Brevet FR3002993A1 — publié le 20140912

Organe d'assemblage vissable La présente invention se rapporte à un organe d'assemblage vissable, pour remplacer, notamment, mais non exclusivement, les rivets utilisés dans les structures des ouvrages anciens. Les rivets sont des organes d'assemblage comprenant une tige cylindrique, laquelle présente une tête à l'une de ses extrémités. Ils sont usuellement utilisés pour relier ensemble deux pièces superposées et percées d'un orifice. Le rivet est alors engagé dans l'orifice et la tête prend appui contre l'une des pièces tandis que l'autre extrémité de la tige s'étend en saillie de la surface de l'autre pièce. Cette autre extrémité est alors déformée et aplatie, pour former un renflement. Ce renflement constitue ainsi un arrêt venant en appui contre la surface de l'autre pièce. Pour l'assemblage de petites pièces, les rivets peuvent être réalisés dans un matériau malléable, tel l'acier doux ou le cuivre, de telle sorte que l'extrémité déformable du rivet peut être aisément aplatie en frappant axialement à froid l'extrémité au moyen d'un marteau à rivet par exemple, ou par déformation à l'aide d'une presse. Pour les structures de type poutres des ouvrages anciens, les rivets étaient montés à chaud. Après avoir été chauffé puis introduit dans les orifices coaxiaux des deux pièces superposées, le rivet est ensuite battu de manière à aplatir son extrémité déformable. Lors du refroidissement, le rivet se rétracte et participe au serrage des pièces assemblées. L'assemblage des pièces n'est peu ou plus réalisé aujourd'hui au moyen de rivets. En revanche, il est nécessaire de remplacer les rivets défectueux des ouvrages anciens. La mise en oeuvre à chaud est proscrite, car elle est longue, peu ergonomique et coûteuse. Aussi, ces rivets défectueux sont généralement remplacés par des ensembles vis/écrou permettant de serrer les deux pièces entre la tête de la vis et l'écrou. Cependant, ces ensembles vis/écrou assurent le seul serrage en étau entre la tête et l'écrou et diffèrent par leur esthétique des rivets anciens, lesquels présentant une fois montés, des extrémités bombées ou « en goutte de suif », alors que les ensembles vis/écrou sont à tête hexagonale. En effet, lors du montage du rivet, la frappe axiale permet une expansion radiale de la tige cylindrique à l'intérieur des orifices et ainsi un meilleur blocage en position fixe des deux pièces. Aussi, un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention est de fournir un organe d'assemblage qui puisse être substitué aux rivets tout en en assurant les mêmes fonctions. Au surplus, il est recherché un organe d'assemblage peu coûteux à mettre en oeuvre. Dans ce but, la présente invention propose un organe d'assemblage vissable comprenant, d'une part une tige présentant deux extrémités opposées et une tête solidaire de l'une desdites deux extrémités opposées, et d'autre part un écrou apte à être vissé autour de l'autre desdites deux extrémités opposées. Selon l'invention, l'organe d'assemblage comprend en outre une douille déformable présentant deux entrées opposées, tandis que ladite tige comporte une partie tronconique présentant une grande base solidaire de ladite tête et une petite base orientée vers ladite autre desdites deux extrémités opposées ; et ladite tige est apte à être engagée axialement à l'intérieur de ladite douille, de façon que ladite partie tronconique vienne en appui à l'intérieur de l'une desdites entrées, tandis que ledit écrou prend appui contre l'autre desdites entrées de manière à pouvoir dilater radialement ladite douille lorsque ledit écrou est vissé. Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la mise en oeuvre d'une douille déformable, à l'intérieur de laquelle est engagée la tige de l'organe d'assemblage, et d'une partie tronconique apte à venir s'engager axialement à l'intérieur de la douille. De la sorte, la tige pré-équipée de la douille est montée à travers l'orifice et l'écrou est vissé à l'autre extrémité de la tige. Aussi, lorsque l'écrou est serré, la partie trononique tend à être entraînée axialement à force à l'intérieur de la douille, et elle forme alors rampe vis-à-vis de la douille qui se dilate alors radialement. De la sorte, lors du serrage, la douille tend à exercer un effort radial contre la paroi de l'orifice, tout comme la tige des rivets lorsqu'ils étaient battus axialement. Avantageusement, et selon un mode de mise en oeuvre particulier, la douille présente des fentes axiales permettant de faciliter son expansion radiale. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention particulièrement avantageux, ledit écrou présente une portion d'arrêt et une portion tronconique apte à venir prendre appui à l'intérieur de l'autre desdites entrées de ladite douille. De la sorte, la douille est prise en étau au niveau de ses deux entrées opposées. Ainsi, lors du serrage la douille tend à se dilater radialement avec une plus grande amplitude au niveau de ses deux entrées opposées, ce qui permet une meilleure solidarisation des deux pièces. Selon une caractéristique de l'invention préférentielle, mais non limitative, ledit écrou présente un taraudage borgne traversant ladite portion tronconique. Ainsi, aucun élément de tige filetée ne vient faire sailli de l'écrou. La tige filetée est alors préservée de l'extérieur et par conséquent de la corrosion. Au surplus, le caractère inesthétique de la tige filetée n'apparaît pas sur l'assemblage. En outre, et selon une caractéristique avantageuse, ladite portion d'arrêt dudit écrou présente une forme de calotte sphérique, ou « en goutte de suif ». Aussi, l'écrou prend l'aspect d'une partie battue d'un rivet. Préférentiellement, la tête de l'organe d'assemblage présent également une forme de calotte sphérique de telle sorte que, visuellement, l'organe d'assemblage présente totalement l'aspect extérieur d'un rivet. Il en prend également les fonctions techniques grâce à l'expansion radiale de la douille. Selon une variante de réalisation de l'invention, ladite portion d'arrêt dudit écrou présente des encoches radiales. Ainsi, il est plus aisé de venir mettre en prise un outil sur l'écrou pour pouvoir l'entraîner en rotation et serrer l'organe d'assemblage. On ménagera par exemple huit encoches radiales relativement étroites pour conserver l'aspect de la portion d'arrêt de l'écrou. Au surplus, des encoches radiales de tête sont préférentiellement ménagées également dans la tête pour pouvoir maintenir la vis en position fixe lors du serrage. Leur nombre et le détail de leur forme sont adaptés, en termes de reprise mécanique des efforts de couple, mais aussi en termes de coût et d'esthétique. En outre, et selon une autre caractéristique de l'invention particulièrement avantageuse, mais nullement limitative, ladite douille présente deux logements sensiblement symétriques l'un de l'autre par rapport à un plan médian, et lesdits logements sont respectivement évasés à partir dudit plan médian vers lesdites entrées. De la sorte, la partie tronconique du côté de la tête d'une part et la portion tronconique de l'écrou d'autre part, viennent s'engager partiellement de façon complémentaire à l'intérieur des deux entrées opposées de la douille. Préférentiellement, les surfaces coniques de la partie tronconique et de la portion tronconique sont respectivement en contact avec les surfaces évasées de la douille. De plus, ladite douille présente une surface externe de forme cylindrique de révolution. De la sorte, elle vient parfaitement s'appliquer contre la surface interne de l'orifice, lorsque le diamètre du perçage est adapté. De préférence, la douille est réalisée en acier. L'acier choisi est relativement déformable pour que la douille puisse être expansée radialement. Au surplus, pour rendre plus aisée cette expansion et diminuer les efforts à exercer au cours de la mise en oeuvre, la douille présente des fentes axiales qui s'étendent d'un bord de la douille jusqu'à une distance donnée du bord opposé. On détaillera ci-après la position relative des fentes pour une déformation optimale. Par ailleurs, ladite tige filetée est également réalisée en acier. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture 15 de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la Figure 1 et une vue schématique en coupe axiale de l'organe d'assemblage conforme à l'invention ; 20 - la Figure 2 est une vue schématique de face selon la flèche Il de l'organe d'assemblage représenté sur la Figure 1 ; - la Figure 3 est une vue shématique en coupe axiale d'un élément de détail de l'organe d'assemblage illustré sur la Figure 1 ; et, - la Figure 4 est une vue schématique de dessus de l'élément illustré sur 25 la Figure 3. La Figure 1 illustre un organe assemblage 10 reliant ensemble deux pièces superposées à plat 12, 14. Les deux pièces 12, 14 sont percées d'un seul orifice 16 de diamètre D. À l'intérieur de l'orifice 16 est installée une douille 18 en acier déformable, présentant deux entrées opposées, une première 20 et 30 une seconde 22. La douille présente une hauteur I-1 voisine de l'épaisseur des deux pièces superposées 12, 14 et une surface externe 23 sensiblement cylindrique dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre D de l'orifice 16, au jeu fonctionnel près. En outre, elle présente deux parties 24, 26 symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan médian P lequel est sensiblement confondu avec l'interface des deux pièces superposées 12, 14. De plus, la douille 18 définit deux logements opposés, un premier 28 et un second 30. Ces deux logements 28, 30 sont respectivement évasés à partir du plan médian P de la douille 18, vers leurs entrées opposées 20, 22. Leur forme générale est sensiblement conique. On décrira dans la suite de la description, en référence à la Figure 3, et selon une variante de réalisation particulièrement avantageuse, une bague fendue permettant de faciliter sa mise en oeuvre. À l'intérieur de la douille 18 est installée, une tige 32 équipée d'une tête bombée 34 et d'une partie tronconique 36 à l'une de ses extrémités 38, et d'une partie filetée 40 à l'autre de ses extrémités 42. En outre, un écrou 44 présentant un taraudage axial borgne 45 est vissé sur la partie filetée 40, et il présente une portion tronconique 46 et une portion d'arrêt 48. Le taraudage 45 s'étend axialement à travers la portion tronconique 46 et partiellement dans la portion d'arrêt 48. Selon une variante de mise en oeuvre, un dispositif anti- dévissage est installé entre la partie filetée 40 et l'écrou 44. Par exemple, une pâte réactive est enduite sur la partie filetée 40 avant le vissage. Tout autre dispositif anti-dévissage peut être mis en oeuvre. La tête 34 de l'organe assemblage 10 présente un premier épaulement 50 prenant appui contre l'une 12 des deux pièces autour de l'orifice 16. La partie tronconique 36 présente une première grande base 52 au niveau de la tête 34 et elle s'étend coaxialement jusqu'à une première petite base 54 orientée vers l'autre extrémité 42 de la tige 32. De plus, selon un mode de réalisation particulier, l'épaulement 50 présente une première rainure circulaire à distance de la grande base 52 pour recevoir un premier joint torique. Le joint torique est destiné à venir s'appliquer autour de l'orifice 16 de manière à assurer l'étanchéité de l'organe d'assemblage une fois installée. En outre, la partie tronconique 36 s'étend à l'intérieur du premier 30 logement 28 évasé de forme conique, en coopérant de par la forme. À l'opposé, la portion d'arrêt 48 de l'écrou 44 présente un second épaulement 56 en appui contre l'autre 14 des deux pièces autour de l'orifice 16. Préférentiellement, le second épaulement 56 présente une seconde rainure circulaire permettant de recevoir un second joint torique. Il est destiné à venir s'appliquer autour de l'orifice 16. De la sorte, la tête et l'écrou permettent de former un espace étanche à l'intérieur duquel vient s'étendre les éléments de vissage. Ils sont alors préservés vis-à-vis de l'extérieur et partant, de la corrosion. La portion tronconique 46 de l'écrou 44 présente une deuxième grande base 58 au niveau de la portion d'arrêt 48 et une deuxième petite base 60 s'étendant librement à l'opposé. La portion tronconique 46 s'étend à l'intérieur du second logement 30 évasé de forme conique. Ainsi, la surface externe de la partie tronconique 36 vient s'appliquer contre la surface interne de forme conique du premier logement 28, tandis qu'à l'opposé, la surface externe de la portion tronconique 46 vient s'appliquer contre la surface interne de forme conique du second logement 30. En cela ledit écrou 44, par l'intermédiaire de sa portion tronconique 46 prend appui contre l'autre 22 desdites entrées. Par ailleurs, la portion d'arrêt 48 de l'écrou 44 telle que représentée sur la Figure 2, présente des encoches radiales 62 permettant d'installer une clé spéciale sur l'écrou 44 de manière à pouvoir l'entraîner en rotation. A l'opposé, et selon un mode de mise en oeuvre particulier, des encoches radiales sont ménagées de la même façon sur la tête 34 pour pouvoir la maintenir bloquée en rotation durant le vissage. Ainsi, lorsque l'écrou 44 est entraîné en rotation, non seulement la portion d'arrêt 48 et la tête 34 viennent prendre en étau les deux pièces 12, 14 respectivement grâce alors épaulement 56, 50, mais au surplus, la portion tronconique 46 et la partie tronconique 36 sont respectivement entraînés axialement à force l'une vers l'autre et à l'intérieur des deux logements 28, 30 vers le plan médian P. Ainsi, les surfaces externes de la portion tronconique 46 et la partie tronconique 36 sont respectivement entraînés en glissement contre les surfaces internes des deux logements coniques 30, 38 en formant rampe. Partant, la douille 18 se dilate radialement selon les flèches R de manière à s'appuyer à force contre la surface interne de l'orifice 16. De la sorte, fonctionnellement, on obtient les mêmes effets que ceux obtenus lors de la mise en oeuvre d'un rivet appliqué à chaud. Les types de vis envisagés pour la tige présentent par exemple un profil métrique M12 ou M14. Et l'organe d'assemblage, incluant l'écrou, est réalisé en acier. L'organe assemblage objet de l'invention n'est pas limité au remplacement des rivets, mais peut également être mis en oeuvre dans les applications où précisément il est nécessaire d'obtenir lors du serrage une expansion radiale du corps de l'organe assemblage. On décrira, en référence aux Figures 3 et 4, un mode particulier de mise en oeuvre de la douille 18', permettant de faciliter son expansion radiale. Ainsi, des fentes axiales 70 sont pratiquées dans l'épaisseur de la douille 18', et elles s'étendent partiellement, d'un des deux bords 72, 74, jusqu'à une distance de l'autre bord 74, 72, par exemple, équivalente au quart de la longueur de la douille 18'. Par exemple, quatre premières fentes axiales 70 sont pratiquées dans l'une des parties 24' de la douille 18', et elles sont décalées angulairement de 900 les unes des autres. A l'opposé, quatre secondes fentes axiales 70 sont également pratiquées dans l'autre desdites parties 26' de la douille 18', et elles sont décalées angulairement de 90°. Aussi, les premières fentes sont décalées angulairement par rapport aux secondes de 45°. De la sorte, on obtient des possibilités d'expansion radiales d'une plus grande amplitude, nécessitant peu d'effort axial sur les éléments vissables. D'autres modes de mise en oeuvre des fentes axiales sont prévus. Leur nombre et leur longueur, tout comme leur forme, sont déterminés de manière à conférer à la douille ses capacités de déformation. Ils sont également pris en compte dans le coût de fabrication. REVENDICATIONS1. Organe d'assemblage (10) vissable comprenant, d'une part une tige (32) présentant deux extrémités opposées (38, 42) et une tête (34) solidaire de l'une (38) desdites deux extrémités opposées, et d'autre part un écrou (44) apte à être vissé autour de l'autre (42) desdites deux extrémités opposées ; caractérisé en ce qu'il comprend en outre une douille déformable (18) présentant deux entrées opposées (20, 22), tandis que ladite tige (32) comporte une partie tronconique (36) présentant une grande base (52) solidaire de ladite tête (34) et une petite base (54) orientée vers ladite autre (42) desdites deux extrémités opposées; et en ce que ladite tige (32) est apte à être engagée axialement à l'intérieur de ladite douille (18), de façon que ladite partie tronconique (36) vienne en appui à l'intérieur de l'une desdites entrées (20), tandis que ledit écrou (44) prend appui contre l'autre (22) desdites entrées de manière à pouvoir dilater radialement ladite douille (18) lorsque ledit écrou (44) est vissé. 2. Organe d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit écrou (44) présente une portion d'arrêt (48) et une portion tronconique (46) apte à venir prendre appui à l'intérieur de l'autre desdites entrées (22) de ladite douille (18). 3. Organe d'assemblage selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit écrou (44) présente un taraudage borgne (45) traversant ladite portion tronconique (46). 4. Organe d'assemblage selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite portion d'arrêt (48) dudit écrou (44) présente une forme de calotte sphérique. 5. Organe d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ladite portion d'arrêt (48) dudit écrou (44) présente des encoches radiales (62). 6. Organe d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite tête (34) présente une forme de calotte sphérique. 7. Organe d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite douille (18) présente deux logements (28, 30) sensiblement symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan médian P, et en ce que lesdits logements (28, 30) sont respectivement évasés à partir dudit plan médian P vers lesdites entrées (20, 22). 8. Organe d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite douille (18) présente une surface externe (23) de forme cylindrique de révolution. 9. Organe d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite douille (18) est réalisée en acier. 10. Organe d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite tige filetée (40) est en acier.