Brevet FR2825762A1 — publié le 20021213

La présente invention concerne, de façon générale, les techniques de fixation. Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier de ses aspects, un dispositif de fixation comprenant un rivet à expansion, ce rivet comprenant luimême un manchon plastiquement déformable, dont une première extrémité est bordée par une collerette, et une tige enfilée dans le manchon et terminée par une tête prenant sélectivement appui sur une deuxième extrémité du manchon pour la rapprocher de la première extrémité et déformer le manchon en le faisant passer d'une configuration initiale à une configuration finale. Des dispositifs de ce type sont bien connus dans l'art antérieur et utilisés depuis des décennies avec satisfaction. Néanmoins, dans certaines applications, ces dispositifs font apparaître des problèmes spécifiques, notamment liés à la possibilité d'infiltration d'eau, de propagation sonore, et/ou de corrosion. Ainsi, lorsqu'on pose un rivet à expansion sur un trou percé dans une pièce destinée à le supporter, il est fréquent que la collerette du rivet ne soit pas parfaitement jointive avec la partie de la pièce entourant le trou sur laquelle le rivet vient en appui, de sorte que l'étanchéité n'est pas réalisée. De plus, lorsque le rivet et/ou la pièce le supportant sont réalisées en des métaux ou alliages différents, l'apparition de zones de corrosion est fréquente, surtout en utilisation en atmosphère humide, saline ou corrosive. Enfin, il est fréquent qu'une mauvaise fixation du rivet ou une désolidarisation partielle de celui-ci entraîne l'apparition de bruits parasites, dus à des chocs entre le rivet et son support. Ces bruits parasites surviennent fréquemment en présence de vibrations. Une première solution consiste à rectifier le contour de la pièce à proximité de la collerette du rivet ainsi que la collerette, afin de les rendre jointives. Dans ce cas, un usinage très précis est nécessaire, sans toutefois garantir l'étanchéité à long terme en raison des contraintes auxquelles peuvent être soumises les pièces, par exemple, des vibrations, des variations de température, des déformations. Une deuxième solution consiste à souder le rivet à la pièce le supportant. Cependant, cela nécessite d'utiliser un support et un rivet ayant une bonne compatibilité, en particulier en ce qui concerne le choix des matériaux, des outils et des baguettes de soudure. Les rivets sont réalisés en des matériaux ayant une malléabilité et une résistance à l'étirement minimales. Les matériaux constituant les rivets ne sont pas toujours compatibles avec les matériaux constituant les supports. Ainsi, il est parfois impossible de souder un rivet sur son support. Le dépôt de revêtements protecteurs afin de limiter la corrosion est une opération courante lors de l'utilisation de rivets ou de supports métalliques. Cependant, cela nécessite parfois de déposer le revêtement protecteur sur de très grandes surfaces, ce qui accroît les coûts. De plus, un seul défaut sur le revêtement est suffisant pour provoquer la corrosion d'une zone importante de la pièce, par différents mécanismes de corrosion, comme par exemple la corrosion par piqûre, la corrosion par pile, ou la corrosion par diffusion d'espèces oxydantes. La corrosion par gradient de température, qui survient lorsqu'une même pièce ou plusieurs pièces liées entre elles présentent sur leur surface un gradient de température, peut aussi s'ajouter à cette liste. Dans ce contexte, l'invention a pour but de proposer un dispositif de fixation par rivet, simple d'utilisation et peu coûteux, permettant d'obtenir une bonne étanchéité et, dans certaines conditions, de limiter la corrosion, lors de l'utilisation de pièces et/ou de rivets métalliques. A cette fin, le dispositif de fixation de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend en outre un organe d'étanchéité incluant un joint annulaire entourant le manchon, disposé entre les première et seconde extrémités du manchon, et prenant sélectivement appui de façon étanche sur la collerette. Un tel dispositif de fixation permet d'assurer l'étanchéité entre le rivet et au moins le bord de la pièce contre laquelle la collerette vient en appui. L'invention offre ainsi la possibilité à la fois d'assurer une bonne étanchéité de la liaison, d'éviter les problèmes de corrosion, lors de l'utilisation de supports et/ou de rivets métalliques, au moins pour autant que l'organe d'étanchéité soit réalisé en un matériau isolant, et de supprimer ou au moins de limiter les bruits parasites en présence de vibrations, au moins pour autant que l'organe d'étanchéité soit réalisé en un matériau absorbant les chocs. Un dispositif de fixation selon l'invention permet un amortissement des efforts et un bon amortissement des bruits et évite par exemple au bruit de passer d'une face vers l'autre d'un élément ou d'un pare-brise. De plus, ce type de rivet, muni de son organe d'étanchéité, permet d'assembler des pièces dont les ouvertures par rapport au fût du rivet sont de taille différente. Ainsi, avec ce dispositif, il est possible de monter, par exemple, un socle d'essuie glace comportant plusieurs ouvertures ayant des tailles différentes. L'organe d'étanchéité du dispositif de fixation selon l'invention peut comprendre un capuchon solidaire du joint annulaire et recouvrant le manchon et la tête. Le capuchon peut être formé dans un matériau extensible. Le manchon peut avoir une forme essentiellement cylindrique dans sa configuration initiale. Le manchon peut de plus présenter au moins une fente longitudinale débouchant sur sa deuxième extrémité. La tige peut présenter une zone de faiblesse permettant sa rupture sous contrainte. L'organe d'étanchéité peut contenir un polymère. Le polymère contenu dans l'organe d'étanchéité peut être un organopolysiloxane ou peut être formé à partir d'au moins un monomère sélectionné dans le groupe constitué par l'éthylène, le propène, le butène, l'acétylène, le styrène, le chlorure de vinyle, une oléfine, un oxyrane, un thiirane, un alcool allylique, un alcool propargylique, le butadiène, le néoprène, l'isoprène, et le tétrafluoroéthylène, en présence d'un initiateur de polymérisation. Les rivets, en raison de leur fonction de fixation, doivent posséder certaines caractéristiques, telles qu'une bonne résistance à l'arrachement, tout en ayant une plasticité permettant de les déformer lors de leur utilisation à des fins de fixation. Ainsi, l'utilisation de certains métaux ou alliages pour la fabrication de rivets est préférée. Le rivet peut être fabriqué en un ou plusieurs métaux ou alliages sélectionnés dans le groupe constitué par l'aluminium, le titane, le fer, l'acier, l'inox, le zinc, l'étain, le nickel, le cuivre, le laiton, le bronze, le zamak, et le maillechort. Le dispositif selon l'invention peut être utilisé en vue d'assembler au moins deux éléments par rivetage. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description qui va suivre en se référant aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels : La figure 1 représente un mode de réalisation préféré d'un organe d'étanchéité conforme à l'invention ; - La figure 2 représente un dispositif de fixation conforme à un mode de réalisation préféré de l'invention en position dans un logement avant rivetage, correspondant à un état initial ; - La figure 3 représente un dispositif de fixation conforme à un mode de réalisation préféré de l'invention en position dans un logement après rivetage, correspondant à un état final ; - La figure 4 représente un dispositif de fixation conforme à un mode de réalisation préféré de l'invention en position dans un logement pendant l'opération de rivetage, correspondant à un état intermédiaire. Sur la figure 1, un organe d'étanchéité 8 est représenté en coupe longitudinale. Cet organe d'étanchéité présente un logement 15 destiné à recevoir un rivet à expansion. L'organe d'étanchéité 8 comporte un joint annulaire 9 et un capuchon 12. Sur la figure 2, l'organe d'étanchéité 8 est représenté avec un rivet à expansion 1 dans le logement 15. L'ensemble rivet à expansion 1 et organe d'étanchéité 8 forme le dispositif de fixation. Le rivet 1 comprend lui-même un manchon plastiquement déformable 2, dont une première extrémité 3 est bordée par une collerette 4, et une tige 5 enfilée dans le manchon 2. La tige 5 est terminée par une tête 6 prenant sélectivement appui sur une deuxième extrémité 7 du manchon pour la rapprocher de la première extrémité 3 et déformer le manchon en le faisant passer d'une configuration initiale (figure 2) à une configuration finale (figure 3), en passant par une configuration intermédiaire (figure 4). Le dispositif de fixation comprenant l'organe d'étanchéité 8 inclut le joint annulaire 9. Ce dernier est disposé entre les première et seconde extrémités du manchon, et prend sélectivement appui de façon étanche sur la collerette 4. L'organe d'étanchéité 8 comprend le capuchon 12 solidaire du joint annulaire 9 et recouvrant le manchon 2 et la tête 6. Le capuchon 12 est formé dans un matériau extensible. Le manchon 2 a une forme essentiellement cylindrique dans sa configuration initiale, telle que représentée sur la figure 2. Le manchon 2 présente une fente longitudinale 13 débouchant sur sa deuxième extrémité 7. La tige 5 présente une zone de faiblesse 14 permettant sa rupture sous contrainte. Dans le cas présent, la zone de faiblesse prend la forme d'un rétrécissement de la section de la tige 5. L'organe d'étanchéité 8 contient un polymère. Ce polymère est un organopolysiloxane ou est formé à partir d'au moins un monomère sélectionné dans le groupe constitué par l'éthylène, le propène, le butène, l'acétylène, le styrène, le chlorure de vinyle, une oléfine, un oxyrane, un thiirane, un alcool allylique, un alcool propargylique, le butadiène, le néoprène, l'isoprène, et le tétrafluoroéthylène, en présence d'un initiateur de polymérisation. Le rivet 1 est fabriqué en un ou plusieurs métaux ou alliages sélectionnés dans le groupe constitué par l'aluminium, le titane, le fer, l'acier, l'inox, le zinc, l'étain, le nickel, le cuivre, le laiton, le bronze, le zamak, et le maillechort. Le rivet à expansion 1, positionné dans l'organe d'étanchéité 8, prend sélectivement appui de façon étanche, par sa collerette 4, sur le joint annulaire 9. Le joint annulaire 9 prend sélectivement appui de façon étanche sur un premier élément à riveter 11. Ce premier élément 11 est ajusté avec un second élément 10, avec lequel il doit être assemblé par rivetage. Le second élément 10 présente une ouverture d'un diamètre supérieur à l'ouverture réalisée sur la pièce 11. Le premier élément à riveter 11 peut être un parebrise de véhicule automobile. Ce pare-brise peut être de forte épaisseur. Le premier élément 11 peut être fabriqué en verre ou en matière plastique, par exemple en un polycarbonate. La figure 3 représente le rivet à expansion 1 après sertissage. Dans un premier temps, une traction exercée sur la tige 5 pour rapprocher les première et deuxième extrémités 3 et 7 du manchon 2 a déformé ce dernier, et a maté la tête 6 et la tige 5 dans le manchon 2. L'écartement et l'écrasement du manchon 2 a provoqué la déformation de l'organe d'étanchéité 8 et de sa tête 12. Cette déformation a resserré les éléments 10 et 11 l'un contre l'autre. Les éléments 10 et 11 sont maintenant solidarisés. Une traction supplémentaire sur la tige 5 permettra ensuite de sectionner celle-ci au niveau de sa zone de faiblesse 14. La figure 4 représente le rivet à expansion 1 pendant l'étape de sertissage. La traction exercée sur la tige 5 pour rapprocher les première et deuxième extrémités 3 et 7 du manchon 2 a déformé ce dernier dans une position intermédiaire entre un état initial et un état final. L'écartement et l'écrasement du manchon 2 a provoqué la déformation de l'organe d'étanchéité 8 et de sa tête 12. Cette déformation a resserré les éléments 10 et 11 l'un contre l'autre. Selon un mode de réalisation préféré, le capuchon 12 est formé dans un matériau extensible contenant un polymère. Selon une variante particulièrement préférée, le polymère est un élastomère. Des élastomères préférés incluent les caoutchoucs naturel et synthétique. Selon un mode de réalisation, l'organe d'étanchéité 8, incluant le capuchon 12 et le joint annulaire 9 est réalisé dans un seul matériau. Selon un autre mode de réalisation non représenté, le manchon 2 présente plusieurs fentes longitudinales 13. Selon un mode de réalisation non représenté, les pièces 10 et 11 peuvent présenter des ouvertures d'un diamètre sensiblement identique. Selon un mode de réalisation non représenté, la zone de faiblesse 14 est réalisée par un perçage dans la tige 5. Selon un autre mode de réalisation non représenté 1 la zone de faiblesse 14 est réalisée par le sciage transversal partiel de la tige 5. Selon encore un autre mode de réalisation non représenté, la zone de faiblesse 14 est réalisée par le soudage ou le collage de deux éléments de la tige 5, de composition identique ou différente. Selon un mode de réalisation non représenté, le rivet 1 est fabriqué, en totalité ou en partie, en un matériau contenant un polymère. Le dispositif de l'invention trouve une application privilégiée dans l'assemblage des pièces de véhicules automobiles, où l'absence d'infiltration, l'insonorisation, et la protection contre la corrosion sont particulièrement avantageuses. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation comprenant un rivet à expansion (1), ce rivet comprenant lui-même un manchon plastiquement déformable (2), dont une première extrémité (3) est bordée par une collerette (4), et une tige (5) enfilée dans le manchon (2) et terminée par une tête (6) prenant sélectivement appui sur une deuxième extrémité (7) du manchon pour la rapprocher de la première extrémité (3) et déformer le manchon en le faisant passer d'une configuration initiale à une configuration finale, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un organe d'étanchéité (8) incluant un joint annulaire (9) entourant le manchon, disposé entre les première et seconde extrémités du manchon, et prenant sélectivement appui de façon étanche sur la collerette (4). 2. Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'étanchéité (8) comprend un capuchon (12) solidaire du joint annulaire (9) et recouvrant le manchon (2) et la tête (6). 3. Dispositif de fixation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capuchon (12) est formé dans un matériau extensible. 4. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon (2) a une forme essentiellement cylindrique dans sa configuration initiale. 5. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon (2) présente au moins une fente longitudinale (13) débouchant sur sa deuxième extrémité (7). 6. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige (5) présente une zone de faiblesse (14) permettant sa rupture sous contrainte. 7. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe d'étanchéité (8) contient un polymère. 8. Dispositif de fixation selon la revendication 7, caractérisé en ce que le polymère est un organopolysiloxane ou est formé à partir d'au moins un monomère sélectionné dans le groupe constitué par l'éthylène, le propène, le butène, l'acétylène, le styrène, le chlorure de vinyle, une oléfine, un oxyrane, un thiirane, un alène, un cétène, un alcool allylique, un alcool propargylique, le butadiène, le néoprène 1 l'isoprène, et le tétrafluoroéthylène, en présence d'un initiateur de polymérisation. 9. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rivet (1) est fabriqué en un ou plusieurs métaux ou alliages sélectionnés dans le groupe constitué par l'aluminium, le titane, le fer, l'acier, l'inox, le zinc, l'étain, le nickel, le cuivre, le laiton, le bronze, le zamak, et le maillechort. 10. Application d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes à l'assemblage d'au moins deux éléments (10,11) d'un véhicule automobile.