague (11) et le manchon (8), de diamètre intérieur inférieur au diamètre extérieur du manchon (8), et en un matériau ayant une dureté supérieure à celle du matériau constituant le manchon (8) et à celle du matériau constituant la bague (11). 2. Boulon suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure du manchon (8) comporte une rainure périphérique (9). 3. Boulon suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la tige comprend un tronçon lisse (5) entre la partie filetée (3) et la tête (6). 4. Boulon suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le tronçon lisse (5) a un diamètre extérieur juste supérieur au diamètre intérieur du manchon (8). 5. Boulon suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le tronçon lisse (5) est plus long que le manchon (8). 6. Boulon suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le tube-entretoise (10) a un diamètre intérieur juste inférieur à celui du tronçon lisse (5). 7. Boulon suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie (3) filetée de la tige est prolongée derrière la gorge de rupture (2) d'un tronçon de préhension rainure(1). 8. Boulon suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité libre de la tête (6) est tronconique. 9. Boulon suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaulement entre la tête (6) et le tronçon lisse (5) est tronconique en pointant vers l'extrémité libre de la tête. 10. Boulon suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface extérieure de la tête (6) comporte des pans (12) de dévissage. 11. Boulon suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gorge de rupture (2) est à une distance de l'épaulement de la tête qui est supérieure à la somme des longueurs du manchon (8), du tube-entretoise (10) et de la bague (11), diminuée de 1 cm au plus. 12. Procédé de fixation de deux pièces l'une à l'autre ayant des alésages alignés et une épaisseur totale supérieure à celle du tube-entretoise et inférieure à celle de la somme du tube-entretoise et du manchon, caractérisé en ce qu'il consiste à engager le boulon, suivant l'une des revendications précédentes, par la tête dans les alésages jusqu'à ce que le manchon dépasse partiellement du côté opposé des alésages alignés, - à maintenir la bague immobile par un outil extérieur, - à tirer la tige jusqu'à déformation du manchon en un bourrelet derrière la face de la pièce la plus proche de la tête, - à continuer à tirer la tige, la traction sur la tige provoquant le déplacement de celle-ci jusqu'à ce que la gorge sorte de la bague et, après ce déplacement, à continuer à tirer la tige de façon à mettre en précontrainte les pièces à assembler, et - à déformer la bague radialement sur la partie filetée de la tige, jusqu'à rupture de la tige. 13. Procédé de démontage de deux pièces réunies par un boulon à sertir, suivant l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il consiste à empêcher la tige de tourner en la maintenant par la tête, à dévisser la bague de la tige et à sortir la tige sur laquelle sont enfilés le manchon et le tube-entretoise, en la déplaçant dans le sens allant vers la tête.