Brevet FR2697301A1 — publié le 19940429

DISPOSITIF DE RIVET A FORCE D'INSERTION NULLE La présente invention a pour objet un dispositif de rivet à force d'insertion nulle. De façon plus précise, la présente invention concerne un dispositif de rivet pour assembler deux ou plusieurs pièces munies d'orifices coaxiaux tel que l'on puisse obtenir la solidarisation des pièces à l'aide du rivet sans qu'il soit nécessaire d'exercer une force significative pour assurer la mise en place du rivet à l'intérieur des orifices. Notamment, dans le domaine du montage de connecteur du type à report en surface sur des cartes de circuit imprimé, il est nécessaire de disposer de rivets qui assurent un centrage parfait des deux pièces à assembler tout en assurant une solidarisation efficace des deux pièces selon la direction d'insertion du rivet. Lors du montage de ce type de connecteur sur la carte, on utilise le plus souvent des robots avec lesquels il est exclu de devoir exercer une force significative pour la mise en place du connecteur pré-équipé de deux rivets sur la carte de circuit imprimé sous peine de voir le robot se mettre en sécurité, c'est-à-dire arrêter l'opération de montage. En outre, il est nécessaire que l'assemblage permette de résister une fois réalisé à des efforts, notamment aux efforts d'enfichage et de désenfichage de broches de connexion ainsi qu'aux accidents éventuels de manipulation. Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif de rivet qui permette d'assurer un centrage correct des pièces à assembler, et un serrage efficace des pièces l'une sur l'autre tout en ne nécessitant qu'une force très limitée pour l'insertion du rivet à l'intérieur des orifices ménagés dans les pièces. Pour atteindre ce but, le dispositif de rivet selon l'invention se caractérise en ce qu'il comprend: un corps tubulaire sensiblement cylindrique présentant une première et une deuxième extrémité; une collerette annulaire s'étendant à partir de ladite première extrémité à l'extérieur dudit corps sensiblement dans un plan orthogonal à l'axe dudit corps ; et au moins deux organes de verrouillage ménagés dans ledit corps, chaque organe de verrouillage étant constitué par une bande élastiquement déformable découpée dans ledit corps s'étendant selon la direction de l'axe du corps et présentant une première extrémité solidaire de la première extrémité dudit corps et une deuxième extrémité solidaire de la deuxième extrémité dudit corps, chaque bande présentant des pliages de telle manière que, dans un état initial, une partie desdites bandes fasse saillie à l'intérieur dudit corps et que, dans un état déformé, ladite bande fasse saillie à l'extérieur dudit corps, la distance selon l'axe dudit corps entre ladite collerette et la partie en saillie desdites bandes en position déformée soit sensiblement égale à l'épaisseur de l'ensemble des pièces à assembler selon la direction de l'axe commun de leurs orifices. On comprend qu'ainsi l'insertion du dispositif de rivet ne nécessite qu'une force très limitée puisque les éléments de verrouillage font saillie à l'intérieur du corps du rivet et non à l'extérieur. Cependant, lors d'une opération ultérieure, on déforme les bandes de verrouillage de telle manière qu'une partie de celle-ci fasse saillie à l'extérieur du corps en réalisant une trajectoire engageante interdisant ainsi l'extraction du rivet. Selon un mode préféré de réalisation, la collerette a la forme d'un tronc de cône dont le demi-angle au sommet est inférieur à 90, le sommet du tronc de cône étant extérieur audit corps. On voit qu'ainsi lors de la déformation des bandes de verrouillage pour former des saillies externes, la collerette peut être légèrement déformée pour compenser les tolérances sur les cotes d'épaisseur et assurer un serrage correct des deux pièces selon la direction d'insertion du rivet. Selon une autre caractéristique préférée, le corps et la collerette comportent une fente disposée dans un demi-plan contenant l'axe du corps, par quoi le diamètre extérieur dudit corps peut s'adapter au diamètre effectif des orifices dans les pièces. Cette disposition permet de compenser d'éventuelles dispersions de cote dans les dimensions des orifices des pièces à assembler et d'assurer un auto-centrage de ces deux pièces par rapport à l'axe du rivet. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles: - Ia figure 1 est une vue en perspective du rivet dans son état initial - la figure 2 est une vue en coupe verticale d'un rivet mis en place dans une des pièces à assembler; - la figure 3 est une vue en coupe verticale d'un rivet mis en place dans des pièces à assembler après sa déformation; - la figure 4 est une vue semblable à celle de la figure 1, le rivet ayant été déformé; et - la figure 5 est une vue en coupe verticale d'un exemple de mode de fixation d'un ensemble réalisé avec ce rivet sur une pièce additionnelle utilisant le trou libre résiduel du rivet après son montage. En se référant tout d'abord à la figure 1, on va décrire un mode préféré de réalisation du rivet de rétention. Ce rivet peut être réalisé par découpe, pliage et emboutissage d'une tôle d'un métal présentant des propriétés d'élasticité tel qu'un alliage cuivreux ou un acier. Le rivet est constitué par un corps cylindrique creux 10 d'axe XX'. Le rivet est muni à son extrémité supérieure d'une collerette 14 qui est raccordée à l'extrémité supérieure 12 du corps 10 et s'étend à l'extérieur de celui-ci disposée sensiblement dans un plan perpendiculaire à l'axe XX'. La collerette 14 est constituée par une seule portion de tôle ou par plusieurs segments 15 comme cela est représenté sur les figures 1 à 4. De préférence, la collerette 14 fait un angle réduit avec un plan perpendiculaire à l'axe XX' du corps. Plus précisément, la collerette est de préférence constituée par un tronc de cône dont le demi-angle au sommet est compris entre 75 et 90u. Comme on le voit, le corps 10 et la collerette 14 ne sont pas continus sur leur circonférence.Ils comportent une fente 16 pour le corps 10 et 18 pour la collerette 14, cette fente étant définie par un demi-plan contenant l'axe XX'. Comme on le voit également sur la figure 1, le corps 10 est muni d'organes de verrouillage. Dans l'exemple considéré, il y en a trois qui sont répartis angulairement à 120 par rapport à l'axe XX'. Les trois éléments de verrouillage sont identiques, seuls les éléments 20 et 22 étant visibles sur la figure 1. Les éléments de verrouillage sont constitués par une bande 24 séparée du reste du corps par des découpes axiales 26 et 28. Les extrémités de la bande 24 sont raccordées aux extrémités 12 et 13, respectivement supérieure et inférieure, du corps cylindrique 10 du rivet. Dans leur position de repos, les éléments de verrouillage sont constitués par les bandes métalliques 24 qui comportent des pliages.La bande 24 comporte une première portion 30 qui est inclinée par rapport à l'axe XX', une deuxième portion 32 qui est sensiblement orthogonale à l'axe XX' et une troisième portion 34 qui est également inclinée par rapport à l'axe XX'. L'ensemble de la bande 24 au repos fait saillie à l'intérieur du corps cylindrique 10 du rivet. Les figures montrent que, de préférence, le bord 17 du corps cylindrique 10 limitant la fente 16 est muni de pointes, par exemple deux, qui sont référencées 36 et 38, qui font saillie dans la fente 16. Leur fonction sera explicitée ultérieurement. Pour assembler les pièces 44, 45 et 46 munies respectivement des orifices 40, 42 et 43, le corps cylindrique comporte à son extrémité supérieure 12, la plus proche de la collerette 14, des découpes 47 faisant saillie hors du corps cylindrique. Selon un exemple de réalisation, la tôle utilisée pour fabriquer le rivet a une épaisseur de 0,25 mm et la largeur de la fente 16 est de l'ordre de 0,35 mm. Les autres cotes du rivet dépendent des épaisseurs des pièces à assembler et du diamètre des orifices d'assemblage. La figure 2 illustre un premier mode d'utilisation du rivet. Dans une première étape, le rivet est introduit d'abord dans l'orifice 40 de la première pièce 44 à solidariser. Grâce à la présence des portions en saillie anti-retour 47, le rivet est rendu solidaire de la pièce 44. Lors de cette insertion, les différences dues aux tolérances de fabrication sont encaissées par l'écrasement des points 36 et 38. Cela réalise un auto-serrage du rivet et un auto-centrage de celui-ci dans les orifices. Dans une deuxième étape, on introduit dans les orifices 42 et 43 des pièces 45, 46 le rivet déjà solidaire de la pièce 44 à l'aide d'un robot ou manuellement. Les éléments de verrouillage 20, 22 étant à l'intérieur du corps cylindrique cette insertion peut se faire avec une force proche de zéro.. Dans une troisième étape, on introduit à l'intérieur du corps cylindrique 10 du rivet, à l'aide du manipulateur, un doigt 50 d'ouverture des éléments de verrouillage 20, 22 du rivet. L'extrémité chanfreinée 52 du doigt agit sur la première portion 30 des organes de verrouillage. Sous l'effet de l'enfoncement du doigt 50, la portion 30 est déformée comme le montre les figures 3 et 4 pour devenir sensiblement axiale. La deuxième portion 32 fait alors saillie hors du corps cylindrique et vient en appui sur la face inférieure 46a de la pièce 46 assurant ainsi le verrouillage du rivet dans les orifices 40, 41 et 42. Les écarts d'épaisseurs des pièces 44, 45 et 46 sont absorbés par une légère déformation de la collerette 14 qui est appliquée sur la face supérieure 44a de la pièce 44. En variante, le rivet peut être introduit directement dans les orifices 40,42 et 43 des pièces 44, 45 et 46. Pour autoriser une mise en place avec une force d'insertion nulle, il faut que l'orifice 40 de la pièce supérieure 44 ait un diamètre légèrement supérieur tenant compte de la présence de saillies 47. Ensuite on provoque la déformation des éléments de verrouillage comme cela a déjà été expliqué en liaison avec la figure 3. Pour ce deuxième mode d'insertion du rivet il est également possible d'utiliser un rivet dépourvu des saillies anti-retour 47. Le rivet peut être réalisé en un matériau conducteur de l'électricité. Dans ce cas, il permet d'obtenir non seulement une solidarisation mécanique des pièces à assembler mais une liaison électrique entre celles-ci. De plus, le rivet peut être réalisé à partir d'une tôle conductrice soudable, à l'étain-plomb par exemple, pour renforcer la continuité électrique procurée par le rivet en matériau conducteur et pour rendre le démontage des pièces assemblées pratiquement impossible après soudure. La figure 5 illustre un mode perfectionné de réalisation du dispositif de rivet qui permet de fixer l'ensemble des pièces déjà assemblées à l'aide du rivet des figures 2 et 3 sur une pièce additionnelle 54, telle qu'une platine, également munie d'un orifice 56. Dans ce but, le dispositif de rivet comporte en plus du rivet proprement dit une vis standard 58 ou un rivet standard ou tout autre moyen de liaison mécanique équivalent qui est engagé dans l'orifice cylindrique interne résiduel du corps 10 du rivet. En effet, cet orifice est entièrement libre du fait que les éléments de verrouillage 20, 22 font saillie à l'extérieur du corps cylindrique après le passage du doigt d'ouverture 50. Il faut que l'orifice 56 ait un diamètre suffisant pour recevoir les éléments de verrouillage déformés. Un écrou 60 et une rondelle 62 coopèrent avec la vis 58 pour assurer la liaison mécanique entre la pièce 54 et l'ensemble des pièces 44, 45 et 46 déjà assemblées à l'aide du rivet. REVENDICATIONS 1. Dispositif de rivet, caractérisé en ce qu'il comprend: un corps (10) tubulaire sensiblement cylindrique présentant une première (12) et une deuxième (13) extrémités; une collerette annulaire s'étendant à partir de ladite première extrémité à l'extérieur dudit corps sensiblement dans un plan orthogonal à l'axe (XX') dudit corps ; et au moins deux organes de verrouillage (20, 22) ménagés dans ledit corps, chaque organe de verrouillage étant constitué par une bande (24) élastiquement déformable découpée dans ledit corps s'étendant selon la direction de l'axe du corps et présentant une première extrémité solidaire de la première extrémité dudit corps et une deuxième extrémité solidaire de la deuxième extrémité dudit corps, chaque bande présentant des pliages (30, 32, 34) de telle manière que, dans un état initial, une partie de ladite bande fasse saillie à l'intérieur dudit corps et que, dans un état déformé, ladite bande fasse saillie à l'extérieur dudit corps, et que la distance selon l'axe dudit corps entre ladite collerette (14) et la partie en saillie (32) desdites bandes en position déformée soit sensiblement égale à l'épaisseur de l'ensemble des pièces (44, 45, 46) à assembler selon la direction de l'axe commun de leurs orifices (40, 42, 43). 2. Dispositif de rivet selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite collerette (14) a la forme d'un tronc de cône, dont le demiangle au sommet est compris entre 75 et 90 degrés, le sommet dudit tronc de cône étant extérieur audit corps. 3. Dispositif de rivet selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit corps (10) et ladite collerette (14) comportent une fente (16, 18) disposée dans un demi-plan contenant l'axe dudit corps, par quoi le diamètre extérieur dudit corps peut s'adapter au diamètre des orifices dans lesdites pièces. 4. Dispositif de rivet selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'un des bords (17) de la fente (16) ménagée dans ledit corps est muni d'au moins une extension déformable (36, 38) dont la longueur est inférieure à la largeur de ladite fente dans un plan orthogonal à l'axe dudit corps. 5. Dispositif de rivet selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque bande (24) formant organe de verrouillage comporte, dans son état non déformé, une première portion pliée (30) faisant un angle avec l'axe dudit corps et s'étendant à partir de ladite première extrémité de la bande, une deuxième portion pliée (32) sensiblement orthogonale à l'axe dudit corps et une troisième portion pliée (34) raccordant ladite deuxième portion pliée à ladite deuxième extrémité de la bande et, dans son état déformé, lesdites deuxième et troisième portions pliées font saillie hors dudit corps cylindrique, ladite deuxième portion étant sensiblement orthogonale à l'axe dudit corps, par quoi lesdites pièces sont enserrées entre ladite collerette et lesdites deuxièmes portions pliées. 6. Dispositif de rivet selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit corps (10), ladite collerette (14) et lesdites bandes (24) forment une seule pièce découpée et pliée dans une même tôle métallique présentant des propriétés élastiques. 7. Dispositif de rivet selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'extrémité (12) du corps cylindrique la plus proche de ladite collerette (14) comporte des éléments (47) faisant saillie hors dudit corps pour permettre son ancrage dans une des pièces à assembler. 8. Dispositif de rivet selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est réalisé à partir d'une tôle métallique conductrice de l'électricité pour assurer une continuité électrique entre les pièces à assembler. 9. Dispositif de rivet selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est réalisé en un matériau soudable. 10. Dispositif de rivet selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de liaison mécanique (58, 60, 62) engageables dans l'orifice cylindrique du corps cylindrique (10) pour solidariser les pièces (44, 45, 46) déjà assemblées par le corps de rivet avec une pièce additionnelle (54).