Procédé de fabrication d'un ensemble comprenant une pièce rapportée rigide dans au moins une feuille rigide, et outillage pour la mise en aeuvre de ce procédé La présente invention a pour objets un procédé de fabrication d'un ensemble comprenant une pièce rapportée rigide dans au moins une feuille rigide, et un outillage pour la mise en oeuvre de ce procédé.
On a proposé de fixer une pièce rapportée rigide dans une feuille rigide en appliquant la pièce sur une surface de la feuille, puis en forçant la pièce contre cette feuille à l'aide d'un poinçon et d'une matrice correspondante disposée contre l'autre surface de la feuille. Une partie de la feuille est alors cisaillée dans la matrice et la pièce rapportée est forcée dans le trou laissé par ladite partie. La section transversale de la pièce rapportée est telle que la pièce soit forcée et s'ajuste dans le trou, de sorte que par une seule action un trou est formé dans la feuille et la pièce rapportée est fixée dans le trou.
Dans les procédés connus jusqu'ici, la surface de la pièce rapportée qui est engagée avec la surface de la feuille doit toujours être plane et être engagée à plat contre cette surface, et il faut veiller que le con tour de ladite surface plane de la pièce rapportée soit sensiblement la même que celui du bord coupant de la matrice disposée de l'autre côté de la feuille.
Le procédé constituant un objet de la présente invention, dans lequel on met en contact l'extrémité d'attaque de la pièce rapportée avec une face de la feuille et on soumet la feuille et la pièce rapportée à l'action d'un poinçon et d'une matrice de manière que la pièce rapportée soit disposée entre le poinçon et la feuille, est caractérisé en ce qu'on utilise une extrémité d'attaque de la pièce rapportée présentant une surface dont le contour est différent de celui de l'ouverture de la matrice, cette ouverture étant ali gnée avec la pièce insérée,
de manière qu'une pres- sion appliquée par le poinçon et la matrice cisaille de la feuille une partie présentant le même contour que celui de l'ouverture de la matrice et qu'une partie nu moins de la pièce rapportée soit forcée à la place de la partie cisaillée de la feuille.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, plu sieurs mises en a ouvre du procédé objet de l'invention et des variantes.
La fig. 1 est une coupe illustrant une première mise en couvre.
La fig. 2 est une coupe, à plus grande. échelle, d'une partie représentée à la fig. 1 à un autre stade du procédé.
La fig. 3 est une vue en plan d'un organe repré senté à la fig. 2.
Les fig. 4, 5 et 6, correspondant aux fig. 1, 2 et 3 respectivement, montrent une-- première variante. Les fig. 7, 8 et 9, correspondant aux fig. 1, 2 et 3 respectivement, montrent une deuxième variante. Les fig. 10, 11 et 12, correspondant aux fig. 1, 2 et 3 respectivement, montrent une troisième variante.
La fig. 13 est une vue en plan de la matrice représentée aux fig. 1, 4, 7 et 10.
La fig. 14 est une coupe illustrant une seconde mise en couvre.
La fig. 15 est une vue d'une pièce représentée à la fig. 14.
La fig. 16 est une coupe illustrant une troisième mise en aeuvre.
La fig. 17 est une coupe partielle, à plus grande échelle; correspondant à la fig. 16.
La fig. 18 est une vue en plan d'une pièce représentée -à la fig. 17. La fig. 19 est une coupe illustrant une quatrième mise en aeuvre. La fig. 20 est une coupe partielle correspondant à la fig. 19,à un autre stade du procédé.
La fig. 21 est une coupe selon XXI-XXI de la fig. 22.
La fig. 22 est une vue en plan d'un organe repré senté à la fig. 20.
La fig. 23 est une vue en plan d'un organe repré senté à la fig. 19.
La fig. 24 est semblable à la fig. 20 et montre une variante.
La fig. 25 est une vue en plan et en élévation, à plus grande échelle, d'une variante d'un organe représenté à la fig. 22.
La fig. 26 est une vue en plan d'un organe utilisé avec la variante de la fig. 25.
La fig. 27 est une vue en plan et en élévation d'une autre variante.
Il faut noter que le procédé envisagé peut être utilisé dans différentes circonstances qui tombent dans deux classes générales. La première concerne une pièce rapportée qui sert à attacher une pièce quelconque à une feuille, par exemple une douille filetée ou une borne électrique, et la seconde con cerne une pièce rapportée qui sert à fixer ensemble deux feuilles contiguës se recouvrant, par exemple un rivet ou un oeillet. Dans l'un et l'autre cas, la pièce rapportée peut être insérée dans deux feuilles au moins d'une seule fois.
En outre, une pièce rap portée peut combiner les deux fonctions d'un rivet de fixation et d'un dispositif fixé à la feuille.
On décrira une première série de mises en oeuvre du procédé en se référant particulièrement aux piè ces rapportées qui servent à fixer deux feuilles ensemble.
Dans la mise en oeuvre illustrée aux fig. 1 à 3, deux feuilles plates 1 et 2 qui doivent être fixées l'une à l'autre sont disposées horizontalement, conti guës l'une à l'autre et se recouvrant, la feuille infé rieure étant posée sur une matrice 3. La matrice 3 est constituée par un bloc cylindrique en acier dur pour matrice, dont l'axe est vertical et qui présente une cavité 4 coaxiale avec le bloc et le traversant de haut en bas. La partie supérieure 5 de la cavité 4 présente un plus petit diamètre que la partie princi pale et constitue l'ouverture de la matrice.
Un poinçon 6 vertical et cylindrique est disposé au-dessus des feuilles 1 et 2. Ce poinçon peut se déplacer verticalement et il est coaxial avec la cavité 4 de la matrice. Le poinçon 6 peut glisser dans l'alésage vertical coaxial d'un support cylindrique 7 dont le rôle est de maintenir de manière amovible une pièce rapportée, constituée ici par un rivet 8, avant son insertion et de manière que sa face supé rieure vienne à fleur de la surface inférieure du poinçon.
A son extrémité inférieure, le support 7 com prend une surface extérieure qui présente des plats diamétralement opposés dans lesquels sont percés des trous radiaux débouchant dans l'alésage central du support. Des chevilles de retenue 9 sont disposées dans ces trous et sont normalement maintenues par des ressorts à lame horizontaux 10 montés sur les dits plats de manière que les extrémités internes arrondies des chevilles pressent légèrement contre la surface latérale du rivet 8 et maintiennent ainsi le rivet élastiquement contre le poinçon.
On voit à la fig. 1 que la face supérieure du rivet 8 et la face inférieure du poinçon 6 sont toutes deux planes et horizontales. L'extrémité supérieure du rivet et l'extrémité inférieure du poinçon présen tent le même diamètre. Un peu au-dessous de son extrémité supérieure, le diamètre du rivet 8 est réduit à une valeur minimum de manière à former ul épaulement annulaire 11 faisant face vers le bas, l'angle entre l'épaulement et la surface latérale du rivet étant arrondi ou chanfreiné. Le diamètre du rivet augmente uniformément depuis l'épaulement 11 jusque vers son extrémité inférieure. L'extrémité d'attaque du rivet 8, constituée par sa partie infé rieure, est conique.
Il faut remarquer que le contour de l'extrémité d'attaque du rivet 8 est sensiblement différent du contour de l'ouverture 5 de la matrice, en ce sens que le diamètre de l'extrémité d'attaque du rivet est très supérieur au diamètre de l'ouverture 5. Le dia mètre du rivet à sa partie supérieure est encore plus grand. Le diamètre du rivet dans sa section de dia mètre minimum immédiatement au-dessous de l'épau lement 11 peut être un peu plus grand que le dia mètre de ladite ouverture.
La surface supérieure de la matrice 3 est horizon tale et plane, sauf qu'elle présente un bossage 12 peu élevé coaxial avec l'ouverture 5 et disposé autour de celle-ci de manière à former une saillie annulaire mince s'étendant vers le haut et entourant ladite ouverture. Comme on l'a dit, la matrice 3 est faite d'un acier dur pour matrice et elle est plus dure que les feuilles 1 et 2 et que le rivet 8 qui sont en acier doux. Le rivet 8 est cependant plus dur que les feuilles.
Dans la mise en oeuvre du procédé d'insertion du rivet 8, le poinçon 6 descend et force ainsi l'extré mité d'attaque du rivet 8 en contact avec la surface supérieure de la feuille supérieure 1. Quand la pres sion augmente, et par le fait que le diamètre du rivet 8 est supérieur à celui de l'ouverture 5 de la matrice, des parties des feuilles 1 et 2 sont cisaillées et entraînées dans la cavité 4 de la matrice, ces par ties présentant un contour sensiblement égal à celui de l'ouverture 5 de la matrice, et le rivet pénètre dans le trou formé dans les feuilles par le cisaillement desdites parties. En même temps,
le bossage annulaire 12 est forcé dans la surface inférieure de la feuille 2 et l'extrémité d'attaque du rivet est comprimée et forcée dans la partie supérieure de la cavité 4 de la matrice. Par suite de la pression très élevée exercée juste au-dessus du bossage annulaire 12, la matière constituant le rivet 8 s'étale vers l'extérieur en 14 et cette matière forme elle-même une cavité dans la matière environnante de la feuille 2. La partie supé rieure du rivet 8, de plus grand diamètre, est égale ment forcée dans la surface supérieure de la feuille 1.
Il n'est évidemment pas possible de représenter la succession de déformations de la matière consti tuant les feuilles 1 et 2 et le rivet 8 qui se produit pendant l'opération d'insertion, mais la fig. 2 montre en coupe la forme que peut prendre le rivet 8 et le trou à travers les feuilles 1 et 2 quand l'opération d'insertion est achevée. Il s'est formé un évidement annulaire 13 dans la surface inférieure de la feuille 2 sous l'action du bossage annulaire 12. La référence 14 désigne la partie de la matière du rivet 8 qui s'est étalée vers l'extérieur et qui a été forcée dans la feuille 2, et la référence 15 désigne la partie supé rieure du rivet qui a été forcée dans la feuille 1.
Peu après que l'opération d'insertion a com mencé, la surface inférieure du support 7 bute contre la surface supérieure de la feuille 1. Ensuite, le sup port 7 reste fixe et le poinçon 6 continue à descendre, le rivet .8 passant au-delà des extrémités des che villes 9 jusqu'à ce que les extrémités des chevilles engagent la surface latérale du poinçon lui-même. Quand le poinçon est retiré, abandonnant derrière lui le rivet 8, le support 7 qui est sollicité élastiquement vers le bas par rapport au poinçon 6 vers la position représentée, revient dans cette position.
La variante représentée aux fig. 4 à 6 concerne l'insertion d'un rivet 8 de forme différente du rivet précédent. Ce rivet 8 est de forme cylindrique, sauf en ce qui concerne son extrémité d'attaque qui est en forme de cône comme dans le cas précédent. La partie inférieure du poinçon 6 est également conique et coopère avec un évidement complémen taire ménagé dans la partie supérieure du rivet. Ce dernier présente encore un plus grand diamètre que l'ouverture 5 de la matrice.
La fig. 5 montre comment le rivet est claveté dans les feuilles 1 et 2. On voit qu'il existe un évide ment annulaire 13 dans la feuille 2 semblable à celui représenté à la fig. 2, et une saillie extérieure annu laire 14 du rivet 8 ancrée dans la feuille 2. Il existe aussi une saillie extérieure annulaire 15a ancrée dans la feuille 1 à la surface supérieure de celle-ci. Cette saillie 15a, contrairement à la saillie 15 de la fig. 2, est formée par l'action du fond conique du poin çon 6. Comme dans le cas de la fig. 2, le rivet (fig. 5) s'ajuste étroitement dans le trou des feuilles.
Les fig. 7 à 9 montrent une autre variante dans laquelle le rivet 8 est un cône tronqué présentant la petite extrémité en bas et percé d'un trou axial 16 taraudé. Les deux extrémités du rivet 8 sont concaves et coniques (fig. 8). Une partie 17 de la surface extérieure du rivet, entre ses extrémités, présente des cannelures longitudinales.
Comme précédemment, le rivet présente un dia mètre nettement plus grand, même à son extrémité d'attaque, que le diamètre de l'ouverture 5 de la matrice. La fig. 8 montre le rivet et les feuilles après l'insertion. Les références 13, 14 et 15a désignent des parties semblables aux parties de la fig. 5 portant les mêmes références. Il faut noter que la saillie 14 est plus petite que dans les cas précédents (fig. 2 et 5), mais suffisante pour assurer l'ancrage dans la feuille 2.
Il faut remarquer aussi qu'après l'insertion, le rivet représenté aux fig. 8 et 9 constitue une douille filetée intérieurement qui permet de connecter aux feuilles 1 et 2 une partie filetée extérieurement.
Dans la variante représentée aux fig. 10 à 12, le rivet 8 est de forme tronconique, la plus petite extrémité étant tournée vers le bas. L'extrémité d'attaque du rivet est constituée par un cône et l'extrémité supérieure est plane. L'extrémité infé rieure du poinçon 6 est plane. L'extrémité d'attaque du rivet est d'un diamètre supérieur à celui de l'ouverture 5 de la matrice et l'extrémité supérieure présente évidemment un diamètre encore plus grand.
On voit à la fig. 11 le rivet après l'insertion, les références 13 et 14 désignant des parties semblables à celles portant les mêmes références des fig. 2 et 5. L'extrémité supérieure du rivet, pour une raison qui n'est pas entièrement claire, est évasée légèrement vers l'extérieur.
Les rivets représentés aux fig. 1, 4 et 10 peuvent présenter une surface cannelée comme celle du rivet de la fig. 7. Ces cannelures peuvent être remplacées par un certain nombre de rainures de section rectan gulaire, par exemple trois à des intervalles de 1200. Dans chaque cas, une telle formation assure un clave- tage entre le rivet et les feuilles qui empêche toute rotation relative des parties.
Le procédé a été décrit jusqu'ici en se référant à l'application d'un rivet, c'est-à-dire d'une pièce rap portée fixant ensemble les deux feuilles. Il est clair cependant que les pièces rapportées peuvent être aussi bien insérées dans une seule feuille de même épaisseur que les deux feuilles décrites, c'est-à-dire d'une épaisseur propre à loger la pièce rapportée. Dans ce cas, les pièces rapportées ne peuvent agir comme un rivet, mais elles peuvent servir, notam ment dans le cas de la pièce rapportée des fig. 7 à 9, à fixer des parties extérieures à la feuille.
Il faut noter que dans tous les exemples décrits jusqu'ici le diamètre de la pièce rapportée est plus grand que celui de l'ouverture de la matrice non seulement à l'extrémité arrière, mais aussi à rextré- !mité d'attaque. On peut voir sur les dessins, grossiè rement à l'échelle, que le diamètre de la pièce rap portée à son extrémité d'attaque dépasse d'environ 20 à 30 11/o le diamètre de l'ouverture de la matrice.
Une application spéciale du procédé décrit concerne la fixation d'un disque de caoutchouc contre un disque de support coaxial, par exemple en acier doux, pour constituer une plaque composée, par exemple un diaphragme qui peut être utilisé dans une soupape de commande de la pression d'un gaz. Une telle mise en aeuvre du procédé est repré sentée aux fig. 14 et 15.
Un disque 20 de caoutchouc est fixé contre un disque de support 21 au moyen d'une pièce rapportée 22 constituant un élément de fixation d'une seule pièce comprenant une tige circu laire 23 avec une tête circulaire coaxiale plus grande 24 à l'une de ses extrémités. La tige est forcée et s'ajuste dans un trou central du disque de support et passe à travers un trou central du disque de caoutchouc, la partie de ce dernier qui entoure le trou central étant pincée entre la tête 24 et le disque de support 21.
L'élément de fixation 22 est supporté sur un poinçon 25, sa tête circulaire 24 étant en bas et s'ajustant dans un évidement correspondant du poin çon, la face supérieure de la tête étant à fleur de la surface du poinçon. Le disque de caoutchouc 20, qui est préformé avec son trou central, est ainsi posé à plat sur la tête et sur le poinçon, son trou central s'ajustant avec jeu autour de la tige de l'élément de fixation. Le disque de support 21, ne présentant pas de trou central, est alors placé hori zontalement et coaxialement sur l'extrémité supé rieure de la tige 23.
Une matrice 26, présentant une ouverture verticale 27 de section circulaire dans sa surface inférieure, cette ouverture étant concentrique avec les autres. parties, est entraînée verticalement vers le bas au moyen d'une presse par exemple, sur le disque de support, de sorte que ce dernier est forcé vers le bas et que la tige 23 de l'élément de fixation fixe 22 est entraînée, à la manière d'un poinçon, à travers le disque de support, cisaillant ainsi une partie circulaire centrale dudit disque et l'entraînant dans l'ouverture de la matrice.
La tige de l'élément de fixation est forcée et s'ajuste dans le trou formé par le cisaillement de ladite partie du disque de support et, en même temps, la tête 24 de la pièce rapportée pince, comme on l'a dit précédemment, le disque de caoutchouc entre elle et le disque de support.
La tige de la pièce rapportée ne présente pas un diamètre uniforme, mais différents diamètres selon les niveaux. Ainsi, en supposant que la tête est en bas comme indiqué précédemment, la tige présente une partie supérieure ou extrémité d'attaque 28 dont le diamètre est suffisamment inférieur au diamètre de l'ouverture de matrice pour lui permettre de passer dans cette ouverture après avoir enlevé par poinçonnage la partie centrale du disque de support.
Au-dessous de cette partie supérieure, la tige pré sente une partie intermédiaire 29 d'un diamètre légè rement plus grand que celui de la partie supé rieure 28, et c'est cette partie intermédiaire 29 qui est forcée et s'ajuste dans le trou central du disque de support. Finalement, au-dessous de ladite partie intermédiaire, la tige présente une partie infé rieure 30 d'un diamètre considérablement plus grand que celui de la partie intermédiaire, de manière à former un épaulement faisant face vers le haut.
Quand la matrice et le disque de support sont entraînés vers le bas, la partie du disque de support qui entoure le trou qui vient d'être perforé dans ce dernier bute contre cet épaulement et ainsi la course vers le bas du disque de support est terminée au niveau désiré. A ce niveau, le disque de support pince le disque de caoutchouc de manière suffisam ment étroite entre lui et la tête de la pièce rap portée 22.
Nous allons décrire maintenant quelques détails de la pièce rapportée utilisée dans cette mise en #uvre. La partie supérieure de la tige est cylindrique et présente une surface latérale unie. Elle est très courte et sa surface supérieure présente un évidement peu profond 31 en forme de dôme laissant subsister seulement une étroite partie supérieure marginale qui engage réellement la surface du disque de support pour perforer le trou central dans ce dernier. Cette partie supérieure présente un diamètre qui lui permet juste d'entrer librement dans l'ouverture de la matrice.
Entre la partie supérieure et la partie inter médiaire de la tige, une étroite rainure 32 de section semi-circulaire est taillée dans ladite tige.
La partie intermédiaire 29 est plus longue que la partie supérieure, cette longueur étant presque égale à l'épaisseur de disque de support, de sorte qu'elle peut presque remplir le trou quia été perforé dans ce dernier. Son diamètre est suffisamment supérieur à celui dudit trou pour assurer un ajustage serré. La surface de la partie intermédiaire peut être canne lée, soit verticalement soit légèrement hélicoïdale- ment, pour lui permettre de mordre dans la surface du bord du trou. Entre la partie intermédiaire 29 et la partie inférieure 30 de la tige, il existe une seconde rainure 33 étroite taillée dans la tige selon une entaille conique, cette partie inférieure étant de forme cylindrique pleine.
La tête 24 de la pièce rapportée comporte une surface supérieure plane qui présente une nervure annulaire 34 agencée pour !mordre dans la surface inférieure du disque de support.
La surface inférieure de la matrice 26 entourant l'ouverture de la matrice comprend une nervure 35 qui, après que le disque de support a buté contre l'épaulement formé par la partie 30 de la tige, forme par pression une rainure correspondante 36 dans la surface supérieure du disque de support, obligeant ainsi le métal du disque autour du trou à s'étaler légèrement en direction radiale vers l'intérieur et à pénétrer ainsi dans la rainure étroite 32 entre la partie supérieure et la partie intermédiaire de la tige, de manière à claveter fortement le disque de support à la tige.
La surface supérieure de la partie supérieure de la tige, au lieu d'avoir la forme décrite ci-dessus, peut présenter d'autres formes. Par exemple, elle peut être en forme de dôme ou de forme conique. Si la matière constituant le disque de support et l'épaisseur de ce dernier sont correctement choisies, la partie centrale du disque sera cisaillée avec précision selon le dia mètre de l'ouverture de matrice 27. La pièce rapportée peut être en acier inoxydable et doit être évidemment plus dure que l'acier doux du disque de support.
Dans une autre mise en oeuvre du procédé, la pièce rapportée est formée et insérée de manière à obtenir une fixation particulière de la pièce rapportée et de la feuille. A nouveau, la pièce rapportée peut être insérée dans une feuille ou dans plusieurs feuil les. Cette mise en oeuvre du procédé va être décrite en référence à l'insertion d'une douille filetée dans une feuille unique.
On voit aux fig. 16 à 18 que la pièce rappor tée doit être insérée dans une plaque 37 de métal, en acier doux tendre, la pièce insérée étant une douille 38 en métal un peu plus dur, par exemple en acier inoxydable. Cette douille est évasée axiale ment et présente un trou fileté 39. Ainsi, quand la douille est insérée dans la plaque, celle-ci présente en fait un trou fileté qui la traverse.
La douille 38 présente extérieurement une partie resserrée 40 d'un diamètre minimum, environ à mi-distance de ses extrémités. Le diahnètre de la douille augmente graduellement depuis cette par tie 40 vers chacune des extrémités. Pour insérer la douille dans la plaque, on utilise une presse compre nant un poinçon 41 susceptible de descendre verti calement et une matrice 42 présentant au-dessous du poinçon une surface supérieure horizontale et une cavité de matrice circulaire avec une ouverture 43 dans ladite surface supérieure, coaxiale avec le poin çon.
Au cours du procédé, la douille, avec son axe vertical et coaxial avec l'ouverture de la matrice et avec le poinçon, est pressée vers le bas par le poinçon de manière que son extrémité d'attaque 44 engage la surface supérieure de la plaque 37, laquelle repose sur la matrice. La descente ultérieure du poinçon force la douille à travers la plaque, cisaillant ainsi un bouchon cylindrique non représenté qui est séparé de ladite plaque et qui tombe à travers la cavité de la matrice. En même temps, la douille est pressée dans le trou de la plaque formé par le départ de ce bouchon.
La matrice et la douille sont formées de telle manière que le métal de la plaque s'étale radia- lement vers l'intérieur de manière à s'ajuster étroite ment autour de la partie resserrée de la douille, la condition finale (fig. 17) étant telle que le trou à travers la plaque s'ajuste étroitement autour de la douille en conformité intime avec celle-ci d'une extrémité à l'autre. Il s'ensuit que la douille est clavetée dans le trou à travers la plaque et ne peut être forcée hors dudit trou quelle que soit la charge qui puisse être appliquée à une partie vissée dans le trou fileté 39 de la douille.
L'extrémité -d'attaque de la douille présente un diamètre légèrement plus faible que celui de l'extré mité supérieure, et la surface supérieure de la matrice comporte une nervure annulaire 45 autour de l'ouver ture de la matrice. On ne sait pas exactement ce qui se produit quand la douille est forcée à travers la plaque. Il paraît probable que le cisaillement produit tout d'abord un trou cylindrique à travers la plaque, d'un diamètre égal à celui de l'ouverture de la matrice.
Quand la partie de diamètre maximum de la douille à son extrémité supérieure passe dans le trou, elle est forcée et s'ajuste dans ce dernier et, quand la douille est complètement placée dans le trou, le poinçon lui-même engage la surface supé rieure de la plaque et presse celle-ci vers le bas avec une pression accrue, de sorte que la nervure 45 mord dans le métal de la plaque et l'oblige à s'étaler radialement vers l'intérieur, comme on l'a dit plus haut, et à s'ajuster intimement autour de la partie resserrée de la douille.
A l'extrémité supérieure de la cavité de matrice, près de l'ouverture 43, la surface intérieure de cette cavité peut être conique et évasée vers l'extérieur de manière à former une surface conique continue avec la surface intérieure de la nervure, surface conique qui augmente la tendance de la nervure à étaler le métal de la plaque radialement vers l'extérieur, comme décrit.
La partie de la douille au-dessus de la partie resserrée 40 peut être cannelée de manière à mordre dans la matière constituant la plaque.
On voit donc que la pièce rapportée resserrée est insérée par un seul mouvement de la presse dans une plaque jusque-là non perforée ; en outre, par le même mouvement de la presse, le métal de la plaque est étalé et s'engage intimement avec la partie res serrée de la pièce rapportée.
Il est évident que la pièce rapportée peut être insérée dans deux feuilles contiguës de manière à les fixer ensemble. Ainsi, de la !manière décrite plus haut, si une pièce rapportée resserrée est forcée à travers deux plaques d'acier doux maintenues ensem ble, l'épaisseur totale des plaques étant sensiblement égale à la longueur de la pièce rapportée, il se forme un trou resserré à travers les deux plaques qui retient fortement la pièce rapportée, de sorte que les deux plaques sont rivées l'une à l'autre.
La surface de l'extrémité d'attaque de la pièce rapportée peut être conique, comme représenté, ou elle peut être plane ou en forme de dôme.
Il est entendu que bien que la pièce rapportée présente de préférence, en coupe longitudinale, un profil doucement incurvé, comme représenté, le res serrement de la pièce rapportée peut former un angle au point de rencontre des deux cônes tronqués.
Les fig. 19 à 27 concernent une mise en oeuvre du procédé dans laquelle la pièce rapportée présente des rainures s'étendant axialement dans sa surface extérieure et qui, lors de son insertion, se fixe dans la matière environnante pour empêcher toute rota tion de la pièce rapportée dans le trou poinçonné.
On voit aux fig. 19 à 21 que deux plaques 51 et 52, qui doivent être fixées ensemble, sont dispo sées horizontalement l'une sur l'autre, la plaque infé rieure reposant sur une matrice 53. Cette matrice est constituée par un bloc en acier dur pour matrice et présente un axe vertical et une cavité axiale 54 qui la traverse de haut en bas. La partie supérieure 55 de cette cavité présente un plus petit diamètre que la partie principale et constitue l'ouverture de matrice.
Un poinçon vertical 56 est monté au-dessus des plaques. Il peut se déplacer verticalement et est coaxial avec l'ouverture de matrice 55. Le poin- con 56 peut glisser dans l'alésage vertical coaxial d'un support cylindrique 57 dont le rôle est de main tenir de manière amovible la pièce rapportée, ici un rivet 58, avant l'opération d'insertion, sa face supé rieure étant à fleur avec la face inférieure du poinçon. Le support 57, à son extrémité inférieure, comporte une surface externe présentant des plats diamétrale ment opposés dans lesquels sont percés des trous radiaux conduisant à l'alésage central.
Des chevilles de retenue 59 sont disposées dans ces trous et sont normalement sollicitées par des ressorts à lame hori zontaux 60 montés sur lesdits plats, de 'manière que leurs extrémités intérieures arrondies pressent légè rement contre la surface latérale du rivet 58 et le retiennent de manière élastique contre le poinçon.
On voit à la fig. 19 que la face supérieure du rivet 58 et la face inférieure du poinçon 56 sont toutes deux planes et horizontales. Le rivet à son extrémité supérieure et le poinçon à son extrémité inférieure présentent le même diamètre. Un peu au-dessous de son extrémité supérieure, le rivet 58 présente trois rainures axiales arquées 61 disposées symétriquement autour de la surface cylindrique du rivet. Ces rainures s'ouvrent à l'extrémité inférieure du rivet mais sont fermées à l'autre extrémité, et elles s'étendent environ sur les trois quarts de la longueur axiale du rivet.
L'extrémité d'attaque du rivet (extré mité inférieure) est légèrement conique et il faut remarquer que le diamètre du rivet à cette extré mité est notablement plus grand que le diamètre de l'ouverture de matrice 55. Si on le désire, le diamètre du rivet à son extrémité supérieure peut être plus grand que le diamètre de l'extrémité d'attaque.
La surface supérieure de la matrice 53 est hori zontale à plane. Comme on l'a dit précédemment, la matrice est faite d'un acier dur pour matrice. Elle est plus dure que les plaques 51 et 52 et que le rivet 58, ces derniers étant en acier doux. Cependant, le rivet est plus dur que les plaques.
Au cours du procédé, quand le rivet doit être inséré, le poinçon 56 descend et force ainsi l'extré mité d'attaque du rivet en contact avec la surface supérieure de la plaque supérieure 51. Quand la pression augmente, et par le fait que le diamètre du rivet est plus grand que celui de l'ouverture de matrice 55, des parties des plaques 51 et 52 sont cisaillées et passent dans la cavité de hnatrice, et le rivet entre dans le trou formé dans les plaques par le cisaillement desdites parties. En même temps, l'extrémité d'attaque du rivet est comprimée et forcée dans la partie supérieure de l'ouverture de matrice 55.
Par suite d'une action de refoulement à la périphérie de l'ouverture de matrice, la matière du rivet s'étale vers l'extérieur et prend une forme telle qu'elle présente une saillie annulaire 62 extérieure (fig. 20 et 21).
Il n'est évidemment pas possible de suivre le progrès de la déformation de la matière des pla ques 51 et 52 et du rivet 58 qui se produit pendant l'insertion, mais les fig. 20 et 21 montrent en coupe la forme supposée pour le rivet et le trou traversant les plaques 51 et 52, quand l'insertion est achevée. La référence 63 désigne la partie supérieure du rivet (à travers laquelle les rainures 61 ne s'étendent pas) qui est forcée dans la 'matière des plaques 51 et 52. Par suite de l'existence des rainures 61 du rivet, les trous à travers les plaques présentent des nervures axiales correspondant à ces rainures et qui s'étendent dans ces dernières et empêchent toute rotation du rivet relativement aux plaques.
Un mouvement axial du rivet est empêché par le clavetage entre la partie supérieure 63 non rainurée du rivet et la plaque 51 et entre la saillie annulaire 62 et la plaque 52.
On comprend que peu après le début de l'inser tion, la surface inférieure du support 57 bute contre la surface supérieure de la plaque 51. Il s'ensuit que le support 57 reste fixe et que le poinçon 56 continue à descendre avec le rivet qui passe au-delà des extré mités des chevilles 59 jusqu'à ce que celles-ci enga gent la surface latérale du poinçon lui-même. Quand le poinçon est retiré, laissant en arrière le rivet, le support 57, qui est sollicité élastiquement vers le bas relativement au poinçon 56 vers la position repré sentée, revient dans cette position.
Cette mise en oeuvre du procédé est appliquée à un rivet reliant deux plaques. Il est clair cependant que la pièce rapportée peut être aussi bien insérée dans une seule plaque de la même épaisseur que les deux plaques décrites, c'est-à-dire de l'épaisseur pro pre à loger la pièce rapportée. Dans ce cas, la pièce rapportée, qui peut être identique au rivet décrit, n'agit évidemment pas comme rivet mais peut servir pour connecter des parties extérieures à la plaque.
La fig. 24 montre une variante dans laquelle la pièce rapportée est une douille filetée 70 insérée dans une seule plaque 71. La douille comprend une partie 72 constituant en fait un rivet, disposée dans la plaque, et une partie supérieure 73 en forme de disque constituant un capuchon d'un plus grand diamètre que la partie 52. Un trou fileté 74 s'étend axialement dans la pièce rapportée. La partie 72 est semblable au rivet 58 de la fig. 20, sauf qu'elle présente une rainure circonférentielle 75 à la place de la partie 63 non rainurée.
Dans cette variante, la pièce insérée est empêchée de se déplacer axialement relativement à la plaque par une saillie annulaire 76 (correspondant à la saillie 62 de la fig. 20) et par la surface inférieure de la partie supérieure 73, cette dernière étant pressée en contact intime avec la surface supérieure de la plaque 71.
Un poinçon et une matrice semblables à ceux utilisés avec le rivet 58 sont utilisés pour insérer la douille 70, le poinçon 56 ayant dans ce cas un diamètre égal à celui de la partie supérieure 73. Les rainures des pièces rapportées décrites précé demment peuvent être faites par une opération d'usinage. Toutefois, il peut être préférable de former ces rainures par un étampage ou un bosselage, dans quel cas la matière provenant de la rainure forme une nervure qui s'étend parallèlement à la rainure de chaque côté de celle-ci. La figure 25 montre un rivet 81 formé de cette manière qui présente des rainures 82 accompagnées de chaque côté par des nervures 83.
Ainsi, quand le rivet est inséré dans une ou plusieurs feuilles, on obtient un effet de clavette entre la pièce rapportée et la matière constituant la feuille, non seulement par suite de la matière se projetant dans les rainures, mais aussi par le fait que les nervures font saillies dans ladite matière.
Si l'ouverture de matrice est de même forme et de même contour que la partie non rainurée de la pièce insérée, les extrémités d'attaque des nervures entrent en contact avec la matrice et sont pressées contre la surface inférieure de la feuille. L'ouverture de matrice toutefois peut être limitée comme le montre la fig. 26, les surfaces arquées 84 de l'ouverture 85 se confor mant à la partie non rainurée de la pièce rapportée, ces surfaces étant reliées par des surfaces planes intermédiaires 86.
Ainsi, comme représenté en lignes pointillées, les nervures de la pièce rapportée sont en contact non seulement avec la matrice, mais aussi avec la surface de l'extrémité d'attaque de la pièce rapportée qui comprend la région périphérique des rainures et la base des nervures. Quand une pièce rapportée est insérée sur une ouverture de cette forme, une plus grande quantité de la matière de la pièce rapportée est pressée, assurant une fixation plus rigide.
On peut voir d'après ce qui précède que l'ouver ture de matrice ne présente pas le même contour ou la même forme que la surface d'attaque de la pièce rapportée. La différence de forme conduit à une fixation meilleure de la pièce rapportée, soit en ce qui concerne un ,mouvement de rotation, soit en ce qui concerne un mouvement axial. En fait, on a trouvé avantageux dans certaines applications d'utiliser une pièce rapportée d'une section transversale rectan gulaire conjointement à une ouverture de matrice circulaire, la circonférence de cette ouverture passant par exemple par les angles de la pièce rapportée.
Dans une autre variante, applicable dans toutes les mises en aeuvre décrites jusqu'ici, le poinçon peut présenter une face inférieure non plane. On voit à la fig. 27 un poinçon 92 présentant un certain nombre de saillies 91 à sa surface inférieure, ces saillies s'étendant radialement à partir du centre du poinçon et diminuant de hauteur vers l'intérieur à partir de la circonférence, en direction du centre. Une telle incli naison existe soit dans la vue en plan soit dans l'élévation, de sorte qu'il se forme un bord 93 sur chaque saillie 91.
Pendant l'insertion, ces bords 93 mordent dans la partie supérieure de la pièce insérée et, pendant la partie finale de la course du poinçon quand ce dernier agit par l'intermédiaire de la pièce rapportée directement contre la matrice, des rainures correspondant aux saillies 91 sont étampées dans la surface supérieure de la pièce rapportée et des parties de cette dernière sont martelées sur la surface supé rieure de la feuille.
Dans toutes les mises en oeuvre décrites, la pièce rapportée présente une surface d'attaque dont le contour est sensiblement différent de celui de l'ouver ture de matrice utilisée dans l'opération d'insertion.
Bien que dans les mises en oeuvre décrites, toute la longueur ou presque toute la longueur de la pièce rapportée soit disposée, après l'insertion, dans la feuille ou les feuilles, on peut envisager dans certaines applications une pièce rapportée qui, avant l'inser tion, est elle4tmême fixée à un organe externe qui doit être fixé à la feuille ou d'une pièce avec cet organe.