Brevet FR3024507A1 — publié le 20160205

GOUJON A SERTIR DANS UN SUPPORT La présente invention concerne un goujon à sertir dans un support, et un procédé d'assemblage d'un tel goujon dans le support. Le support comporte une première face et une seconde face opposée. A titre d'exemple d'application visée, le support est réalisé à base d'un matériau composite, le support présentant une épaisseur importante, par exemple de 4 à 12 mm. Par « support », on entend un support unique ou un empilement de plusieurs sous-supports. Un goujon à sertir connu de l'état de la technique comporte : - une tige comprenant un filetage, - une tête s'étendant à une extrémité de la tige, - une collerette montée fixe sur la tige, la collerette étant destinée à présenter une position d'appui dans laquelle la collerette est en appui contre la première face du support. Un tel goujon à sertir de l'état de technique s'apparente à un rivet à rupture de tige. Lorsque la collerette est dans la position d'appui, le goujon est riveté de sorte qu'une partie de la tige se déforme et crée un bourrelet de sertissage qui vient en appui contre la seconde face du support. La partie de la tige qui se déforme s'étend entre la tête et la seconde face du support. Un tel goujon de l'état de la technique n'est pas entièrement satisfaisant pour des épaisseurs de support importantes (par exemple supérieures à 4 mm). En effet, la partie de la tige qui doit se déformer lors du rivetage présente alors une épaisseur élevée et il est extrêmement difficile de créer un bourrelet de sertissage avec une surface d'appui uniforme contre la seconde face du support. Il en résulte un goujon serti dans le support avec une faible tenue mécanique. La présente invention vise à remédier en tout ou partie à l'inconvénient précité, et concerne à cet effet un goujon à sertir dans un support, le support présentant une première face et une seconde face opposée, le goujon comportant : - une tige comprenant un filetage, - une tête s'étendant à une extrémité de la tige, - une collerette montée sur la tige, la collerette étant destinée à présenter une position d'appui dans laquelle la collerette est en appui contre la première face du support, le goujon étant remarquable en ce que la tête est conformée pour venir en appui contre la seconde face du support, en ce que la collerette est montée mobile sur la tige de manière à être déplacée dans la position d'appui lorsque la tête vient en appui contre la seconde face du support, et en ce que la collerette est conformée pour se déformer dans le filetage de la tige de manière à être sertie dans la position d'appui. Ainsi, un tel goujon selon l'invention peut être serti dans le support avec 15 une excellente tenue mécanique dans la mesure où : - la tête est conformée pour venir en appui contre la seconde face du support, - la collerette forme un contre-appui lorsqu'elle est déplacée dans la position d'appui, 20 - la déformation de la collerette dans le filetage de la tige assure le sertissage du goujon dans le support. En outre, la mobilité de la collerette permet de s'adapter à l'épaisseur du support, l'épaisseur du support pouvant être variable. Par ailleurs, le filetage de la tige s'étendant à partir de la collerette et à 25 l'opposé de la tête confère au goujon sa fonction de liaison. Dans un mode de réalisation, la tige s'étend selon une direction longitudinale, et la collerette est conformée pour se déformer dans le filetage de la tige selon une direction parallèle à la direction longitudinale et selon une 30 direction perpendiculaire à la direction longitudinale. Ainsi, une telle déformation bidirectionnelle de la collerette permet de former un filetage complémentaire au filetage de la tige au sein de la collerette. Il en résulte un sertissage réversible du goujon c'est-à-dire que le goujon peut par la suite être démonté du support en dévissant la collerette. Selon une caractéristique, la collerette présente : - une première surface en appui contre la première face du support lorsque la collerette est dans la position d'appui, - une seconde surface opposée à la première surface. Avantageusement, la première surface de la collerette présente une portion périphérique plane venant en appui contre la première face du support lorsque la collerette est dans la position d'appui. Ainsi, une telle portion périphérique plane permet de former un contre- appui. Selon une forme d'exécution, la seconde surface de la collerette présente une portion centrale renflée. Avantageusement, la tige s'étend selon une direction longitudinale, et la portion centrale renflée s'étend selon une direction parallèle à la direction longitudinale, à l'opposé de la tête. Ainsi, une telle portion centrale renflée peut se déformer aisément dans le filetage de la tige selon une direction parallèle à la direction longitudinale et selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale. Avantageusement, la première surface de la collerette présente une portion centrale renflée s'étendant selon une direction parallèle à la direction longitudinale, à l'opposé de la tête. Ainsi, la portion centrale renflée de la première surface, en conjugaison 30 avec la portion renflée de la seconde surface, permet d'obtenir une déformation longitudinale uniforme de la collerette dans le filetage de la tige sur toute l'épaisseur de la collerette. Selon une caractéristique avantageuse, la tête présente une surface 5 d'appui plane destinée à venir en appui contre la seconde face du support. Ainsi, une telle surface d'appui plane contribue à une bonne tenue mécanique du goujon dans le support. Selon une forme d'exécution, la surface d'appui de la tête et la première 10 surface de la collerette sont circulaires avec des diamètres identiques ou présentant une différence inférieure à 15 % en valeur absolue. Ainsi, la tête et la collerette permettent une excellente tenue mécanique du goujon dans le plan du support. 15 Selon une forme d'exécution, la collerette est réalisée dans un acier présentant une valeur nominale de résistance à la traction comprise entre 600 et 900 N/mm2. Ainsi, un tel acier permet de conférer à la collerette à la fois : - une ductilité suffisante lors du matriçage pour le sertissage, et 20 - une résistance suffisante après le sertissage et l'écrouissage correspondant de l'acier. La présente invention concerne également un procédé d'assemblage d'un goujon à sertir dans un support, le support présentant une première face et 25 une seconde face opposée, le procédé comportant les étapes : a) fournir un goujon conforme à l'invention, b) introduire le goujon dans un orifice ménagé dans le support de sorte que la tête vient en appui contre la seconde face du support, c) monter la collerette sur la tige et déplacer la collerette dans la position 30 d'appui où la collerette est en appui contre la première face du support, d) disposer une première matrice en appui contre la tête du goujon, e) visser une seconde matrice dans le filetage de la tige jusqu'à ce que la seconde matrice déforme la collerette dans le filetage de la tige de manière à sertir la collerette dans la position d'appui. Ainsi, un tel procédé selon l'invention permet de sertir le goujon dans le support in-situ par matriçage de la collerette. La première matrice forme la demi-matrice inférieure tandis que la seconde matrice forme la demi-matrice supérieure. En outre, un tel procédé permet un sertissage réversible du goujon c'est-à-dire que le goujon peut par la suite être démonté du support en dévissant la collerette. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre de différents modes de réalisation d'un goujon selon l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'un goujon en l'absence de collerette, - la figure 2 est une vue en coupe d'une collerette destinée à équiper un goujon selon l'invention, - la figure 3 est une vue en perspective de la collerette illustrée à la figure 2, - la figure 4 est une vue en coupe d'un goujon selon un premier mode de réalisation avant matriçage de la collerette, - la figure 5 est une vue en coupe du goujon illustré à la figure 4 après matriçage de la collerette, - la figure 6 est une vue en coupe du goujon illustré à la figure 4 en 25 présence de deux sous-supports, avant matriçage de la collerette, - la figure 7 est une vue en coupe du goujon illustré à la figure 4 en présence de trois sous-supports, avant matriçage de la collerette, - la figure 8 est une vue en coupe d'un goujon selon un deuxième mode de réalisation avant matriçage de la collerette, 30 - la figure 9 est une vue en coupe du goujon illustré à la figure 8 après matriçage de la collerette. Pour les différents modes de réalisation, les mêmes références seront utilisées pour des éléments identiques ou assurant la même fonction, par souci de simplification de la description. Le goujon 1 illustré aux figures 1 à 5 est un goujon 1 à sertir dans un support 2. Le support 2 présente une première face 20 et une seconde face 21 opposée à la première face 20. Les première et seconde faces 20, 21 sont planes. Le support 2 présente une épaisseur e, par exemple de 4 à 12 mm. Comme illustré aux figures 6 et 7, le support 2 peut être formé d'un empilement de plusieurs sous-supports. Le support 2 illustré à la figure 6 est formé d'un empilement de deux sous-supports 2a, 2b. Le support 2 illustré à la figure 7 est formé d'un empilement de trois sous-supports 2a, 2b, 2c. Le goujon 1 comporte : - une tige 10 comprenant un filetage 100, - une tête 11 s'étendant à une extrémité de la tige, - une collerette 12 montée sur la tige 10, la collerette 12 étant destinée à présenter une position d'appui (illustrée aux figures 4 et 5) dans laquelle la collerette 12 est en appui contre la première face 20 du support 2. La tige 11 s'étend selon une direction longitudinale Z'-Z. La tige 11 présente préférentiellement une section transversale circulaire. Le filetage 100 s'étend sur la longueur de la tige 11. Le filetage 100 est de préférence de type métrique. Le filetage 100 de la tige 10 s'étendant sur une hauteur H à partir de la collerette 12 et à l'opposé de la tête 11 confère au goujon 1 sa fonction de liaison. La tête 11 est conformée pour venir en appui contre la seconde face 21 du support 2. La tête 11 présente une surface d'appui 110 avantageusement 30 plane destinée à venir en appui contre la seconde face 21 du support 2. La tête 11 s'étend avantageusement selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale Z'-Z. La collerette 12 est montée mobile sur la tige 10 suivant la direction longitudinale Z'-Z de manière à être déplacée dans la position d'appui lorsque la tête 11 vient en appui contre la seconde face 21 du support 2. La collerette 12 est conformée pour se déformer dans le filetage 100 de la tige 10 de manière à être sertie dans la position d'appui. La collerette 12 est avantageusement conformée pour se déformer dans le filetage 100 de la tige 10 selon une direction parallèle à la direction longitudinale Z'-Z et selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale Z'-Z. Lorsque la tige 11 présente une section transversale circulaire, la direction perpendiculaire à la direction longitudinale Z'-Z correspond à la direction radiale. La collerette 12 présente : - une première surface 120 en appui contre la première face 20 du support 2 lorsque la collerette 12 est dans la position d'appui, - une seconde surface 121 opposée à la première surface 120. La première surface 120 de la collerette 12 présente une portion périphérique plane venant en appui contre la première face 20 du support 2 lorsque la collerette 12 est dans la position d'appui. La seconde surface 121 de la collerette 12 présente une portion centrale renflée 1210. La portion centrale renflée 1210 s'étend selon une direction parallèle à la direction longitudinale Z'-Z, à l'opposé de la tête 11. La première surface 120 de la collerette 12 présente une portion centrale renflée 1200 s'étendant selon une direction parallèle à la direction longitudinale Z'-Z, à l'opposé de la tête 11. Les portions centrales renflées 1200, 1210 des première et seconde surfaces 120, 121 de la collerette 12 sont avantageusement parallèles entre elles. La collerette 12 est réalisée dans un acier présentant avantageusement une valeur nominale de résistance à la traction comprise entre 600 et 900 30 N/mm2. La surface d'appui 110 de la tête 11 et la première surface 120 de la collerette 12 sont avantageusement circulaires avec des diamètres identiques (voir notamment figure 4) ou présentant une différence inférieure à 15 % en valeur absolue. Le goujon 1 est avantageusement réalisé dans un acier de classe 10.9, 12.9 jusqu'à 14.9 selon la norme EN 20898-1. Dans le mode de réalisation illustré aux figures 8 et 9, la collerette 12 10 diffère en ce que les première et seconde surfaces 120, 121 sont planes, en l'absence de portion centrale renflée. En outre, la collerette 12 présente un jeu transversal avec la tige 10. Un procédé selon l'invention est un procédé d'assemblage d'un goujon 1 15 à sertir dans un support 2, le support 2 présentant une première face 20 et une seconde face 21 opposée, le procédé comportant les étapes : a) fournir un goujon 1 conforme à l'invention, b) introduire le goujon 1 dans un orifice ménagé dans le support 2 de sorte que la tête 11 vient en appui contre la seconde face 21 du support 2, 20 c) monter la collerette 12 sur la tige 10 et déplacer la collerette 12 dans la position d'appui où la collerette 12 est en appui contre la première face 20 du support 2, d) disposer une première matrice 3 en appui contre la tête 11 du goujon 1, 25 e) visser une seconde matrice 4 dans le filetage 100 de la tige 10 jusqu'à ce que la seconde matrice 4 déforme la collerette 12 dans le filetage 100 de la tige 10 de manière à sertir la collerette 12 dans la position d'appui, la seconde matrice 4 présentant préférentiellement une portion centrale 40 saillante. 30 Comme visible à la figure 5, l'exécution de l'étape e) conduit à la déformation des portions centrales renflées 1200, 1210 dans le filetage 100 de la tige 10 selon une direction parallèle à la direction longitudinale Z'-Z et selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale Z'-Z. Après matriçage, les première et seconde surfaces 120, 121 de la collerette 12 sont planes. Comme visible à la figure 9, dans ce mode de réalisation, l'exécution de l'étape e) conduit : - à un remplissage de matière dans le filetage 100 de la tige 10 au niveau de la première surface 120 de la collerette, et - à un évidement au niveau de la seconde surface 121 de la collerette 12. 10 REVENDICATIONS1. Goujon (1) à sertir dans un support (2), le support (2) présentant une première face (20) et une seconde face (21) opposée, le goujon (1) comportant : - une tige (10) comprenant un filetage (100), - une tête (11) s'étendant à une extrémité de la tige (10), - une collerette (12) montée sur la tige (10), la collerette (12) étant destinée à présenter une position d'appui dans laquelle la collerette (12) est en appui contre la première face (20) du support (2), le goujon (1) étant caractérisé en ce que la tête (11) est conformée pour venir en appui contre la seconde face (21) du support, en ce que la collerette (12) est montée mobile sur la tige (10) de manière à être déplacée dans la position d'appui lorsque la tête (11) vient en appui contre la seconde face (21) du support (2), et en ce que la collerette (12) est conformée pour se déformer dans le filetage (100) de la tige (10) de manière à être sertie dans la position d'appui. 2. Goujon (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige (10) s'étend selon une direction longitudinale (Z'-Z), et en ce que la collerette (12) est conformée pour se déformer dans le filetage (100) de la tige (10) selon une direction parallèle à la direction longitudinale (Z'-Z) et selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale (Z'-Z). 3. Goujon (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la collerette (12) présente : - une première surface (120) en appui contre la première face (20) du support (2) lorsque la collerette (12) est dans la position d'appui, - une seconde surface (121) opposée à la première surface (120).30 4. Goujon (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première surface (120) de la collerette présente une portion périphérique plane venant en appui contre la première face (20) du support (2) lorsque la collerette (12) est dans la position d'appui. 5. Goujon (1) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la seconde surface (121) de la collerette présente une portion centrale renflée (1210). 6. Goujon (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tige (10) s'étend selon une direction longitudinale (Z'-Z), et en ce que la portion centrale renflée (1210) s'étend selon une direction parallèle à la direction longitudinale (Z'-Z), à l'opposé de la tête (11). 7. Goujon (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la première surface (120) de la collerette (12) présente une portion centrale renflée (1200) s'étendant selon une direction parallèle à la direction longitudinale (Z'- Z), à l'opposé de la tête (11). 8. Goujon (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la tête (11) présente une surface d'appui (110) plane destinée à venir en appui contre la seconde face (21) du support (2). 9. Goujon (1) selon la revendication 8 en combinaison avec l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que la surface d'appui (110) de la tête (11) et la première surface (120) de la collerette (12) sont circulaires avec des diamètres identiques ou présentant une différence inférieure à 15 % en valeur absolue. 10. Goujon (1) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la collerette (12) est réalisée dans un acier présentant une valeur nominale de résistance à la traction comprise entre 600 et 900 N/mm2. 11. Procédé d'assemblage d'un goujon (1) à sertir dans un support (2), le support (2) présentant une première face (20) et une seconde face (21) opposée, le procédé comportant les étapes : a) fournir un goujon (1) selon l'une des revendications 1 à 10, b) introduire le goujon (1) dans un orifice ménagé dans le support (2) de sorte que la tête (11) vient en appui contre la seconde face (21) du support (2), c) monter la collerette (12) sur la tige (10) et déplacer la collerette (12) dans la position d'appui où la collerette (12) est en appui contre la première face (20) du support (2), d) disposer une première matrice (3) en appui contre la tête (11) du goujon (1 ), e) visser une seconde matrice (4) dans le filetage (100) de la tige (10) jusqu'à ce que la seconde matrice (4) déforme la collerette (12) dans le filetage (100) de la tige (10) de manière à sertir la collerette (12) dans la position d'appui.