FR2532015A1 - Dispositif d'attache a ecrou d'ancrage - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF D'ATTACHE A ECROU D'ANCRAGE AVEC PORTION DE CORPS ET PORTION D'ECROU QUI VA EN S'EFFILANT VERS L'EXTERIEUR DE SORTE QUE, LORSQU'ON INTRODUIT A FORCE LA PORTION D'ECROU DANS LA PORTION DE CORPS, LA CONICITE DE LA PREMIERE DILATE RADIALEMENT LA SECONDE. LA CONICITE DE LA PORTION D'ECROU 12 COMPREND UNE PREMIERE PARTIE LONGUE ET DE CONICITE PEU PRONONCEE 24 ET UNE DEUXIEME PARTIE COURTE DE CONICITE PRONONCEE 26, DE SORTE QUE LORSQU'ON INTRODUIT A FORCE LA PORTION D'ECROU 12 DANS LA PORTION DE CORPS 11, LA PREMIERE PARTIE DE FAIBLE CONICITE 24 A DILATE DOUCEMENT LA PORTION DE CORPS 11 ET LA DEUXIEME PARTIE DE FORTE CONICITE 26 A PENETRE DANS L'AUTRE PARTIE TERMINALE DE LA PORTION DE CORPS ET L'A DILATE FORT. APPLICATION A L'ASSEMBLAGE MECANIQUE.

Description

253 Z 015

L'invention concerne un dispositif d'attache

à écrou d'ancrage.

Plus particulièrement, elle concerne un dis-

positif d'attache à écrou d'ancrage du type qui comprend une portion de corps tubulaire et une portion d'écrou qui va en s'effilant vers l'extérieur de sorte que,

lorsqu'on insère la portion de corps dans un trou adé-

quat d'une pièce et qu'on introduit à force la portion d'écrou dans la portion de corps, la conicité de la portion d'écrou dilate radialement la portion de corps en l'appliquant contre la paroi du trou de la pièce et en outre engage la portion d'écrou dans la portion de

corps de manière à former dans la pièce un écrou d'an-

crage. On peut introduire à force la portion d'écrou

dans la portion de corps en appliquant des forces oppo-

sées dans la direction axiale de l'attache aux deux extrémités du dispositif, c'est-à-dire à l'extrémité la plus large de la portion effilée d'écrou et à l'extrémité éloignée de la portion de corps Lorsqu'on a accès aux deux extrémités du dispositif d'attache, cela peut se

faire par exemple dans une presse ou un étau.

De préférence, toutefois, le dispositif d'atta-

che est susceptible d'être installé de façon borgne, c'est-à-dire par accès à un seul côté de la pièce On réalise habituellement une telle installation borgne en vissant un mandrin fileté dans la portion d'écrou, en bloquant l'extrémité opposée de la portion de corps contre tout mouvement axial, en appliquant une force axiale à la portion d'écrou (soit par une rotation appropriée du mandrin sans mouvement axial de manière à visser la portion d'écrou le long du mandrin, soit par un mouvement axial du mandrin, de préférence sans rotation de celui-ci) pour attirer la portion d'écrou dans la portion de corps jusqu'à ce que la portion d'écrou soit suffisamment engagée dans la portion de

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corps et que la portion de corps soit suffisamment engagée dans le trou de la pièce, puis en dévissant le

mandrin de la portion d'écrou.

Avantageusement, pendant et après l'installa-

tion, le dispositif d'attache exerce sur les faces exter-

nes de la pièce une force de compression qui les solli-

cite l'une vers l'autre Cela retient plus sûrement l'attache dans la pièce et de plus permet d'utiliser le dispositif d'attache dans une pièce qui comprend deux ou plusieurs feuilles de manière à fixer les feuilles

ensemble, outre qu'on y forme un écrou d'ancrage.

En principe, le dispositif d'attache est à l'origine formé d'une seule pièce, la portion d'écrou étant réunie à la portion de corps par un segment de rupture qui se brise lors de l'application initiale

d'une force.

De tels dispositifs d'attache à écrou d'an-

crage sont bien connus dans le domaine de l'assemblage

mécanique et de nombreuses variantes ont été proposées.

Evidemment, l'utilisateur de dispositifs d'attache de ce genre exige qu'en service, l'attache

installée soit fiable et résiste au moins à une cer-

taine force minimale tendant à la repousser et/ou à la

retirer hors de la pièce En même temps, l'usager dési-

rera stocker le moins possible de dimensions ou varié-

tés d'attache Autrement dit, une dimension d'attache doit être susceptible d'être installée de façon fiable dans des pièces d'une aussi large gamme d'épaisseurs

que possible.

Afin d'améliorer la résistance au retrait par

poussée et par traction, il est désirable que la por-

tion d'écrou pénètre complètement dans la portion de corps de façon que l'extrémité antérieure de la portion d'écrou atteigne l'extrémité éloignée de la portion de corps et puisse y être dilatée radialement Toutefois, on a constaté avec les attaches existantes que, pour des attaches identiques, si l'on veut que la portion d'écrou soit capable de pénétrer complètement dans la

portion de corps sur une gamme d'épaisseurs apprécia-

ble, le diamètre du trou de la-pièce dans laquelle il s'agit d'installer l'attache doit être choisi en fonc- tion de l'épaisseur effective de la pièce dans chaque cas Ainsi, si l'épaisseur est plus grande, il faut que le trou soit plus grand (faute de quoi la portion d'écrou ne pénétrera pas complètement dans la portion de corps) et si l'épaisseur est moindre, il faut que le trou soit plus petit (faute de quoi il se peut que l'attache ne

soit pas retenue dans la pièce).

C'est là un inconvénient pratique et il est avantageux pour l'usager de pouvoir prévoir dans les pièces des trous de même diamètre quelle que soit l'épaisseur, dans une gamme aussi-grande que possible en vue d'y installer de façon optimale la même dimension d'attache. Sous l'un de ses aspects, l'invention a pour objet un dispositif d'attache à écrou d'ancrage du type défini plus haut, dans lequel la conicité extérieure de la portion d'écrou comprend une première partie relati vement longue et de conicité relativement peu prononcée et une deuxième partie relativement courte de conicité

relativement prononcée, plus éloignée de'la portion de-

corps que la première partie et se dirigeant radiale-

ment vers l'extérieur en partant de la première partie, de sorte que, lorsqu'on introduit à force la portion d'écrou dans la portion de corps comme on l'a dit, jusqu'à ce que l'extrémité antérieure de la portion d'écrou atteigne l'extrémité éloignée de la portion de corps, de sorte qu'elle peut y être dilatée radialement,

la première partie de la conicité extérieure de la por-

tion d'écrou a dilaté relativement doucement la portion de corps et la deuxième partie de la conicité extérieure de la portion d'écrou a pénétré dans l'autre partie

terminale de la portion de corps et l'a dilatée relative-

ment fort.

De préférence, l'extrémité de la portion de corps qui est éloignée de la portion d'écrou présente un élargissement radial intérieur dans lequel peut se

dilater l'extrémité antérieure de la portion d'écrou.

De préférence, l'extrémité de la portion de corps qui est éloignée de la portion d'écrou présente un élargissement radial extérieur qui, lorsqu'on insère la portion de corps dans un trou approprié d'une pièce, comme on l'a dit, vient en contact avec la pièce

autour d'une extrémité du trou.

En variante, l'extrémité de la portion de.

corps qui est éloignée de, la portion d'écrou est conçue pour se dilater radialement, une fois que la portion de corps a été insérée dans le trou de la pièce comme on l'a dit, de manière à venir en contact avec la pièce

autour d'une extrémité du trou.

L'invention a aussi pour objet un dispositif d'attache à écrou d'ancrage du type défini plus haut, dans lequel la conicité externe de la portion d'écrou comprend une première partie relativement longue et de conicité relativement peu prononcée et une deuxième partie relativement courte de conicité relativement prononcée, plus éloignée de la portion de corps que la première partie et se dirigeant radialement en partant

de la première partie tandis que l'extrémité de la por-

tion de corps qui est éloignée de la portion d'écrou est élargie radialement aussi bien intérieurement qu'extérieurement, de sorte que, lorsqu'on insère la portion de corps dans un trou approprié d'une pièce jusqu'à ce que l'élargissement radial extérieur vienne en contact avec la pièce autour d'une extrémité du trou et lorsqu'on introduit alors à force la portion d'écrou dans la portion de corps comme on l'a dit Jusqu'à ce que l'extrémité antérieure de la portion

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d'écrou atteigne l'élargissement radial intérieur de la

portion de corps pour s'y dilater localement, la pre-

mière partie de la conicité externe de la portion d'écrou a dilaté le tronçon de la portion de corps à l'intérieur du trou de la pièce en l'appliquant contre celui-ci et la deuxième partie de la conicité externe

de la portion d'écrou a pénétré dans la partie en sail-

lie de la portion de corps et l'a dilatée davantage pour augmenter le contact de la partie appropriée de la portion de corps avec la pièce autour de ladite autre

extrémité du trou.

De préférence, la première partie de la

conicité externe de la portion d'écrou a un angle d'ou-

verture inférieur à 5 et, de préférence, la deuxième partie de-la conicité extérieure de la portion d'écrou

a un angle d'ouverture supérieur à 100.

Quand le dispositif d'attache est formé initia-

lemènt en une pièce, la portion d'écrou étant réunie à

la portion de corps par un segment de rupture, la jonc-

tion de la portion d'écrou et de la portion de corps

est de préférence assurée par un chevauchement de l'ex-

trémité inférieure de la portion d'écrou à l'intérieur

de l'extrémité adjacente de la portion de corps, la por-

tion d'écrou ayant dans la région du chevauchement une épaisseur de paroi réduite de manière à présenter un épaulement annulaire tourné vers l'extrémité éloignée de la portion de corps et entourant une partie au moins partiellement effilée intérieurement de la portion d'écrou. On décrira maintenant des modes d'exécution particuliers de l'invention en regard des dessins annexés sur lesquels:

la figure 1 est une coupe axiale longitu-

dinale d'un dispositif d'attache à écrou d'ancrage inséré dans une pièce et du mandrin et du nez d'un outil servant à installer l'attache, le mandrin n'étant pas représenté en coupe; les figures 2 et 3 sont des élévations axiales de l'attache prises respectivement suivant les lignes II-II et III-III de la figure 1; la figure 4 est une perspective d'une partie du nez de la figure 1; les figures 5, 6 et 7 sont similaires à là

figure 1 et montrent des stades successifs de l'instal-

lation de l'attache; la figure 8 correspond à la figure 7 et montre une attache identique complètement installée dans une pièce d'épaisseur notablement plus grande, après le retrait de l'outil d'installation; la figure 9 correspond à la figure 1 et montre une attache munie d'une autre forme de tête ainsi qu'un nez de forme appropriée; la figure 10 est une coupe longitudinale

d'un dispositif d'attache à écrou d'ancrage et corres-

pond à une partie de la figure 1; la figure 11 est une coupe partielle d'un stade intermédiaire de l'attache de la figure 10; la figure 12 est une perspective partielle du nez d'outil d'installation correspondant et se

rattache à la figure 4.

la figure 13 est une coupe longitudinale de l'écrou d'ancrage modifié complètement installé et

de l'outil d'installation et se rattache à la figure 7.

Le dispositif d'attache à écrou d'ancrage des figures 1, 2 et 3 est une structure métallique

d'une seule pièce et comprend essentiellement une por-

tion de corps tubulaire 11 faisant corps avec une por-

tion d'écrou 12 extérieurement effilée L'extrémité libre de la portion de corps, c'est-à-dire l'extrémité éloignée de la portion d'écrou est élargie radialement aussi bien extérieurement qu'intérieurement, du fait que-son extrémité est évasée vers l'extérieur à 45 pour former une tête 10 avec une surface extérieure de tête "fraisée" 13 et un évasement ou fraisure intérieur correspondant 14 La surface intérieure 15 et la surface extérieure 16 de la portion de corps il sont chacune de diamètre uniforme sur toute la longueur de sorte que la paroi 17 a une épaisseur uniforme sur toute sa longueur et que l'extrémité de tête évasée 10 a aussi la même épaisseur de paroi La surface intérieure 15 de la portion de corps définit un alésage 22 qui la traverse

complètement.

A son autre extrémité, la portion de corps 11

rejoint la portion d'écrou 120 Dans-cet exemple, la por-

tion d'écrou est extérieurement effilée pratiquement sur toute sa longueur, la conicité s'étendant jusqu'à la jonction avec, la portion de corps 11 L'extrémité

étroite 18 de la conicité a un diamètre extérieur pra-

tiquement égal au diamètre intérieur de la portion de

corps 11 La portion d'écrou 12 est filetée intérieure-

ment en 19, le filetage s'étendant sur tout l'écrou.

A l'extrémité étroite de l'écrou, le filetage est muni d'un chanfrein d'accès ou fraisure 21 à 45 qui relie l'extrémité de l'alésage 22 à l'extrémité du filetage 19 Extérieurement, l'extrémité de la portion de corps 11 a une section arrondie pour former un épaulement 23 qui réunit l'extrémité étroite 18 de la conicité de l'écrou L'épaisseur de la paroi de la portion d'écrou est supérieure à celle de -la paroi de la portion de corps. La conicité extérieure de l'écrou 12 comprend deux parties: une première partie relativement longue

24 à conicité relativement faible, partant de l'extré-

mité étroite 18 et arrivant à une position 25, à peu près aux deux tiers de la longueur de la portion d'écrou, et une deuxième partie relativement courte 26, à conicité relativement prononcée, partant radialement de l'extrémité large 25 de la conicité peu prononcée et s'étendant axialement sur une autre distance d'environ 1/6 de la longueur de l'écrou Au-delà de l'extrémité large 27 de la conicité prononcée, la surface extérieure de l'écrou 12 comprend un court tronçon 28 de diamètre extérieur uniforme suivi d'une partie chanfreinée 29 à

450 qui rejoint une face terminale plane approximative-

ment annulaire 31 de l'écrou La face terminale 31 pré-

sente un diamètre extérieur approximativement égal au

diamètre de l'extrémité large 25 de la conicité peu pro-

noncée 24 et l'intérieur de la face terminale 31 est défini par l'ouverture du filetage 19 de l'écrou dans cette face Le diamètre extérieur du tronçon 28 est pratiquement égal au diamètre çle la surface extérieure

16 de la portion de corps ll.

Un exemple d'appareil pour l'installation de l'attache-prise comme exemple est représenté sur les figures 1 et 4 L'appareil est constitué par un outil actionné par force motrice et tenu à la main, lequel

comprend un mandrin fileté 41 qui fait saillie à tra-

vers l'ouverture centrale 42 d'un nez annulaire 43.

L'outil comprend des moyens (non représentés) pour faire tourner le mandrin dans un sens ou dans l'autre relativement au nez, lesquels peuvent comprendre un moteur à air entraînant le mandrin-par un accouplement à surcharge Ces outils d'installation sont généralement

bien connus dans le domaine de l'installation de dispo-

sitifs d'attache à écrou d'ancrage et on ne les décrira pas davantage, sauf dans ce qui a trait à la présente invention. Le nez de cet exemple comprend une partie radialement externe 44 destinée à s'appliquer contre l'extrémité évasée ou tête 10 de la portion de corps 11 de l'attache et une partie radialement interne 45 destinée à s'appliquer contre l'extrémité antérieure de la portion d'écrou 12 de l'attache lorsqu'elle a été tirée complètement dans la portion de corps La

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partie radialement interne 45 est évidée axialement en dessous de la partie externe 44, pour des raisons qui apparaîtront plus loin Les deux parties 44 et 45 sont dentées pour mieux s'appliquer aux portions respectives de l'attache et les bloquer en rotation Les dentures

sont formées par des dents 46 à section en V se diri-

geant radialement et par des gorges 47, les dents et les gorges augmentant de largeur vers l'extérieur du nez Les dents de la partie externe 44 sont de pleine hauteur et munies de surfaces supérieures planes et étroites 48 Etant donné que la partie interne est en retrait en dessous de la partie externe, les gorges 47 de ces parties sont très peu profondes et les dents ont

des surfaces supérieures planes et larges 49 Les gor-

ges peu profondes 47 de la partie interne 45 sont le prolongement de la racine des gorges plus profondes 47 de la partie externe 44 et les extrémités intérieures des dents 46 de la partie externe sont situées sur

une surface cylindrique et forment une paroi périphé-

rique autour de la partie interne 45 du nez Le sommet des dents présente des bavures redressées lors de la

formation des gorges entre elles.

On considèrera maintenant la figure 1, dans cet exemple, l'attache est installée dans une pièce formée d'une tôle métallique relativement mince 51 présentant un trou circulaire 52 de diamètre suffisant pour permettre l'entrée et le passage de la partie 28 de la portion d'écrou et de la partie 16 de la portion de corps, mais inférieur au diamètre extérieur de la

tête 10 de la portion de corps.

On peut insérer l'attache manuellement, la partie d'anneau en premier, à travers le trou 52, jusqu'à ce que la surface extérieure 13 de la tête 10 vienne en contact avec la face la plus proche 53 de la tête autour du trou 52, comme indiqué dans la partie supérieure de la figure 1 On présente alors l'outil d'installation comme le montre aussi la figure 1, le mandrin 41 tournant dans le sens des aiguilles d'une montre (de manière à se visser dans la portion d'écrou) et l'on insère le mandrin à travers l'alésage 22 de la portion de corps 12 et dans la portion d'écrou, la

pénétration étant assistée par le chanfrein d'accès 21.

Le mandrin se visse dans le filetage 19 de la portion d'écrou jusqu'à ce que la partie externe 44 du nez 43

de l'outil vienne en contact avec l'extrémité anté-

rieure de la-tête 10 de la portion de corps Cette position est représentée sur la figure 5 Pendant cette partie de l'opération, l'opérateur doit faire avancer

l'outil et le pousser vers la tôle tandis que le man-

drin se visse dans l'écrou, pour maintenir la surface 13 de la tête 10 du corps de l'attache en contact de de frottement avec la tôle 51 de manière à empêcher l'attache/

tourner avec le mandrin 41 qui pénètre.

Afin d'éviter cette nécessité, selon une

variante, l'opérateur peut visser initialement l'atta-

che sur le mandrin puis insérer le mandrin et l'atta-

che ensemble dans le trou 52 jusqu'à ce que la surface 13 de la tête 10 vienne en contact avec la face 53 de la tôle, comme l'illustre la figure 5 L'opérateur met

alors en route la rotation du mandrin.

Quelle que soit la variante utilisée pour l'opération initiale, l'installation de l'attache

dans la tôle progresse alors de la même façon en par-

tant de la position représentée par la figure 5 En continuant de tourner, le mandrin exerce une force axiale sur la portion d'écrou 12 et la portion de corps 11, en direction du nez 44 La coopération entre les dents 46 du nez et la tête 10 de la portion d'écrou augmente et continue à empêcher l'attache de tourner relativement au nez La paroi de la portion de corps Il étant relativement mince et donc relativement faible, la compression axiale croissante appliquée à l'attache

a d'abord pour effet que la portion de corps se raccour-

cisse axialement et se détende légèrement pour entrer en

contact avec la paroi du trou 52 Un nouvel accroisse-

ment de la compression axiale amène l'attache à se cisail-

ler à la jonction entre la portion d'écrou et la portion de corps Ce cisaillement a lieu le long d'une surface

imaginaire dont une extrémité est définie par l'extré-

mité étroite 18 de la première conicité 24 de la portion

d'écrou et dont l'autre extrémité est définie par l'ex-

trémité la plus large du chanfrein 21, o il rencontre la surface cylindrique intérieure 15 de la portion dé

corps Ainsi, la portion d'écrou/se détache de la por-

tion de corps il le long de cette surface de cisaillé-

ment et pénètre progressivement dans la portion de

corps La rotation de la portion-d'écrou sous l'in-

fluence du mandrin en rotation est empêchée par la coopération de frottement entre la portion d'écrou et

la portion de corps.

Quand le mandrin fileté 41 continue de tourner, il attire progressivement la portion d'écrou dans la

portion de corps La pénétration progressive de la pre-

mière conicité extérieure 24 de la portion d'écrou dans l'alésage 22 de la portion de corps a pour effet que la partie de corps se dilate progressivement, relativement en douceur c'est-à-dire avec une dilatation radiale donné relativement petite de la portion de corps pour un degré/

de pénétration axiale de la portion d'écrou dans celle-

ci La figure 6 montre la position o la pénétration de la première partie conique 24 de l'écrou a causé la dilatation de la partie de la portion de corps située

derrière le dos de la tôle 51, comme indiqué en 55.

L'extrémité antérieure 56 de la portion d'écrou a atteint une position axiale qui est juste-au niveau de la face postérieure 54 de la tôle 51 et la partie dilatée 55 du corps vient d'atteindre la face posté rieure 54 de la tôle En même temps, l'extrémité étroite 25 de la deuxième conicité 26, plus accentuée,

de la portion d'écrou a atteint l'extrémité de la por-

tion de corps en 23 La compression axiale exercée sur la portion de corps a causé sa dilatation radiale et son entrée en contact avec la paroi du trou 52, comme

le montre la figure 6.

La force nécessaire pour attirer davantage la partie d'écrou dans le corps augmente alors La

partie terminale la plus étroite de la première coni-

cité 24 de l'écrou pénètre progressivement dans la zone située à l'intérieur de la tôle 51, comprimant encore davantage la portion de corps contre la paroi du trou 52 La deuxième conicité 26 de la portion

d'écrou pénètre progressivement dans la partie d'extré-

mité de queue de la portion de corps, la dilatant donc relativement fort La portion d-écrou continue d'être attirée dans la portion de corps par le mandrin en rotation jusqu'à ce que l'extrémité antérieure de la portion d'écrou atteigne la tête 10 de la portion de corps L'extrémité antérieure 56 de la portion d'écrou est attirée en contact avec la partie intérieure 45 du

nez et cette coopération directe du nez et de la por-

tion d'écrou empêche la rotation de la portion d'écrou sous l'influence de frottement croissante du mandrin en rotation, à mesure que la force axiale transmise augmente A mesure que cette force axiale appliquée à la portion d'écrou augmente, l'extrémité antérieure de la portion d'écrou est déformée par la réaction axiale de la partie intérieure 45 du nez La partie terminale

antérieure de la portion d'écrou se déforme radiale-

ment vers l'extérieur jusqu'à ce qu'elle rencontre les

extrémités intérieures 50 des dents de la partie exté-

rieure 44 du nez et la fraisure ou face évasée 14 de l'élargissement radial intérieur de la tête 10 de la

portion de corps pour former une tête élargie radiale-

ment 61 C'est la position représentée sur la figure 7.

La matière déformée de la portion d'écrou est repoussée étroitement contre ces surfaces et cela tend à dilater la tête évasée 10 de la portion de corps en la serrant encore davantage contre la face antérieure 53 de la tôle 51 autour du trou 52. A ce moment, toute la longueur de la conicité peu prononcée 24 de la portion d'écrou a pénétré dans la portion de corps, comprimant davantage la partie de celle-ci qui se trouve à l'intérieur du trou 52, contre la paroi du trou Outre la déformation de la portion de corps, cela cause aussi une certaine déformation de la tôle comme indiqué en 59 sur la figure 7 La partie de la portion d'écrou située à l'intérieur deéla tôle

s'est aussi légèrement contractée radialement, rédui-

sant ainsi légèrement le jeu entre le mandrin et le filetage de l'écrou mais pas assez pour que le mandrin se bloque En outre, presque toute la longueur de la

conicité prononcée 26 de la portion d'écrou a pénétré -

dans la partie terminale de la portion de corps, dila-

tant ainsi cette partie terminale à un plus haut degré que la partie adjacente dilatée par la conicité peu prononcée 24 Par suite, la portion de corps entourant l'extrémité étroite 25 de la conicité prononcée 24 fléchit en quittant légèrement le contact de la portion

d'écrou, de sorte qu'il reste un petit espacement annu-

laire auprès de la jonction entre la conicité peu pro-

noncée 24 et la conicité prononcée 26.

Cette dilatation supplémentaire de la partie

de queue de la portion de corps par la conicité pronon-

cée 26 de la portion d'écrou cause une dilatation radiale supplémentaire de la portion du corps qui

dépasse à l'arrière de la tôle Cela renforce ou amé-

eue are liore/le contact entre la partie dilatée en saillie de la portion de corps et la face postérieure 54 de la tôle 51 autour du trou 52 Cela augmente aussi la résistance de l'attache en place à toute force qui, en 25320 t 5

service, tend à tirer l'attache hors du trou.

La dilatation radiale de la portion de corps derrière la tôle 51 a formé effectivement une tête borgne 58 de sorte que la tôle 51 est enserrée entre cette tête borgne 58 et la tête préformée 10 qui, comme décrit plus haut, a été dilatée davantage et repoussée contre la feuille par la dilatation et la déformation

de l'extrémité antérieure de la portion d'écrou.

Quand ce stade est atteint, le couple appli-

qué au mandrin en rotation augmente soudainement très rapidement et la rotation du mandrin cesse à cause de l'accouplement glissant de l'outil (ou bien, le moteur

de l'outil peut caler).

L'opérateur commute alors l'outil pour inver-

ser la rotation du mandrin (c'est-à-dire en sens inverse des aiguilles d'une montre) afin de dévisser le mandrin

et ainsi de dégager l'outil de l'écrou d'ancrage installé.

L'écrou d'ancrage installé est maintenant fer-

mement mis en place dans la tôle Comme on l'a dit plus haut, la portion de corps est fermement ancrée dans la tôle, à la fois à cause de la dilatation relativement douce de la portion du corps qui se trouve à l'intérieur de la tôle et qui entre en contact avec la paroi du trou de la tôle par la première partie conique, de la portion d'écrou et par la dilatation relativement plus grande de la partie en saillie de la portion de corps sous l'action de la deuxième partie de la conicité de la portion d'écrou qui, avec la tête préformée 10,

bloque la portion de corps relativement à la tôle.

De même, la portion d'écrou est fermement engagée dans la portion de corps, par suite de la dilatation de l'extrémité antérieure de la portion de corps en 61, dans l'évasement 14 de l'intérieur de la tête 10 de la portion de corps, du coinçage des conicités de la portion d'écrou dans la portion de corps et de l'effet de blocage entre la deuxième conicité 26 et la tête 61

de la portion d'écrou sur la portion de corps La por-

tion d'écrou est en contact étroit avec la portion de corps, au moins par toute la partie de sa longueur qui se trouve à l'intérieur de la tôle et la portion de corps est en contact étroit avec la tôle sur toute son épaisseur Cela assure un écrou d'ancrage virtuellement

solide, installé dans la tôle.

Le dispositif d'attache à écrou d'ancrage de cet exemple peut tout aussi bien s'installer dans une pièce d'épaisseur notablement plus grande quecelle des-figures 5, 6 et 7 La figure 8 correspond à la figure 7; les éléments qui diffèrent d'une figure à

l'autre sont indiqués sur la figure 8 par l'indice a.

Ainsi, la figure 8 représente une attache identique (une fois que le mandrin a été dévissé et retiré) installée dans un trou 52 a de diamètre identique à celui de l'exemple des figures 5 à 7, dans une tôle ia dontl'épaisseur est environ 2,5 fois celle de la tôle 51 des figures 5 à 7 La comparaison des figures 7 et 8 montrera qu'avec la tôle plus épaisse 5 ia, bien que la forme de la tête 10 de la portion de corps et de l'extrémité antérieure agrandie 61 de la portion -d'écrou et leur relation avec la face antérieure 53 a de la feuille soient respectivement pratiquement les mêmes que sur la figure 7, la tête borgne 58 a qui fait saillie à la face postérieure 54 a de la tôle est bien

entendu bien plus courte puisque la face 54 a est prati-

quement au niveau de la jonction entre la première

partie de conicité 24 et la deuxième partie de conicité 26.

L'attache de l'exemple précédent est avanta-

geux en ce sens qu'on peut installer des échantillons identiques dans des trous de diamètre identique dans des feuilles d'une gamme d'épaisseurs au moins aussi large que ne l'illustrent les figures 7 et 8 tout en gardant une résistance satisfaisante au retrait de l'écrou d'ancrage installé, aussi bien par traction

que par poussée L'épaisseur minimale de tôle est limi-

tée par la diminution de la résistance à mesure que l'épaisseur diminue A l'autre bout de la gamme, si l'on augmentait notablement l'épaisseur de la tôle, la résistance à l'arrachage de l'écrou d'ancrage installé diminuerait par suite de la diminution de dimension de

la tête borgne 57 a, due à la saillie réduite de la por-

tion de corps au-delà de la face postérieure 54 a de la tôle.

Il est possible de fabriquer une telle atta-

che avec une forme différente de tête et la figure 9 illustre un exemple d'attache avec tête à déclic ainsi

que la forme correspondante du nez de l'outil d'ins-

tallation La figure 9 correspond à la figure 1, les éléments qui diffèrent étant indiqués sur la figure 9 par l'indice b L'attache de cet exemple est identique par sa conception, sa structure et son fonctionnement

à celle des figures 1 à 7 si ce n'est que l'élargisse-

ment radial extérieur est sous la forme d'une tête à déclic l Ob de grandeur notable La plus grande surface

13 b de cette tête qui est en contact avec la face anté-

rieu-re 53 de la tôle 51 permet à la tôle de résister à un effort de poussée un peu plus grand Etant donné que le contact entre la tête et la tôle se fait sur un plus grand rayon, la résistance à la rotation de l'attache installée dans le trou est améliorée La tête est aussi plus épaisse et le chanfrein ou face fraisée 14 est

relié à l'extérieur de la tête au moyen d'un élargisse-

ment 62 b Ainsi, la face fraisée 14 a la même relation

avec-la face antérieure 53 de la tôle et avec la por-

tion de corps 11 de l'attache que sur la figure 7 Le nez de l'outil est modifié de manière à pénétrer dans cet élargissement, en ce sens que la partie intérieure b du nez, qui s'applique à l'extrémité antérieure de la portion d'écrou, est déplacée en avant de la partie

extérieure 44.

L'exemple de dispositif d'attache à écrou

d'ancrage décrit en regard des figures-1 à 8 est fabri-

qué en acier pauvre en carbone et galvanisé et l'on indique ci-après les dimensions de l'attache de la figure 1, certaines dimensions correspondantes de la tôle et les paramètres des attaches installées: Filetage 19 de la portion d'écrou: Norme métrique M 5 Longueur de la portion d'écrou 12: 6,48 mm Longueur de la portion de corps 11: 4,57 mm Diamètre extérieur de la tête 10 de la portion de corps: 7,52 mm Diamètre intérieur de l'alésage 22 de la portion de corps: 6,05 mi

Diamètre extérieur de la plus -

grande longueur de la portion de corps: 7,06 mm Diamètre extérieur de la partie parallèle 28 de la portion d'écrou: 7,06 mm Diamètre en 18 de l'extrémité étroite de la première conicité 24: 6,32 mm Angle d'ouverture total de la première conicité 24: 40 Angle d'ouverture total de la deuxième conicité 26: 300 Longueur axiale de la première conicité 24: 3, 81 mm Longueur axiale de la deuxième conicité 26: 1,04 mm Diamètre du trou 52 de la tôle: 7,15 mm Epaisseur intermédiaire de la tôle (figure 7) : 1,22 mm Epaisseur maximale de la tôle (figure 8): 3,16 mm Chiffres typiques de résistance d'une attache installée dans de l'acier doux: Epaisseur intermédiaire de tôle (figure 7): Extraction par poussée: 1108 N Extraction par traction: 2226 N Epaisseur maximale de tôle (figure 8): Extraction par poussée: 1108 N Extraction par traction: 4452 N L'écrou d'ancrage et l'outil d'installation représentés par les figures 10 à 13 sont des versions

modifiées de ceux des figures 1 à 8, les parties sembla-

bles étant désignées par les mêmes références On ne

décrira que les modifications, la structure et le fonc-

tionnement étant par ailleurs semblables.

L'écrou d'ancrage modifié représenté par les figures 10, 11 et 13 est modifié dans la région de la jonction de la portion d'écrou 12 êt de laportiôn de corps 11 Sur la figure 1, la portion d'écrou, là ou elle chevauche à l'intérieur de la portion de corps, a une épaisseur de paroi réduite, du fait qu'elle est munie d'un seul chanfrein intérieur ou fraisure 21 qui relie l'extrémité du filetage 19 de la portion d'écrou

à la paroi 15 de l'alésage 22 de la portion de corps.

Comme le montre la figure 6, ce chanfrein 21 définit la forme de l'extrémité antérieure 56 de la portion d'écrou qui est finalement déformée radialement vers

* l'extérieur par le nez de l'outil pour bloquer la por-

tion d'écrou sur la portion de corps dans l'attache

complètement installée.

Dans l'écrou d'ancrage modifié des figures 10, Il et 13, le chanfrein unique 21 est modifié La portion d'écrou présente un épaulement annulaire 121 tourné vers l'extrémité éloignée de la portion de corps 11 Cet épaulement annulaire entoure une première partie conique intérieurement 122 de la portion d'écrou,

qui a un-angle d'ouverture de 300 Cette première coni-

cité entoure de son côté une deuxième partie intérieu- rement effilée 123 de la portion d'écrou, qui a un angle d'ouverture de 1000 et mène à la partie filetée

19 de l'écrou.

Comme le montre la figure 11, quand la por-

tion d'écrou a été cisaillée de la portion de corps et pénètre dans celleci, l'épaulement annulaire 121 et deux conicités 122 et 223 définissent une partie terminale antérieure 156 de la portion d'écrou qui a

une forme de section légèrement différente de l'extré-

mité antérieure 56 des figures 1 à 9 L'extrémité antérieure modifiée 156 est plus épaisse et donc plus

résistante, à son extrémité libre adjacente à l'épau-

lement 121 et elle est plus mince et donc moins résis-

tante au milieu de sa longueur axiale, près de la

jonction entre les parties coniques 122 et 123.

Cette attache modifiée s'utilise de préfé-

rence avec un outil d'installation muni d'un nez de

forme modifiée, comme le montrent les figures 12 et 13.

Dans ce nez modifié, la partie radialement externe 44

est pratiquement similaire à celle des figures 4 à 7.

La partie intérieure radialement interne 145 est sous la forme d'une conicité dirigée vers l'extérieur La partie la plus intérieure 146 de la partie 145 est une surface plane annulaire pratiquement au niveau de la partie extérieure 44 La partie intérieure conique 145 est déplacée axialement derrière la partie extérieure 44 et son bord extérieur et postérieur rejoint le bas

d'une paroi cylindrique 147 menant à la partie exté-

rieure 44 A l'extérieur de la partie 44, radialement, se trouve une bordure ou lèvre annulaire 148 faisant saillie vers l'avant, qui a une face intérieure

légèrement conique 149.

Quand on utilise l'outil muni du nez modifié pour installer l'attache modifiée, le processus est similaire à ce qu'on à décrit en regard des figures 5 à 8, avec cette différence que la bordure 148, par sa

surface intérieure conique 149, aide à aligner le nez-

sur la tête 10 de la portion de corps de l'attache.

La surface conique 145 aide à déformer vers-l'extérieur l'extrémité antérieure 156 de la portion d'écrou pour

venir en contact avec la portion de corps afin de for-

mer une tête élargie radialement.

La forme modifiée de l'extrémité antérieure de la portion d'écrou, représentée par les figures 10 et 11, semble assurer les avantages d'un cisaillement plus net de la jonction avec la portion de corps et

d'un blocage plus fort, par la tête obtenue 161 défor-

mée vers l'extérieur Il faut noter que, comme l'illus-

tre la figure 13, la tête déformée vers l'extérieur 161

n'a pas besoin de s'étendre vers l'extérieur en direc-

tion radiale suffisamment pour venir en contact avec la paroi 147 au fond de la conicité 145 La force

supplémentaire nécessaire pour produire cette déforma-

tion supplémentaire n'entraîne aucun accroissement notable de la résistance du blocage entre la portion

d'écrou et la portion de corps.

L'attache et le nez modifiés ne sont pas res-

treints aux détails de l'exemple-qui précède Par exemple, la première conicité 122 à l'intérieur de la

portion d'écrou peut être rendue cylindrique La bor-

dure d'alignement 148 du-nez peut être omise.

Si la surface conique 145 ne se terminait pas à la surface annulaire plane 146, pratiquement au niveau de la partie extérieure 44, mais se continuait au-delà vers l'avant, son extrémité pourrait coopérer avec la conicité 123 de l'intérieur de l'extrémité antérieure 156 de la portion d'écrou Par suite de l'angle de cette conicité, cette coopération tendrait à empêcher ensuite le mouvement axial de la portion d'écrou vers le nez au lieu de faciliter la déformation de la partie antérieure

156 de la portion d'écrou.

Dans 1 'un quelconque des trois exemples d'at-

tache décrits, l'extérieur de la portion d'écrou pour-

rait être muni de l'extrémité étroite de la conicité peu prononcée, espacé de l'extrémité antérieure de la

portion d 'écrou, par exemple par une zone ayant un dia-

mètre extérieur uniforme égal à celui de l'extrémité étroite de la conicité Toutefois, la portion de corps de l'écrou doit être modifiée de façon correspondante

pour placer dans la position axiale appropriée la par-

tie de celle-ci dans laquelle se dilate radialement

l'extrémité antérieure de l'écrou.

Il se peut qu'il ne soit pas nécessaire de prévoir une tête préformée élargie 10 sur la portion de corps, à condition que, quand l'extrémité antérieure de la portion d'écrou se dilate radialement, elle dilate alors radialement l'extrémité adjacente de la portion de corps, suffisamment pour former la tête sur la portion de corps à ce stade Cela peut être assisté par une fraisure à l'extrémité adjacente du trou 52 de la t 8 le S'il n'y a pas de tète préformée, le nez de l'outil vient en contact tant avec la face antérieure de la tôle qu'avec l'extrémité de la portion

de corps de l'attache.

4-

Claims (7)

REVENDICATIONS

1 Dispositif d'attache à écrou d'ancrage du type qui comprend une portion de corps tubulaire ( 11) et

une portion d'écrou ( 12) qui va en s'effilant vers l'exté-

rieur ( 24) de sorte que, lorsqu'on insère la portion de corps ( 11) dans un trou adéquat ( 52) d'une pièce ( 51) et qu'on introduit à force la portion d'écrou ( 12) dans la portion de corps ( 11), la conicité ( 24) de la portion d'écrou ( 12) dilate radialement la portion de corps ( 11) en l'appliquant contre la paroi du trou ( 52) de la pièce ( 51) et en outre engage la portion d'écrou ( 12) dans la portion de corps ( 11) de manière à former dans la pièce ( 51) un écrou d'ancrage, caractérisé en ce que la conicité extérieure de la portion d'écrou ( 12) comprend une première partie ( 24) relativement longue et de conicité relativement peu prononcée et une deuxième partie ( 26) relativement courte de conicité relativement prononcée, plus éloignée de la portion de corps ( 11) que la première partie ( 24) et se dirigeant radialement vers l'extérieur en partant

de la première partie ( 24), de sorte que, lorsqu'on intro-

duit à force la portion d'écrou ( 12) dans la portion de corps ( 11) jusqu'à ce que l'extrémité antérieure ( 56) de la portion d'écrou ( 12) atteigne l'extrémité éloignée ( 10) de

la portion de corps ( 11), de sorte qu'elle peut y être dila-

tée radialement (en 61), la première partie de la conicité

extérieure ( 24) de la portion d'écrou ( 12) a dilaté relative-

ment doucement la portion de corps ( 11) et la deuxième partie de la conicité extérieure ( 26) de la portion d'écrou ( 12) a pénétré dans l'autre partie terminale de la portion de corps

et l'a dilatée relativement fort (en 58 a).

2 o Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité ( 10) de la portion de corps ( 11) qui

est éloignée de la portion d'écrou ( 12) présente un élargis-

sement radial intérieur ( 14) dans lequel peut se dilater

l'extrémité antérieure ( 56) de la portion d'écrou ( 12).

3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, carac-

térisé en ce que l'extrémité ( 10) de la portion de corps ( 11) qui est éloignée de la portion d'écrou ( 12) présente un élargissement radial extérieur ( 13) qui, lôrsqu'on insère la portion de corps ( 11) dans un trou adéquat ( 52) d'une pièce ( 51), vient en contact avec la pièce autour d'une

extrémité du trou.

4 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que l'extrémité ( 10) de la portion de corps ( 11) qui est éloignée de la portion d'écrou ( 12) est conçue pour se dilater radialement, une fois que la portion de corps ( 11) a été insérée dans le trou ( 52) de la pièce ( 51)-, de manière à venir en contact avec la pièce ( 51) autour d'une

extrémité du trou ( 52).

Dispositif d'attache à écrou d'ancrage du type qui comprend une portion de corps tubulaire ( 11) et une portion d'écrou ( 12) qui va en s'effilant vers l'extérieur ( 24) de sorte que, lorsqu'on insère la portion de corps ( 11)

dans un trou adéquat ( 52) d'une pièce ( 51) et qu'on intro-

duit à force la portion d'écrou ( 12) dans la portion de corps

( 11), la conicité ( 24)Yde la portion d'écrou( 12) dilate ra-

dialement la portion de corps ( 11) en l'appliquant contre la paroi du trou ( 52) de la pièce ( 51) et en outre engage la

portion d'écrou ( 12) dans la portion de corps ( 11) de ma-

nière à former dans la pièce un écrou d 2 ancrage 9 caractéri-

sé en ce que la conicité externe de la portion ducrou ( 12) comprend une première partie ( 24) relativement longue et de conicité relativement peu prononcée et une deuxième partie ( 26) relativement courte de conicité relativement prononcée, plus éloignée de la portion de corps ( 11) que la première partie ( 24) et se dirigeant radialement en partant de la

première partie ( 24) tandis que l'extrémité ( 10) de la por-

tion de corps ( 11) qui est éloignée de la portion d'écrou ( 12) est élargie radialement aussi bien intérieurement ( 14) qu'extérieurement ( 13), de sorte que, lorsqueon insère la portion de corps ( 11) dans un trou adéquat ( 52) d'une pièce ( 51) jusqu'à ce que l'élargissement radial extérieur ( 13)

vienne en contact avec la pièce ( 51) autour d'une extré-

mité du trou ( 52) et lorsqu'on introduit alors à force la portion d'écrou ( 12) dans la portion de corps ( 11) jusqu'à ce que l'extrémité antérieure ( 56) de la portion d'écrou ( 12) atteigne l'élargissement radial intérieur ( 13) de la

' ' 2532015

portion de corps ( 11) pour s'y dilater localement ( 61),

la première partie de la conicité externe ( 24) de la por-

tion d'écrou ( 12) a dilaté le tronçon de la portion de corps ( 11) à l'intérieur du trou ( 52) de lapièce ( 51) en l'appliquant contre celuici et la deuxième partie de la conicité externe ( 26) de la portion d'écrou ( 12) a pénétré dans la partie en saillie de la portion de corps ( 11) et l'a dilaté davantage pour augmenter le contact de la partie appropriée de la portion de corps ( 11) avec

la pièce ( 51) autour de ladite autre extrémité du trou ( 52).

6 Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications précédentes, caractérisé en ce que la première partie de la conicité externe ( 24) de la portion d'écrou

( 12) a un angle d'ouverture inférieur à 5 .

7 Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième partie de la conicité externe ( 26) de la portion d'écrou

( 12) a un angle d'ouverture supérieur à 10 .

8 Dispositif selon l'une quelconque des reven-

-20 dications précédentes, formé initialement d'une seule pièce, la portion d'écrou ( 12) étant réunie à la portion de corps ( 11) par un segment de rupture, caractérisé en ce

que la jonction de la portion d'écrou ( 12) et de la por-

tion de corps ( 11) est assurée par un chevauchement de

l'extrémité étroite de la portion d'écrou ( 12), à l'inté-

rieur de l'extrémité adjacente ( 23) de la portion de corps ( 11), la portion d'écrou ( 12) présentant dans la région du

chevauchement une épaisseur de paroi réduite ( 122) de ma-

nière à présenter un épaulement annulaire ( 121) tourné vers

l'extrémité éloignée de la portion de corps ( 11) et entou-

rant une partie au moins partiellement conique interne ( 123)

de la portion de corps ( 12).