WO2009071759A2 - Rivet autoperforant - Google Patents

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WO2009071759A2
WO2009071759A2 PCT/FR2008/001289 FR2008001289W WO2009071759A2 WO 2009071759 A2 WO2009071759 A2 WO 2009071759A2 FR 2008001289 W FR2008001289 W FR 2008001289W WO 2009071759 A2 WO2009071759 A2 WO 2009071759A2
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grooves
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cross
head
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
    • F16B19/06—Solid rivets made in one piece

Definitions

  • the present invention relates to a self-piercing rivet.
  • a self-piercing rivet comprising a tip adapted to pierce a workpiece to rivet, a head adapted to receive an external force to allow the piercing of the workpiece, and a body extending from the tip to the head.
  • Such a rivet has the disadvantage of generating unsightly and sharp metal burrs when the parts to be riveted are stainless steel, especially when the rivets are also stainless steel. As a result, it is customary to pre-pierce the stainless steel part with a punch.
  • the present invention aims to make a rivet whose structure is such that, if it is stainless steel, it can be used to rivet stainless steel parts, without these being pre-drilled.
  • the body comprises at least two grooves which extend in the longitudinal direction of the rivet.
  • FIG. 1 is a perspective view of a rivet according to the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view of the rivet of Figure 1;
  • Figure 3 is a longitudinal sectional view of the rivet according to the plane III-III of Figure 2; and Fig. 4 is a sectional view of a two-piece assembly with a rivet according to the present invention.
  • a self-piercing rivet 1 (which, in this case, is monobloc) extends in a longitudinal direction and comprises a tip 2 adapted to pierce a workpiece to rivet, a head 3 adapted to receiving an external force to allow the piercing of the workpiece to be riveted, and a body 4 extending longitudinally from the tip 2 to the head 3.
  • the tip 2 is not truncated.
  • it is tapered, and more precisely, it has a half-angle at the apex of about 35 °.
  • the head 3 of the rivet 1 is, in the present embodiment, a spherical cap.
  • the body 4 comprises at least two grooves 5 (in this case, four) which extend in the longitudinal direction of the rivet 1. These grooves 5 receive the burrs of the part which is pierced by the tip 2.
  • the body 4 has the general shape of a cylinder, and its overall section (including the grooves 5) is identical to that of the base of the tip 2.
  • the body 4 comprises, in the longitudinal direction, a solid zone 6 which is adjacent to the tip 2, and a receiving zone 7 which comprises the grooves 5 and which is adjacent to the head 3.
  • the full zone 6 extends from tip 2 to the zone of 7, and the latter extends to the head 3.
  • the height of the reception zone 7 (6.7 mm) is of the same order of magnitude as that of the solid zone 6. (5 mm).
  • the solid zone 6 has a cross-section identical to that of the base of the tip 2 (in this case, the straight section is a circle, and the solid zone 6 is a cylinder).
  • the receiving zone 7 comprises, besides the grooves 5, a structural element 8 which separates all the grooves 5 from each other and which makes it possible to guarantee the rigidity of the rivet 1.
  • the cross-section of the groove 5 structural element 8 is a star or a cross (as in this case).
  • the thickness of each leg 9 of the structural element 8 is substantially equal to one third of the diameter of the solid zone 6 (in this case, 2 mm thick for a diameter of 6 mm).
  • the cross section of the structural member 8 is about 70% of the cross-section of the receiving zone 7 (including grooves).
  • all the grooves 5 are identical, distributed angularly evenly and extend longitudinally over the entire receiving zone 7.
  • Each groove 5 is delimited, on the one hand, by longitudinal walls 10 which are extend longitudinally, and, on the other hand, transverse walls 11 perpendicular to the longitudinal walls 10. Except at the junctions of the longitudinal walls 10 with the transverse walls 11 which have a curvature, the cross section of the structural element 8 is constant over the entire reception area 7.
  • a rivet 1 can usefully be used for fixing handles to caps for making culinary items such as stoves, pans or casseroles, without the need for the cap, even if it is stainless , includes orifices.
  • the tip 2 of the rivet 1 is positioned in an orifice carried by the handle, against the wall of the cap. Then, under the action of a force applied to the head 3, the tip 2 pierces this wall and passes through the cap. The material torn by the. point 2 and driven by it, then by the body 4 of the rivet (more exactly, in this case, by the full area 6), is housed in the grooves 5 of the receiving zone 7. Finally, the tip 2 (as well as the solid zone 6 in the present case) is crushed, which traps the material in the grooves 5.
  • the presence of the solid zone 6 makes it possible to increase the volume of metal of the rivet 1 (and thus the volume of metal
  • the head 3 is pressed against the metal to be riveted and the curvature of the grooves 5, on the side of the head 3, is lodged in the metal to be riveted and thus ensures the tightness of the riveting. therefore to maintain the sealing of the culinary utensil at the riveting of the handle to the cap.
  • the rivet 1 is preferably made of a material
  • 304L stainless steel which supports the force for the perforation of the part to rivet and allows a sufficient crushing of the tip 2 (and the full area 6), and this taking into account the presence of the grooves 5 in the reception zone 7. Because of these grooves 5, preferably the material makes it possible to increase the compressive strength of the body 4 while preserving the ductility of the tip 2.
  • Another advantage of a rivet 1 according to the present invention provided with the grooves 5 is that the riveting force is reduced during the penetration of the rivet 1. As a result, the operator can reduce his efforts during its maintenance. in place parts to rivet (the cap and the handle). Another direct consequence is the improvement of the precision in the realization of the culinary utensil.
  • the invention is not limited to the embodiment given by way of example.
  • the geometric dimensions of the rivet and its different zones may vary depending on the thickness to be riveted. Its head may also have a shape other than that of a spherical cap.
  • the junctions of the transverse walls 11 with the longitudinal walls 10 may not have any curvature (and therefore be angular).
  • the rivet could also be made of materials other than stainless steel.
  • the rivet can be used to rivet parts made of materials other than stainless steel, especially in metals that can generate burrs during their perforation.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un rivet (1) auto perforant comprenant une pointe (2) adaptée à percer une pièce à riveter, une tête (3) adaptée à recevoir une force extérieure pour permettre le percement, et un corps (4) s'étendant de la pointe (2) à la tête (3). Le corps (4) comprend, à sa surface périphérique, au moins deux rainures (5) qui s'étendent selon la direction longitudinale du rivet (1).

Description

RIVET AUTOPERFORANT
La présente invention concerne un rivet auto perforant. On connaît un rivet auto perforant comprenant une pointe adaptée à percer une pièce à riveter, une tête adaptée à recevoir une force extérieure pour permettre le percement de la pièce, et un corps s' étendant de la pointe à la tête.
Cependant, un tel rivet présente l'inconvénient de générer des bavures de métal peu esthétiques et coupantes quand les pièces à riveter sont en acier inoxydable, surtout quand les rivets sont eux aussi en acier inoxydable. De ce fait, il est usuel de pré percer la pièce en acier inoxydable par un poinçon. La présente invention vise à réaliser un rivet dont la structure est telle que, s'il est en acier inoxydable, il puisse être utilisé pour riveter des pièces en acier inoxydable, sans que ces dernières soient pré-percées.
Selon l'invention, le corps comprend au moins deux rainures qui s'étendent selon la direction longitudinale du rivet .
De ce fait, les bavures générées par le percement de la pièce se logent dans les rainures et une fois l'opération de rivetage terminée, ces déchirures ne sont plus accessibles, la pointe ayant été écrasée.
D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description donnée à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins mis en annexe dans lesquels : La figure 1 est une vue en perspective d'un rivet conforme à la présente invention, La figure 2 est une vue en coupe transversale du rivet de la figure 1 ;
La figure 3 est une vue en coupe longitudinale du rivet selon la plan III-III de la figure 2 ; et La figure 4 est une coupe d'un assemblage de deux pièces par un rivet conforme à la présente invention.
Comme on peut le voir aux différentes figures, un rivet auto perforant 1 (qui, en l'occurrence, est monobloc) s'étend selon une direction longitudinale et comprend une pointe 2 adaptée à percer une pièce à riveter, une tête 3 adaptée à recevoir une force extérieure pour permettre le percement de la pièce à riveter, et un corps 4 s' étendant longitudinalement de la pointe 2 à la tête 3.
Afin de faciliter la perforation de la pièce à riveter, la pointe 2 n'est pas tronquée. Dans le présent mode de réalisation, elle est conique, et, de façon plus précise, elle a un demi-angle au sommet d'environ 35°.
La tête 3 du rivet 1 est, dans le présent mode de réalisation, une calotte sphérique. Le corps 4 comprend au moins deux rainures 5 (en l'occurrence, quatre) qui s'étendent selon la direction longitudinale du rivet 1. Ces rainures 5 reçoivent les bavures de la pièce qui est percée par la pointe 2.
Dans le présent mode de réalisation, le corps 4 a la forme générale d'un cylindre, et sa section globale (y compris les rainures 5) est identique à celle de la base de la pointe 2.
Dans le présent exemple, le corps 4 comprend, selon la direction longitudinale, une zone pleine 6 qui est adjacente à la pointe 2, et une zone de réception 7 qui comprend les rainures 5 et qui est adjacente à la tête 3.
Ainsi, la zone pleine 6 s'étend de la pointe 2 à la zone de réception 7, et cette dernière s'étend jusqu'à la tête 3. Dans le présent mode de réalisation, la hauteur de la zone de réception 7 (6,7 mm) est de même ordre de grandeur que celle de la zone pleine 6 (5 mm) . La zone pleine 6 a une section droite identique à celle de la base de la pointe 2 (en l'occurrence, la section droite est un cercle, et la zone pleine 6 est un cylindre) .
La zone de réception 7 comprend, outre les rainures 5, un élément structurel 8 qui sépare toutes les rainures 5 les unes des autres et qui permet de garantir la rigidité du rivet 1. Selon le nombre de rainures 5, la section droite de l'élément structurel 8 est une étoile ou une croix (comme en l'occurrence) . Dans le présent mode de réalisation, l'épaisseur de chaque branche 9 de l'élément structurel 8 est sensiblement égale au tiers du diamètre de la zone pleine 6 (en l'occurrence, 2 mm d'épaisseur pour un diamètre de 6 mm) . De préférence, la section droite de l'élément structurel 8 représente environ 70% de la section droite de la zone de réception 7 (rainures 5 incluses) . Dans le présent mode de réalisation, toutes les rainures 5 sont identiques, réparties angulairernent de façon régulière et s'étendent longitudinalement sur toute la zone de réception 7. Chaque rainure 5 est délimitée, d'une part, par des parois longitudinales 10 qui s'étendent longitudinalement, et, d'autre part, des parois transversales 11 perpendiculaires aux parois longitudinales 10. Sauf au niveau des jonctions des parois longitudinales 10 avec les parois transversales 11 qui présentent une courbure, la section droite de l'élément structurel 8 est constante sur toute la zone de réception 7. Ainsi, un tel rivet 1 peut utilement être utilisé pour la fixation de poignée à des calottes pour la réalisation d'articles culinaires tels que des poêles, casseroles ou faitouts, sans qu'il soit nécessaire que la calotte, même si elle est en inox, comprenne des orifices.
En utilisation, la pointe 2 du rivet 1 est positionnée dans un orifice porté par la poignée, contre la paroi de la calotte. Ensuite, sous l'action d'une force appliquée sur la tête 3, la pointe 2 perce cette paroi et traverse la calotte. La matière déchirée par la. pointe 2 et entraînée par celle-ci, puis par le corps 4 du rivet (plus exactement, dans le présent cas, par la zone pleine 6) , se loge dans les rainures 5 de la zone de réception 7. Enfin, la pointe 2 (ainsi que la zone pleine 6 dans le présent cas) est écrasée, ce qui emprisonne la matière dans les rainures 5. La présence de la zone pleine 6 permet d'augmenter le volume de métal du rivet 1 (et donc le volume de métal emprisonnant les bavures. La tête 3 vient se plaquer sur le métal à riveter et la courbure des rainures 5, du coté de la tête 3, vient se loger dans le métal à riveter et assure ainsi l'étanchéité du rivetage. Le rivet 1 permet donc de conserver l'étanchéité de l'ustensile culinaire au niveau du rivetage de la poignée à la calotte. Le rivet 1 est de préférence réalisé en un matériau
(par exemple, inox 304L) qui supporte la force pour la perforation de la pièce à riveter et permet un écrasement suffisant de la pointe 2 (et de la zone pleine 6) , et ceci en tenant compte de la présence des rainures 5 dans la zone de réception 7. Du fait de ces rainures 5, de préférence le matériau permet d'augmenter la résistance en compression du corps 4 tout en préservant la ductilité de la pointe 2. Un autre avantage d'un rivet 1 conforme à la présente invention muni des rainures 5, est que l'effort de rivetage est réduit, lors de la pénétration du rivet 1. De ce fait l'opérateur peut réduire ses efforts lors de son maintien en place des pièces à riveter (la calotte et la poignée) . Une autre conséquence directe est l'amélioration de la précision dans la réalisation de l'ustensile culinaire.
L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation donnée à titre d'exemple. De façon générale, les dimensions géométriques du rivet et de ses différentes zones (pointe, zone pleine, zone de réception, tête) peuvent varier en fonction de l'épaisseur à riveter. Sa tête peut également avoir une forme autre que celle d'une calotte sphérique. Egalement, les jonctions des parois transversales 11 avec les parois longitudinales 10 pourraient ne pas présenter de courbure (et donc, être anguleuses) . En outre, le rivet pourrait également être réalisé dans des matières autres que l'acier inoxydable. De même le rivet peut être utilisé pour riveter des pièces réalisées dans des matières autres que l'acier inoxydable, notamment dans des métaux susceptibles de générer des bavures lors de leur perforation.

Claims

REVENDICATIONS
1. Rivet (1) auto perforant comprenant une pointe (2) adaptée à percer une pièce à riveter, une tête (3) adaptée à recevoir une force extérieure pour permettre le percement, et un corps (4) s' étendant de la pointe (2) à la tête (3), caractérisé en ce que le corps (4), ayant la forme générale d'un cylindre, comprend, à sa surface périphérique, au moins deux rainures (5) qui s'étendent selon la direction longitudinale du rivet (1) et qui sont toutes séparées les unes des autres par un élément structurel (8) dont la section droite a la forme d'une étoile ou d'une croix.
2. Rivet (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est monobloc.
3. Rivet (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les rainures (5) corps (4) comprend 1, selon sa direction longitudinale, une zone pleine (6) adjacente à la pointe (2), et une zone de réception (7) qui comporte les rainures (5) .
4. Rivet (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la zone de réception est adjacente à la tête (3) .
5. Rivet (1) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la section droite de la zone de réception (7) est identique à celle de la zone pleine (6) .
6. Rivet (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'épaisseur de chaque branche (9) de la croix est égale au tiers du diamètre de la zone pleine ( 6) .
7. Rivet (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la section droite de l'élément structurel (8) représente environ 70% de la section droite de la zone de réception (7) .
8. Utilisation d'un rivet (1) conforme à l'une des revendications 1 à 7 pour la fixation d'une poignée à une calotte d'un article culinaire.
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