Rivet.
EMI0001.0001
La <SEP> présente <SEP> invention <SEP> se <SEP> rapporte <SEP> à <SEP> un
<tb> rivet <SEP> qui <SEP> se <SEP> -caractérise <SEP> en <SEP> >ce <SEP> qu'il <SEP> est <SEP> formé
<tb> par <SEP> une <SEP> pièce <SEP> tubulaire <SEP> et <SEP> une <SEP> tige, <SEP> munie
<tb> d'une <SEP> tête, <SEP> s'étendant <SEP> à <SEP> travers <SEP> cette <SEP> pièce <SEP> tu bulaire, <SEP> cette <SEP> dernière <SEP> étant <SEP> ,destinée <SEP> à <SEP> pré senter, <SEP> au <SEP> moins <SEP> d'un <SEP> côté <SEP> -de <SEP> l'ensemble <SEP> des
<tb> parties <SEP> à <SEP> river, <SEP> au <SEP> moins <SEP> un <SEP> renflement <SEP> cir culaire <SEP> ininterrompu <SEP> formant <SEP> tête <SEP> de <SEP> rivet.
<tb> Le <SEP> dessin <SEP> annexé <SEP> montre, <SEP> à <SEP> titre <SEP> d'exem ple,
<SEP> plusieurs <SEP> formes <SEP> d'exécution <SEP> .de <SEP> l'objet
<tb> suivant <SEP> l'invention.
<tb> Les <SEP> fig. <SEP> 1 <SEP> à <SEP> 5 <SEP> inclus <SEP> représentent <SEP> un <SEP> ri vet <SEP> établi <SEP> suivant <SEP> une <SEP> des <SEP> formes <SEP> d'exécution
<tb> de <SEP> l'objet <SEP> :de <SEP> l'invention <SEP> et <SEP> les <SEP> divers <SEP> stades
<tb> du <SEP> rivetage;
<tb> La <SEP> fig. <SEP> 6 <SEP> a <SEP> trait <SEP> à <SEP> un <SEP> rivet, <SEP> .dans <SEP> lequel
<tb> une <SEP> tête <SEP> renflée <SEP> est <SEP> constituée <SEP> de <SEP> chaque <SEP> côté
<tb> de <SEP> l'ensemble <SEP> des <SEP> parties <SEP> à <SEP> river <SEP> encours <SEP> de
<tb> rivetage;
<tb> Les <SEP> fig. <SEP> 7 <SEP> à <SEP> 11 <SEP> inclus <SEP> ont <SEP> trait <SEP> à <SEP> un <SEP> type
<tb> de <SEP> rivet <SEP> analogue <SEP> aux <SEP> précédents, <SEP> mais <SEP> éta bli <SEP> suivant <SEP> une <SEP> autre <SEP> forme <SEP> d'exécution; La fig: 12 représente une construction analogue à celles des. fig. 7 à 11, mais légère ment modifiée; Les fig. 13, 14 et 15 représentent une autre construction @de rivet; La fig. 16 est une variante -de ce rivet;
La fig. 17 représente une autre forme d'exécution :de l'élément femelle -du rivet.
Dans la construction des fig. 1 à 5 inclus, le rivet comprend un élément femelle tubu laire 10 -comportant une tête 11 à l'une de ses. extrémités et une face extrême biseautée 12 à son autre extrémité. Une tige pleine ou élément mâle 13 traverse l'élément femelle et porte, à l'une de ses extrémités, une tête 14 présentant une face biseautée 15 correspon dant à la face 12 -de l'élément femelle et, à son extrémité, opposée, une partie de manoeuvre ou de serrage saillante 16.
De préférence, lorsque les pièces sont assemblées; la tige pleine 13 est emmanchée légèrement à force dans l'élé ment femelle. Le rivet est agencé pour être inséré par un .des côtés d'une structure ou charpente à river, cette structure pouvant comprendre des tôles 17 et 18 percées -d'ouvertures destinées à recevoir le rivet.
Le diamètre externe du corps de l'élément femelle, latéralement à la tête 11, et le diamètre externe -de la tête 14 de l'élément mâle ont des dimensions telles que ces pièces peuvent être insérées à travers les ouvertures -des tôles et, -de préférence, ces diamètres ne sont que légèrement inférieurs à celui .desdites ouvertures.
Pour poser le rivet, on peut se servir d'une machine appropriée qui comporte des mâ choires ou éléments -de préhension servant à serrer ou saisir la partie -de manceuvre 16 de l'élément mâle et à la tirer et un dispositif de butée servant à supporter la réaction de cette traction en prenant appui contre la tête 11 -de l'élément femelle, comme indiqué par les flèches -de fig. 2.
Autours de -cette opé ration, le corps -de l'élément femelle s'épa nouit ou se renfle vers l'extérieur, comme in diqué en 19, d'un point adjacent à la tôle 17 à un point adjacent à la tête 14 de l'élément mâle, pour constituer une tête contre la tôle.
Pendant cette opération, la face biseautée de la tête 14, agissant contre la fàce biseautée 12 prévue à l'extrémité -de l'élément femelle, se comporte à la façon .d'un dispositif -de renforcement qui maintient l'extrémité adja cente de l'élément femelle contre la surface de l'élément mâle et empêche le mouvement de la tête 14 à travers l'élément femelle.
Lors que le rivet a été posé, l'élément de manoeu- vre ou .de serrage 16 de l'élément mâle peut être sectionné, comme indiqué en 20, au droit de la surface externe -de la tête 11. En raison -de l'emmanchement à force initial de l'élé ment mâle dans l'élément femelle et des forces de compression qui s'exercent sur les extrémi tés opposées de l'élément femelle, le rivet, une, fois posé, sera étanche -et empêchera l'infil tration de l'eau ou d'un fluide analogue à travers l'assemblage.
'Selon fig. 4, l'élément mâle présente une gorge 22 près de la tête 14, et la face ex trême de l'élément femelle peut être soit di- rigée plus ou moins radialement, soit inclinée comme dans la fig. 1. Si l'on adopte une face plus ou moins radiale, la face biseautée 15 -de la tête 14 aura initialement un contact marginal sensiblement externe avec la face extrême de l'élément femelle, comme indiqué en 23.
Lorsque, comme représenté par la fig. 5, on pose un rivet de ce genre présen tant une rainure 22, l'extrémité de l'élément femelle se trouve sertie ou refoulée dans la gorge annulaire 22, ce qui est très désirable en ce sens qu'un blocage est ainsi créé entre les deux éléments qui empêche d'une manière positive tout mouvement axial des .deux élé ments l'un par rapport à l'autre après la pose ,du rivet.
Dans la construction de fig. 6, au lieu que l'extrémité externe de l'élément femelle soit munie d'une tête 11, ladite extrémité -est munie d'un corps 25 qui correspond sensi blement au corps tubulaire prévu de l'autre' côté -de la structure. Pendant la pose -du ri vet, lorsqu'on soumet l'élément mâle à une traction, la force -de réaction est appliquée sur la face extrême 26 :de la partie 25 de l'é lément femelle, et cette partie se renfle pour constituer un second renflement ou tête épa nouie 27.
Par conséquent, dans cette cons truction, deux renflements 19, 27 sont cons- titués respectivement 4e part et d'autre de la -structure.
Il -est évident que, dans l'une quelconque des constructions décrites, on peut munir l'élément mâle .d'une gorge annulaire 22 pour établir un blocage entre les deux éléments en refoulant l'extrémité de l'élément femelle dans ladite gorge.
Il est aussi évident que, lorsqu'on pose le rivet, le corps de l'élément femelle .se trouve comprimé axialement, au moins initialement, avant @de. s'épanouir ou de se renfler et que ceci tend à remplir l'es- pa;ce susceptible d'exister entre les :deux élé ments et entre la paroi du trou des tôles et la surface externe de l'élément femelle que renferme -ce trou.
De préférence, l'élément femelle est fait d'un métal relativement ductile en comparai son avec le métal de l'élément mâle, et les mé- taux et dimensions en lesquels ces élément sont établis sont tels que l'élément femelle peut se renfler avant que l'élément mâle ait pu subir aucune déformation permanente. Larsqu'on cesse de soumettre l'élément mâle à une trac tion, sa liaison solide constituée initialement par un emboîtement à force avec l'ouverture de l'élément femelle peut être établie ou ré tablie de façon à assurer un assemblage étanche entre les tôles rivées.
Dans la construction de fi-. 7 à 11 inclus, l'élément femelle est muni d'une partie ex trême 30 décolletée ou de diamètre externe moindre et d'un collet 31 destiné à entrer en contact avec la tête 14 de l'élément mâle; et celui--ei présente la. gorge 22 près de la tête M.
En outre, dans cette construction, l'-élé- ment mâle est muni d'un col 32 constitué par des surfaces biseautées 33 -et 34 et occupant normalement une position telle que, après la pose du rivet, il -est situé sensiblement au droit de la surface externe de la tête 11 .de l'élément femelle, et le biseau 34 correspond sensiblement -au contour adjacent .de la sur face de la- tête 11.
En outre, l'extrémité saillante de l'élément mâle est munie de filets ou rainures 35 propres à faciliter le serrage de cette extrémité par des mâchoires ou or- 0;anes de préhension qui présenteront de pré férence -des rainures ou filets sensiblement complémentaires .des filets ou rainures 35.
En outre, il est préférable que, entre le col 34 et l'extrémité filetée de la tige pleine, le dia mètre de celle-ci soit plus petit que l'ouver ture de l'élément femelle, comme indiqué en 36, étant donné que cette disposition fa cilite l'assemblage des éléments du rivet.
Lorsqu'o.n pose un rivet de,ce genre, la partie 30 de l'élément femelle s'épanouit .comme in- diqué -en 37 (fig. 8), et cet épanouissement initial renforce l'extrémité de l'élément fe melle et la protège contre toute tendance à l'éclatement.
Il y a lieu de remarquer à ce moment que, normalement, un faible espace 38 sera initia lement présent entre les côtés des trous es tôles 17 et 18 et la surface externe -de l'élé ment femelle, étant donné qu'il serait diffi- cile d'insérer le rivet à travers les tôles si un certain jeu n'était pas prévu.
Dans la continuation du mouvement communiqué à l'élément mâle pour poser le rivet, et après la formation du renflement 37, la partie -du corps de l'élément femelle comprise entre la tête 14 et la tête 11 -est comprimée ou refou lée axialement, de façon à remplir l'espace 38 et à assurer en outre une liaison solide entre les éléments mâle et femelle, comme repré senté dans la fig 9.
La continuation: du mouve ment,de l'élément mâle produit, comme repré- sent6dans 1a fig. 10, l'épanouissement prin cipal 40 de l'élément femelle, entre l'épanouis- sement initial 37 et la tôle 17 et, finalement, la formation -de la tête écrasée 41 contre la face externe de la tôle 17. On remarquera que, pendant la pose du rivet, le -collet 31 et les parties adjacentes .de l'élément femelle ont été refoulés de façon à remplir pratique ment la gorge 22 de l'élément mâle.
Lorsque le rivet a ainsi été posé, si l'on continue à exercer la force .de traction sur l'élément mâle, cette force provoque la rupture de cet élément au,col 32 qui, à ce moment, est situé sensiblement au droit de la surface externe ,de la tête 11.
On a trouvé qu'il est désirable que la ligne -de plus grand diamètre du renflement 40 (fig. 10) se trouve soit au milieu -de la-dis- tance séparant la tôle 17 du renflement ini tial 37, soit en un point plus rapproché -de la tôle que ce renflement initial, cette dernière disposition étant préférable.
La forme la plus désirable est le type globulaire, dans lequel la partie renflée est recourbée à peu près uni formément en section axiale, comme repré senté par la fig. 10, pendant les premiers stades de sa formation ou, en :d'autres termes, reçoit dans les premiers stades de l'épanouis sement une forme ,dont la section axiale pos sède un rayon de courbure sensiblement cons tant.
Il est aussi désirable que toute la partie saillante du corps -de l'élément femelle qui est située à l'intérieur de la structure et -entre- cette structure et le renflement initial 37 par ticipe aux stades -du début de l'épanouisse ment, afin que la partie renflée commence aussitôt à tirer les tôles l'une contre l'autre.
Il est en outre désirable que cette partie -du corps de l'élément femelle soit aussi longue que possible tout en assurant le renflement de sa longueur entière, afin que l'épaisseur de la structure en cours de rivetage puisse va rier sans qu'on cesse d'obtenir le type de ren flement préféré. On a trouvé qu'il est très important, dans le but de permettre -de don ner au corps de l'élément femelle une paroi suffisamment épaisse pour assurer les résul tats désirables susmentionnés, d'augmenter la résistance à l'éclatement,de l'extrémité interne dudit élément en constituant initialement la tête<B>37.</B>
Quoiqu'on puisse réaliser un rivetage sa tisfaisant avec des rivets possédant différentes dimensions et faits de -différentes matières, on a déterminé que, dans le cas -d'un rivet de 3,2 mm, dans lequel le corps :de l'élément fe melle inséré à travers la structure à river possède approximativement un diamètre ex terne de 3,2 mm, on peut obtenir les résultats désirés d'une manière très satisfaisante si, par exemple, on observe les conditions sui vantes et les rapports suivants entre les pièces.
L'élément femelle peut être fait d'un acier à grain fin possédant une résistance de rupture à la traction .de 49 à 52, 5 kg par millimètre carré, un allongement de 22 à 26 5o sur une longueur de 5 cm et une diminution -de section .de 66 à<B>70%.</B> En outre, comme re présenté par la fig. 7, le diamètre C peut être 91 % du diamètre<I>B;</I> le diamètre<I>D</I> peut être 75,5 % du diamètre<I>B;</I> la longueur<I>A</I> peut être 50 % .du diamètre B; et la longueur axiale du -collet 31 peut être 14 % du diamètre B.
La longueur du corps de l'élément femelle, -de la face interne de la tôle 17 au oommen- eement de la partie 30, peut être 87 à 113 .de B. L'élément mâle peut être fait -d'un acier possédant une résistance de rupture à la trac tion de 147 kg à 154 par mm' et son corps peut posséder entre le col 32 et la gorge 22 un diamètre supérieur de 0,06 mm au -dia mètre -de D, de façon qu'il soit emmanché à force dans l'élément femelle. La longueur axiale -de la gorge 22 peut être 18 % du @dia- mètre B, et le diamètre au fond -de la. gorge peut être 70% du diamètre B. Le petit dia mètre du col 32 peut être 57 % du -diamètre B.
D'une façon générale, le rapport des di mensions ides pièces. d'une grosseur quelconque -de rivet peut varier dans une mesure appré ciable sans créer des résultats nuisibles, et cette variation peut dépendre jusqu'à un -cer tain point, par exemple, des métaux employés. Toutefois, en général, le diamètre D sera com pris entre 68 et 83 % du diamètre B, le -dia mètre C sera compris entre 80 et 95 % du diamètre<I>B</I> et la longueur<I>A</I> sera comprise en tre 30 et<B>75%</B> du .diamètre B. De préférence, la longueur du collet 31 sera comprise entre 8 et 20% du diamètre B.
Dans la construction de fig. 12, le collet 31 peut posséder initialement des faces la térales biseautées 44 et 45, bu bien ces faces peuvent initialement être sensiblement ra diales. Si les faces 44 et 45 sont initialement radiales, la face biseautée 15 de la tête 14 n'aura initialement qu'un contact marginal externe avec la face extrême 44,
mais la lon gueur axiale du collet est telle que ce collet se déforme pendant la traction initiale de l'é lément mâle jusqu'au moment où ses faces 44 et 45 sont biseautées et placées comme re présenté -dans la fig. 12. Si les faces sont initialement biseautées, cette disposition sera bien entendu obtenue avant la pose du rivet. Dans un cas comme dans l'autre, la face 45 du collet aura un -contact sensiblement margi nal, à sa partie externe indiquée en 47, avec le -côté -du renflement 37.
Par conséquent, pendant la pose -du rivet, et après que le ren flement 37 a été constitué, le mouvement au quel l'élément mâle peut être soumis agira, par l'intermédiaire de la tête 14 et .du collet 31, -de façon à exercer une force plus grande le long de la zone marginale externe du collet et de la ligne .de -contact ,dudit collet avec le renflement 37. Ceci a pour effet de soumettre les fibres externes du corps de l'élément fe melle à -des efforts plus grands et d'incliner la force appliquée suivant un petit angle vers l'axe du rivet, par exemple vers le centre -de la tête 11.
Dans la eonstruetion de fig. 13, 14 et 15, l'élément femelle est muni initialement d'une partie extrême 50 possédant une épaisseur radiale plus grande que le reste du -corps .de l'élément mâle, et la gorge 22 de l'élément mâle est située sensiblement en regard de cette partie extrême 50 et possède de préfé rence un léger biseau 51 à l'une de ses @extré- mités, sur le côté opposé à la tête 14. On as semble initialement les pièces -comme repré senté dans la fig. 13, puis on monte autour du corps de l'élément femelle des matrices 52 et 53 sectionnées suivant 1a ligne poin tillée 54.
En forçant alors le rivet composé à travers les matrices, la partie élargie 50 prévue à l'extrémité de l'élément femelle se trouve contrainte à s'enfoncer dans la gorge 2? par les surfaces coniques 55 des matrices. Entre la tête 11 de l'élément femelle et les surfaces coniques 55 des matrices, -celles-ci présentent des surfaces cylindriques 56, et pendant le mouvement de l'élément mâle à travers les matrices, la partie élargie 50 :
se trouve d'abord rétreinte à l'intérieur de la gorge 22, après quoi, s'il existe un excès de métal, les parties cylindriques 56 tendent à chasser ce métal sur et au delà de l'extré mité de l'élément femelle .et de la tête 14, bien que, normalement, il est possible qu'il n'y ai pas de métal en excès. La partie élar gie 50 pourrait être rétreinte dans la gorge 22 par une étampe au lieu de l'être par des ma trices.
Ainsi établi, l'ensemble se présente sensiblement comme on le voit dans la fig. 14, c'est-à-dire que les éléments mâle et femelle sont initialement bloqués de façon qu'ils ne puissent se mouvoir axialement l'un par rap port à l'autre, mais il est bien entendu que ,ce blocage n'empêchera pas le mouvement re latif -des -deux éléments de se produire pen dant la pose du rivet de la façon précéd-em- nient décrite. Lorsque le rivet a été posé comme représenté par la fig. 15,
un renfle ment 19 peut être .constitué contre la, surface interne de la structure rivée et, pendant cette formation, la partie extrême élargie 50 de l'élément femelle peut être comprimée axia- lement dans une certaine mesure et même au point de constituer une légère saillie annu laire par rapport à la tête 14.
Dans la .construction de fig. 16, l'élément femelle est muni initialement d'une partie élargie 59 :dirigée vers l'intérieur, et l'extré mité de-cet élément est évasée, -comme repré senté par les lignes pointillées 58', de façon à permettre l'insertion de l'élément mâle. On contracte alors l'extrémité évasée autour -de l'élément mâle à l'aide de galets 59', par exemple, jusqu'à ce que 1a partie 59 ait pé nétré à l'intérieur -de la gorge 22, comme re présenté par des traits pleins.
Au lieu -de se servir de galets, on peut employer une ma trice sectionnée comme représenté dans la fig. 13 pour rétreindre la partie 59 dans la gorge ou produire cette opération à l'aide d'une étampe.
Dans la construction de fi-. 17, l'élément femelle 10 est muni initialement d'une partie extrême possédant une épaisseur radiale plus grande et biseautée comme indiqué en 60, -et cette partie élargie est alors martelée vers l'in térieur ou laminée à l'aide -de galets 61 jus qu'à ce que la partie extrême initialement élargie possède sensiblement la même épais seur radiale que le reste du corps de l'élément femelle. Il -est évident que cette opération -de laminage ou -de martelage durcit le métal dans la zone de la partie initialement large et, par conséquent, renforce cette partie et la rend plus robuste.
Cet élément femelle peut être combiné avec un élément mâle tel que celui représenté dans l'une quelconque des figures précédentes, et lorsqu'on pose le rivet, la par tie durcie renforce l'extrémité,correspondante de l'élément femelle, dé façon :à la protéger contre l'éclatement et empêche le mouvement de la tête de l'élément mâle à travers cette partie.
Le biseau initial 60 assure une grada tion du durcissement et une diminution de ce durcissement vers la tête 11 :cle l'élément fe melle, et il est évident que, en modifiant la longueur de la zone de durcissement et le de gré de durcissement, on peut modifier le point auquel le renflement commence à cette extrémité de l'élément femelle. Au lieu de traiter l'extrémité de l'élément femelle -de cette manière, on peut la traiter thermique- ment pour augmenter sa résistance à l'éclate ment.
Dans les constructions décrites, il est évi dent que l'extrémité de l'élément femelle ad jacente à la tête de l'élément mâle est main tenue sensiblement parallèle à l'axe -du rivet sur une partie linéaire assez grande dudit élé ment pendant le rivetage, -de sorte que la face extrême -de l'élément femelle est maintenue en contact sensiblement sur toute son éten due avec la face de la tête 14. En d'autres termes, pendant le rivetage, une partie ex trême :de l'élément femelle adjacente à la tête 14 de l'élément mâle est maintenue sen siblement parallèle :à l'axe .du rivet.
Des rapports -décrits au sujet de fig. 7 entre les métaux et les dimensions peuvent bien entendu, être appliqués aux autres rivets décrits et représentés, au moins en ce qui con- cerne les .conditions à réaliser pour effectuer: a) le refoulement de l'élément femelle, -de fa çon à remplir les espaces susceptibles d'exis ter entre la structure à river et le rivet et entre les deux éléments; et b) la rupture de l'élément mâle au moment et au lieu voulus.
En d'autres termes, les -diamètres B et D des éléments femelle et mâle, le diamètre du .col 32, les dimensions de la gorge de l'élément mâle et la. combinaison de métaux suscepti bles d'être appliqués peuvent être adoptés pour l'un quelconque des rivets décrits.