Procédé de sertissage d'un insert dans un support à deux panneaux superposés

Domaine technique de l'invention

L'invention est relative à un procédé de sertissage d'un insert à sertir dans un support à l'aide d'un appareil de pose ayant une enclume, dans une zone où le support comporte un premier et un deuxième panneaux superposés et à distance l'un de l'autre, comprenant respectivement une première et une deuxième ouvertures de passage, procédé dans lequel l'écrou comprend une tête d'appui et un fût subdivisé en un premier tronçon disposé du côté de la tête d'appui et en un deuxième tronçon de sertissage de section réduite subdivisé en un premier segment, adjacent au premier tronçon, délimitant un premier alésage ayant un premier diamètre et en un deuxième segment délimitant un deuxième alésage ayant un deuxième diamètre supérieur au premier diamètre.

état de la technique

Un insert comporte classiquement une tête d'appui et un fût souvent cylindrique. Un problème se pose lorsqu'il est nécessaire d'installer un tel insert dans un trou pratiqué dans un support, à plus forte raison dans une zone où le support comporte deux panneaux superposés et à distance l'un de l'autre. Un tel support peut par exemple être constitué par une structure sandwich composée de deux plaques renfermant un matériau de plus faible densité, ou par deux parois diamétralement opposées d'un tube. Chaque panneau comportant une ouverture de passage, les procédés de sertissage connus provoquent une détérioration quasi systématique des panneaux et le résultat présente une faible résistance à l'arrachement. Ce problème est

particulièrement important lorsque l'insert est constitué par un écrou noyé à sertir.

Un écrou noyé à sertir est un écrou destiné à être solidarisé par déformation sur un support de faible épaisseur. Un écrou noyé à sertir se décompose en deux zones distinctes : la tête et le fût. La tête, qui peut revêtir différentes formes, vient en contact, par l'intermédiaire de sa face inférieure, avec un support sur lequel l'écrou est installé. Le fût se divise en deux tronçons distincts : un tronçon taraudé et un tronçon de sertissage. Le tronçon taraudé, qui est la partie fonctionnelle de l'écrou noyé après installation sur le support, est disposé du côté opposé à la tête et doit être suffisamment résistant pour pouvoir subir sans déformation les efforts axiaux appliqués à une vis normalisée introduite dans l'écrou noyé. Le tronçon de sertissage, qui est situé entre la tête et le tronçon taraudé, a pour fonction de se déformer sous l'action d'une force axiale de traction appliquée sur le taraudage du tronçon taraudé. Une telle force axiale peut être transmise, au moment de l'installation de l'écrou, par une tige de traction d'un appareil de pose comprenant en outre une enclume formant butée axiale. La déformation engendre un bourrelet de sertissage qui vient serrer le support contre la face inférieure de la tête assurant ainsi son maintien sur le support.

Un premier inconvénient réside dans le fait qu'après l'opération de sertissage, le tronçon taraudé de l'écrou est complètement à l'extérieur du support, en saillie de ce dernier.

D'autre part, un problème se pose lorsqu'il est nécessaire d'installer un tel écrou noyé à sertir sur un support dans une zone où le support comporte deux panneaux superposés et à distance l'un de l'autre. Lors de l'installation sur un tel support à panneaux superposés avec interposition d'un intervalle, la formation du bourrelet de sertissage, difficile à contrôler, est susceptible de provoquer un endommagement du support. De plus, les charges appliquées

sur l'écrou n'étant prises en charge que par le seul panneau en contact avec la tête, la résistance à l'arrachement reste limitée.

Objet de l'invention

L'objet de l'invention consiste à proposer un procédé de sertissage d'un insert à sertir qui permette d'augmenter la résistance à l'arrachement tout en diminuant les risques d'endommagement du support.

Le procédé selon l'invention est remarquable en ce qu'il consiste à : insérer axialement le fût dans le support, du côté du premier panneau, à travers les première et deuxième ouvertures de passage, jusqu'à une position de l'insert où l'extrémité distale du fût opposée à la tête affleure le deuxième panneau au travers de la deuxième ouverture, et rapporter l'enclume contre l'extrémité distale du fût, comprimer axialement le deuxième tronçon contre l'enclume pour rabattre le deuxième segment sur le deuxième panneau et créer un rebord d'appui en saillie radialement du fût, continuer la compression axiale du deuxième tronçon pour créer un bourrelet de sertissage axialement interposé entre le premier tronçon et le deuxième panneau et délimitant, en combinaison avec le rebord d'appui, une gorge d'ancrage encadrant le deuxième panneau en périphérie de la deuxième ouverture, continuer la compression axiale du deuxième tronçon pour mettre en contact la tête d'appui contre le premier panneau et créer un serrage du support entre la tête d'appui et le rebord d'appui, conjointement à un serrage du deuxième panneau entre le rebord d'appui et le bourrelet de sertissage.

Après sertissage, le premier tronçon est logé dans l'épaisseur du support, de sorte que l'insert est intégralement noyé dans le support. Ainsi si le premier tronçon délimite intérieurement un taraudage de sorte que l'insert constitue

un écrou noyé à sertir, la totalité de l'écrou noyé à sertir est intégralement noyée dans le support après sertissage, même le tronçon taraudé.

Selon un autre avantage, l'épaulement constitué par la jonction entre les premier et deuxième alésages détermine la position axiale de la gorge d'ancrage. La coopération entre le deuxième panneau et le fût de l'insert se pratique par un serrage du deuxième panneau (en périphérie de la deuxième ouverture) entre les flancs de la gorge d'ancrage (constitués d'un côté par le bourrelet de sertissage et de l'autre côté par le rebord d'appui), et non plus par une compression axiale unidirectionnelle comme dans l'art antérieur. De la combinaison de ces deux aspects résulte une diminution des risques d'endommagement lors du sertissage dans le support.

Selon un troisième avantage, le bourrelet de sertissage assure la même fonction de retenue axiale vis-à-vis du deuxième panneau que celle assurée par la tête de retenue vis-à-vis du premier panneau. Les charges axiales appliquées sur l'insert sont réparties sur les deux panneaux, notamment si la vis est assemblée dans le sens opposé à la tête de retenue dans le cas où l'insert est un écrou. Il en résulte une augmentation importante de la résistance à l'arrachement de l'insert par rapport au support dans lequel il est noyé après le procédé de sertissage selon l'invention.

Selon un mode de réalisation préférentiel dans lequel le premier tronçon délimite intérieurement un taraudage et l'appareil de pose comporte une tige filetée de traction prolongeant l'enclume, la première étape est réalisée par les phases successives suivantes : on insert axialement le fût dans le support, du côté du premier panneau, à travers au moins la première ouverture de passage, du côté du deuxième panneau, on insert axialement la tige de traction dans le fût pour engager le filetage de la tige dans le taraudage du premier tronçon,

on visse la tige de traction jusqu'à mettre en contact l'enclume contre le deuxième panneau, et l'extrémité distale du fût contre l'enclume.

Une variante de procédé comporte une étape supplémentaire dans laquelle on continue la compression axiale du deuxième tronçon pour rapprocher la tête d'appui et le rebord d'appui et créer une première et une deuxième dépressions respectivement dans les premier et deuxième panneaux, résultant d'une déformation locale des premier et deuxième panneaux en périphérie des première et deuxième ouvertures de passage.

Dans l'étape supplémentaire, il est possible de prévoir que le rapprochement de la tête d'appui et du rebord d'appui soit contrôlé pour que la tête d'appui affleure le premier panneau en périphérie de la première dépression, et/ou que le rebord d'appui affleure le deuxième panneau en périphérie de la deuxième dépression.

Description sommaire des dessins

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente un exemple d'écrou noyé à sertir selon un premier aspect de l'invention, la figure 2 représente un exemple de support utilisé dans un exemple de procédé de sertissage selon un autre aspect de l'invention, les figures 3 à 7 illustrent les différentes étapes de l'exemple de procédé de sertissage, - la figure 8 représente le support et l'écrou après le procédé de sertissage et après retrait de l'appareil de pose,

la figure 9 représente un autre exemple de support utilisé dans l'exemple de procédé de sertissage, la figure 10 illustre le support de la figure 9 et l'écrou après le procédé de sertissage et après retrait de l'appareil de pose, la figure 11 représente un autre exemple de support utilisé dans l'exemple de procédé de sertissage, la figure 12 illustre le support de la figure 11 et l'écrou après le procédé de sertissage et après retrait de l'appareil de pose.

Description de modes préférentiels de l'invention

La figure 1 illustre un écrou noyé à sertir 10 qui peut être utilisé dans le procédé de sertissage correspondant à l'invention et décrit ultérieurement.

En référence à la figure 1 , un écrou noyé à sertir 10 comprend une tête d'appui 11 et un fût 12. La tête 11 se présente sous la forme d'une collerette annulaire. Le fût 12 a une forme externe cylindrique et comporte, à ce titre, un axe de révolution X. Par la suite, les termes « axialement » et « axial >> se référeront à l'axe X. La collerette annulaire forme un épaulement avec la face extérieure du fût 12. L'épaulement constitue la partie active de la tête d'appui 11 en ayant pour fonction de participer au serrage du support pendant le sertissage de l'écrou 10 et à la retenue de l'écrou 10 par la suite. La forme de la tête d'appui 11 peut toutefois être quelconque dès lors que ces deux fonctions sont remplies.

Le fût 12 est axialement subdivisé en un premier tronçon taraudé 13 de réception de la tige filetée de traction 21 d'un appareil de pose (voir figures 3 à 7) et en un deuxième tronçon de sertissage 14 de section réduite. L'épaisseur de la paroi constitutive du tronçon de sertissage 14 est inférieure à celle du tronçon taraudé 13, de manière à permettre la déformation de la matière constitutive de la paroi du tronçon de sertissage 14 par application

d'un effort axial de compression au tronçon de sertissage 14. Le premier tronçon taraudé 13, délimitant intérieurement un taraudage 15, est disposé du côté de la tête d'appui 11. Le taraudage 15 constitue la partie active de l'écrou 10 après sertissage en ayant pour rôle de subir sans déformation les efforts axiaux appliqués à une vis normalisée (non représentée) introduite dans l'écrou noyé 10 par vissage dans le taraudage 15.

Le deuxième tronçon de sertissage 14 est subdivisé en un premier segment 141 , adjacent au premier tronçon 13, délimitant un premier alésage ayant un premier diamètre et en un deuxième segment 142 délimitant un deuxième alésage ayant un deuxième diamètre supérieur au premier diamètre. Dans la variante illustrée, la hauteur du deuxième segment 142, comptée selon l'axe X, est nettement inférieure à celle du premier segment 141 , par exemple de l'ordre de six fois moins.

En référence aux figures 3 et suivantes, le procédé de sertissage selon l'invention est destiné à installer un insert à sertir dans un support 16, dans une zone où le support 16 comporte un premier et un deuxième panneaux 17, 18 superposés et à distance l'un de l'autre. Un exemple de tel support 16 est illustré à la figure 2, dans lequel les panneaux 17, 18 forment les deux plaques d'une structure sandwich renfermant un matériau 19 de plus faible densité dans le volume délimité entre les deux panneaux 17, 18. à titre d'exemple, chaque panneau 17, 18 est constitué par une plaque en aluminium et le matériau 19 à plus faible densité est constitué par une mousse alvéolaire d'aluminium. Dans l'exemple représenté et de manière non limitative, l'insert est constitué par un écrou noyé à sertir du type représenté à la figure 1.

Dans le procédé de sertissage, les panneaux 17, 18 comprennent respectivement une première et une deuxième ouvertures de passage 171 , 181 du fût 12 de l'insert. Il est évident que pour le passage du fût 12 sur toute

l'épaisseur du support 16, le matériau 19 comporte un orifice cylindrique reliant les ouvertures de passage 171 , 181. L'exemple de procédé de sertissage illustré aux figures 3 à 7 se réalise à l'aide d'un appareil de pose comprenant une enclume 20 prolongée par une tige filetée de traction 21. La tige filetée de traction 21 comporte donc un filetage externe ayant un pas et un diamètre nominal correspondant à ceux du taraudage 15.

L'exemple illustré de procédé de sertissage consiste, dans un premier temps, à insérer axialement le fût 12 dans le support 16, du côté du premier panneau 17, à travers au moins la première ouverture de passage 171 , puis à insérer axialement, du côté du deuxième panneau 18, la tige filetée de traction 21 dans le fût 12 pour engager le filetage de la tige 21 dans le taraudage 15 du premier tronçon 13, puis à visser la tige de traction 21 jusqu'à mettre en contact l'enclume 20 contre le deuxième panneau 18, et l'extrémité distale du fût 12 contre l'enclume 20 (voir figures 3 et 4). L'extrémité distale du fût 12 correspond à l'extrémité du fût 12 opposée à la tête d'appui 11. L'accomplissement des trois phases successives ci-dessus permet, en pratique, de réaliser la première étape, définie ci-dessous, du procédé selon l'invention : on insert axialement le fût 12 dans le support 16, du côté du premier panneau 17, à travers les première et deuxième ouvertures de passage 171 , 181 , jusqu'à une position de l'insert 10 où l'extrémité distale du fût 12 opposée à la tête 11 affleure le deuxième panneau 18 au travers de la deuxième ouverture 181 , et on rapporte l'enclume 20 contre l'extrémité distale du fût 12.

Dans les étapes suivantes du procédé de sertissage, et en référence aux figures 5 et 6, l'appareil de pose applique un mouvement de traction à la tige 21 de manière à comprimer axialement le deuxième tronçon 14 contre l'enclume 20. Ces efforts de compression forcent la matière constitutive du deuxième tronçon 14 à se déformer. Au début de la compression, seule la

matière au niveau du deuxième segment 142 se déforme contre l'enclume 20 pour rabattre le deuxième segment 142 sur le deuxième panneau 18 et créer un rebord d'appui 22 en saillie radialement du fût 12 (figure 5).

Dans une étape suivante après la formation du rebord 22, et en référence à la figure 6, l'appareil de pose continue d'appliquer au deuxième tronçon de sertissage 14 des efforts de compression par traction de la tige 21. La tige 21 continue la compression axiale du deuxième tronçon 14. pour créer un bourrelet de sertissage 23 obtenu par déformation du premier segment 141. Le bourrelet de sertissage 23 est axialement interposé entre le premier tronçon 13 et le deuxième panneau 18. Il délimite, en combinaison avec le rebord d'appui 22, une gorge d'ancrage 24 qui encadre le deuxième panneau 18 en périphérie de la deuxième ouverture 181. Pendant cette étape, la retenue assurée par l'appui du rebord 22 contre le deuxième panneau 18 a pour effet de diriger de manière centrifuge la déformation du premier segment 141 vers l'extérieur du fût 12 afin de garantir la formation du bourrelet de sertissage 23 à l'extérieur. La gorge d'ancrage 24 est ouverte sur l'extérieur du fût 12.

Dans une dernière étape après la formation du bourrelet 23, et toujours en référence à la figure 6, l'appareil de pose continue d'appliquer au deuxième tronçon de sertissage 14 des efforts de compression par traction de la tige 21. La tige 21 continue la compression axiale du deuxième tronçon 14 pour mettre en contact la tête d'appui 11 contre le premier panneau 17 et créer un serrage du support 16 entre la tête d'appui 11 et le rebord d'appui 22, conjointement à un serrage du deuxième panneau 18 entre le rebord d'appui 22 et le bourrelet de sertissage 23.

Après sertissage, le premier tronçon taraudé 13 est logé dans l'épaisseur du support 16, de sorte que l'écrou 10 est intégralement noyé dans le support 16. D'autre part, le bourrelet de sertissage 23 assure la même fonction de

retenue axiale vis-à-vis du deuxième panneau 18 que celle assurée par la tête de retenue 11 vis-à-vis du premier panneau 17. Les charges axiales appliquées sur l'écrou 10 par la suite sont réparties sur les deux panneaux 17, 18, notamment si la vis normalisée (non représentée) est assemblée dans le sens opposé à la tête de retenue 11. Il en résulte une augmentation importante de la résistance à l'arrachement de l'écrou 10 par rapport au support 16 dans lequel il est noyé après le procédé de sertissage ci-dessus.

Dans une étape supplémentaire facultative, et en référence à la figure 7, il est possible de prévoir que la tige 21 continue la compression axiale du deuxième tronçon 14 pour rapprocher axialement la tête d'appui 11 et le rebord d'appui 22 entre eux. Il résulte alors de ce rapprochement la création d'une première et d'une deuxième dépressions 172, 182 respectivement dans les premier et deuxième panneaux 17, 18. Les dépressions 172, 182 sont la conséquence d'une déformation locale des premier et deuxième panneaux 17, 18 en périphérie des première et deuxième ouvertures de passage 171 , 181.

Dans une variante avantageuse de l'étape supplémentaire, le rapprochement de la tête d'appui 11 et du rebord d'appui 22 est contrôlé pour que la tête d'appui 11 affleure le premier panneau 17 en périphérie de la première dépression 172. Il est également possible de prévoir que, dans l'étape supplémentaire, le rapprochement de la tête d'appui 11 et du rebord d'appui 22 soit contrôlé pour que le rebord d'appui 22 affleure le deuxième panneau 18 en périphérie de la deuxième dépression 182.

De manière non représentée, le procédé de sertissage selon l'invention peut être réalisé sans un tel appareil de pose. Il est en effet possible de réaliser la compression axiale à l'aide d'une presse. Dans ce cas, l'enclume 20 peut, par exemple, être constitué par la partie fixe de la presse tandis que sa partie

mobile vient prendre appui sur la tête d'appui 11 à l'opposé de l'épaulement formé entre la tête 11 et le fût 12.

Dans le cas où la compression axiale du deuxième tronçon 14 se pratique par tirage exercé par la tige filetée 21 (l'appareil de pose comportant donc une tige filetée de traction 21 ), il est nécessaire, après le procédé de sertissage selon l'invention, de retirer l'appareil de pose par dévissage de la tige filetée 21 depuis le taraudage 15 pour parvenir à la situation de la figure 8 où l'écrou 10 est prêt à l'emploi. Cette nécessité de dévissage apparaît quelle que soit la variante de procédé, notamment que l'étape supplémentaire facultative ait été réalisée ou non. La figure 8 illustre que l'écrou 10 est serti dans le support 16 dans une configuration où il est intégralement noyé dans l'épaisseur du support 16.

L'épaulement constitué par la jonction entre les premier et deuxième alésages des premier et deuxième segments 141 , 142 a pour effet de diriger radialement vers l'extérieur du fût 12 la matière constitutive du deuxième segment 142 pendant sa déformation. Il en résulte la garantie que le rebord d'appui 22 est formé en saillie radialement du fût 12. Un tel rebord d'appui 22 a pour effet, dans la suite de la compression axiale du deuxième tronçon 14, d'empêcher la matière constitutive du premier segment 141 de se déformer concentriquement en direction de l'axe de révolution X du fût 12. Au contraire, la retenue assurée par l'appui du rebord 22 contre le deuxième panneau 18 a pour effet de diriger de manière centrifuge la déformation du premier segment 141 vers l'extérieur du fût 12 afin de garantir la formation du bourrelet de sertissage 23. Si un tel épaulement n'existait pas, aucun rebord d'appui 22 ne serait formé et le bourrelet de sertissage 23 serait formé à l'extérieur du support 16, sous le deuxième panneau 18.

II ressort, de ce qui précède, que le procédé de sertissage précédemment décrit peut être adapté à tout type de support 16, dès lors que celui-ci comporte deux panneaux 17, 18 superposés et à distance l'un de l'autre.

En particulier, les figures 9 et 10 illustrent que l'exemple de procédé de sertissage selon l'invention peut être réalisé avec un support 16 différent : les panneaux 17, 18 superposés et à distance l'un de l'autre sont constitués par deux parois diamétralement opposées d'un tube. Le support 16 est donc constitué par le tube. La gorge d'ancrage 24 vient créer (figure 10) un serrage de l'une des parois du tube, tandis que la tête 11 et le rebord 22 créent un serrage des deux parois du tube.

Quel que soit le support 16, il est possible de prévoir que les dépressions 172, 182 soient préformées (par tout moyen connu et adapté en fonction du matériau des panneaux 17, 18) dans les panneaux 17, 18 avant de commencer la mise en œuvre du procédé de sertissage de l'écrou 10. Cette variante est utilisée lorsque l'on veut s'affranchir de l'étape supplémentaire bien que les dépressions 172, 182 soient nécessaires pour noyer le rebord 22 et/ou la tête 11. Cette variante présente également l'avantage d'éviter tout risque de détérioration de l'un des panneaux 17, 18 en fin de procédé car la création des dépressions 172, 182 par l'écrou 10 lui-même reste aléatoire.

Les figures 11 et 12 illustrent un tube identique à celui des figures 9 et 10 mais comportant des dépressions 172, 182 préformées dans les panneaux 17, 18 avant la mise en oeuvre du procédé de sertissage, respectivement avant installation de l'écrou 10 et après la mise en œuvre du procédé de sertissage.

Le procédé de sertissage selon l'invention vient d'être décrit en application à un insert constitué par l'écrou noyé à sertir 10 de la figure 1. Toutefois, il peut être appliqué à tout autre insert doté d'une tête d'appui et d'un fût

comprenant un premier tronçon (pas forcément taraudé) disposé du côté de la tête et un deuxième tronçon de sertissage d'épaisseur réduite subdivisé en un premier segment, adjacent au premier tronçon, délimitant un premier alésage ayant un premier diamètre et en un deuxième segment délimitant un deuxième alésage ayant un deuxième diamètre supérieur au premier diamètre. à titre d'exemple, un tel insert peut être constitué par une entretoise ou par un limiteur de compression.