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Title:
FASTENING SYSTEM USING A RIVET AND A NUT, ASSEMBLY USING SAID DEVICE, AND FASTENING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1995/016139
Kind Code:
A1
Abstract:
A fastening system including a rivet having a tubular shank (3) with a stem extending therethrough and a male thread (19) engageable with a nut (25). The fastening system is particularly suitable for releasably assembling two parts (27, 29) to be assembled having two coaxial openings (31, 33). The rivet shank is flattened at one end to form a flange (39) while its other end is fitted with the screw-off nut.

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Inventors:
BISOGNIN JULIEN (FR)
Application Number:
PCT/FR1994/001307
Publication Date:
June 15, 1995
Filing Date:
November 08, 1994
Export Citation:
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Assignee:
ALLIBERT IND (FR)
BISOGNIN JULIEN (FR)
International Classes:
F16B19/10; (IPC1-7): F16B19/10
Foreign References:
US4560312A1985-12-24
EP0537967A11993-04-21
US4293263A1981-10-06
FR2685404A11993-06-25
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Dispositif de fixation comprenant un rivet (1) avec un fût tubulaire (3) allongé suivant un axe (5) et traversé par une tige (9) , ledit fût présentant un filetage (19) extérieur axial propre à recevoir un écrou (25) .
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fût (3) du rivet porte des moyens (23) de blocage en rotation du fût.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le fût (3) présente, sur une partie (13) de sa longueur, un premier diamètre extérieur, et, sur une seconde partie (15) de cette même longueur, un second diamètre extérieur, réduit par rapport au premier diamètre, avec un épaulement (17) entre les deux, le filetage (19) étant ménagé sur ladite partie (13) présentant le premier diamètre.
4. Dispositif selon la revendication 2 et la revendication 3, caractérisé en ce que le filetage (19) du fût s'interrompt à une certaine distance dudit épaulement, les moyens (23) de blocage en rotation du fût (3) étant disposés entre la fin du filetage et l'épaulement (17).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens de blocage comprennent au moins un méplat (23) .
6. Assemblage démontable comprenant : une première et une deuxième pièces (27, 29) à fixer ensemble de façon démontable, lesdites pièces présentant deux orifices sensiblement coaxiaux (31, 33), un fût (3) tubulaire de rivet engagé sensiblement coaxiale ent à travers lesdits orifices des deux pièces, ledit fût étant écrasé à une extémité pour présenter un bourrelet (39), tandis qu'à l'extrémité opposé il présente un filetage (19) , et un écrou (25) vissé sur ledit filetage du fût (3) de rivet, pour fixer ensemble lesdites pièces (27, entre l'écrou et le bourrelet dudit fût.
7. Assemblage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le fût (3) porte des moyens (23, 24) de blocage en rotation coopérant avec des moyens complémentaires (33a, 33b) de l'orifice (33) de l'une au moins des pièces, pour bloquer en rotation le fût dans cet orifice.
8. Assemblage selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que l'orifice (31) de la première pièce (27) est de section inférieure à celui (33) de la seconde pièce (29) , le fût (3) du rivet présentant un épaulement (17) à l'endroit de l'orifice (33) de la seconde pièce (29) , élargissant sa section sur la partie de sa longueur qui porte le filetage (19) .
9. Assemblage selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que : lesdites première et seconde pièces (27, 29) présentent des caractéristiques de dilatation thermique différentes, l'une au moins de ces pièces (29) est allongée suivant un axe longitudinal (29a) , et ledit orifice (33) formé à travers cette pièce est oblong, en présentant sa plus grande dimension (L ) suivant l'axe longitudinal (29a) de ladite pièce (29).
10. Procédé pour fixer entre elles deux pièces (27, 29) présentant deux orifices (31, 33) sensiblement coaxiaux,dans lequel : on introduit à travers lesdits orifices (31, 33) des pièces, un rivet (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, avant de visser, ou après avoir vissé, un écrou (25) sur ledit filetage (19) du fût (3) de ce rivet, puis on écrase, du côté opposé au filetage (19), le fût (3) dudit rivet pour qu'il forme un bourrelet (39).
Description:
"Dispositif de fixation utilisant un rivet et un écrou, assemblage utilisant ce dispositif et procédé de fixation correspondant"

L'invention se rapporte au domaine général des dispositifs ou accessoires de fixation ou de liaison entre plusieurs pièces. Le présent demandeur travaillant tout particulièrement avec certains constructeurs automobiles exposés à des problèmes classiques d'assemblage de pièces, et notamment de pièces de tôlerie, telles que des panneaux creux de portes à assembler avec, par exemple, des baguettes de protection latérale en plastique, le demandeur a été amené à réfléchir sur ces problèmes d'assemblage, tout particulièrement lorsque l'une des pièces à assembler ou à maintenir est inaccessible ou difficilement accessible d'un côté. Si l'on retient l'exemple de la fixation d'une baguette sur un panneau de porte, on note ainsi que les systèmes de fixation existants présentent un certain nombre de problèmes qui surviennent en particulier lorsque, la protection latérale étant détériorée, il faut la changer, et donc retirer les moyens qui la fixe au panneau de porte. Ni le démontage, ni le remontage après remplacement de la protection, ne sont aisés. On risque en outre souvent d'abîmer le panneau de porte, voire de faire tomber une partie au moins du moyen de fixation d'origine à l'intérieur de ce panneau, ce qui peut générer des bruits et autres désagréments.

De surcroît, le nouveau dispositif de fixation utilisé pour remettre en place la pièce remplacée ne peut pas toujours être le même que celui d'origine, dans la mesure où, à ce moment, les pièces ne sont plus nécessairement accessibles des deux côtés (tel est par exemple le cas des panneaux de porte qui, s'ils sont

accessibles depuis 1 ' intérieur de la porte au moment de la fabrication de l'automobile, ne le sont plus ultérieurement, du moins aisément) .

C'est dans ce contexte que l'invention propose un dispositif de fixation perfectionné, en partie démontable ou amovible, comprenant un rivet, avec un fût tubulaire allongé suivant un axe et traversé par une tige, le fût présentant un filetage extérieur axial propre à recevoir un écrou. Ainsi, une fois le fût riveté sur sa pièce de réception (telle par exemple que le panneau de porte) , il suffira, au moment où l'on souhaitera désassembler les deux pièces, de retirer l'écrou, pour le replacer ensuite, une fois la pièce remplacée. Selon une caractéristique complémentaire de l'invention, pour faciliter les opérations de montage et de démontage, le fût du rivet pourra comporter des moyens de blocage en rotation, tels qu'au moins un méplat, facilitant ainsi la manoeuvre en vissage ou en dévissage de l'écrou. Et en particulier dans le cas où les deux pièces à réunir ne présenteront pas le même coefficient de dilatation thermique (pièces respectivement métallique et plastique par exemple), l'une au moins de ces pièces (de préférence celle ayant le plus fort coefficient) pourra présenter un orifice de passage du rivet qui sera oblong dans une direction, cette direction étant de préférence celle de l'axe longitudinal de ladite pièce.

Au delà d'un tel dispositif de fixation, l'invention se rapporte également tout naturellement à l'assemblage d'un tel dispositif avec les deux pièces à réunir, étant entendu que ces deux pièces devront présenter deux orifices sensiblement coaxiaux pour permettre l'engagement du fût de rivet, l'écrou associé venant bloquer l'ensemble en position d'un côté, le blocage du côté opposé étant assuré par le bourrelet que présentera le fût, après rivetage.

Outre cela, l'invention se rapporte aussi au procédé utilisé pour fixer entre elles lesdites pièces, ce procédé se caractérisant en ce que :

- on introduit à travers les deux orifices précitées des pièces, le rivet de l'invention,

- on visse un écrou sur le filetage dont le fût du rivet est équipé,

- puis on écrase, du côté opposé au filetage, le fût de ce rivet pour qu'il forme le bourrelet prévu de retenue.

Bien entendu les deux premières étapes peuvent être interverties.

De cette manière, il apparaît clairement que lorsque l'on souhaitera, notamment en après-vente, remplacer par exemple une baguette de protection, il suffira, après avoir éventuellement enlevé un capuchon étanche de protection de l'écrou, de dévisser cet écrou et de retirer tout à fait aisément la baguette, le fût du rivet ne risquant pas de tomber ni à 1 ' intérieur ni à l'extérieur du panneau de porte, puisqu'il est retenu d'un côté par le bourrelet précité et, que de l'autre, une caractéristique complémentaire de l'invention prévoit qu' à un endroit donné de sa longueur, le fût du rivet présentera avantageusement un épaulement, visant à restreindre sa section du côté de l'extrémité de son fût où est formé ledit bourrelet.

D'autres caractéristiques et avantages de 1 •invention apparaîtront encore de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels

- la figure 1 est une vue générale en perspective du rivet perfectionné de l'invention, tel que fabriqué, avec son écrou associé,

- la figure 2 montre le même rivet prêt à assembler deux pièces,

- la figure 3 montre en coupe transversale, la zone de l'orifice ménagé dans la pièce inférieure de la figure 2, suivant la ligne de coupe III-III,

- la figure 4 présente une étape ultérieure de fixation dans laquelle 1 'écrou associé a été mis en place autour de la partie filetée du fût du rivet,

- et la figure 5 présente les deux pièces assemblées, après rivetage.

Si l'on se reporte tout d'abord à la figure 1, on voit ainsi représenté un rivet perfectionné repéré dans son ensemble 1, comprenant un fût tubulaire de rivet 3, monobloc, d'axe longitudinal 5, présentant donc sur toute sa longueur L, un passage intérieur 7 (voir figure 2) à l'intérieur duquel est ici glissé une tige classique de rivet 9 présentant à une extrémité une tête élargie 11.

Sur sa longueur L, le fût 3 est divisé essentiellement en deux parties 13, 15 séparées par un épaulement 17. La première partie 13, de plus large section ou diamètre extérieur, est elle même "scindée" longitudinalement en deux sous-parties 19, 21 constituées respectivement, à partir de l'extrémité libre du fût, par un filetage extérieur sensiblement axial et par une zone de blocage en rotation du fût.

En l'espèce, la zone de blocage ou embase 21 se présente extérieurement comme une zone cylindrique de section circulaire dans laquelle ont été ménagés deux méplats (23, 24) diamétrialement opposés, seul l'un d'entre eux, 23, apparaissant sur la figure 1.

Au delà de l'épaulement périphérique 17, le fût 3 présente donc une section (ou diamètre) extérieur(e) réduit(e) matérialisé(e) par la partie tubulaire de section circulaire 15, contre l'extrémité terminale 15a de laquelle vient porter la tête 11 de la tige 9.

Outre le rivet perfectionné 3, le dispositif de fixation 1 comprend également, comme le montre la figure 1, un écrou 25 (intérieurement) taraudé pour venir se visser

sur les filets extérieurs 19 du fût du rivet, sensiblement suivant l'axe 5.

Tandis que 1 *écrou 25 pourrait être réalisé par exemple en acier inoxydable, le rivet 3 pourra être fabriqué en aluminium ou tout autre matière équivalente appropriée pour la réalisation d'un rivet. Un écrou plastique pourrait également convenir.

Reportons-nous maintenant aux figures suivantes pour décrire le principe d'utilisation du dispositif d'assemblage de l'invention, dans le cadre de la fixation, a priori amovible, entre elles de deux pièces 27, 29, telles par exemple respectivement qu'un panneau de porte en tôle et qu'une baguette plastique de protection et de décoration latérale pouvant présenter un axe longitudinal 29a (figure 3) .

Pour recevoir le rivet 1, et tout particulièrement son fût 3, les deux pièces 27, 29, disposées ici l'une contre l'autre présentent chacune un orifice, respectivement 31 et 33. Ces deux orifices s'étendent coaxialement, de telle manière que puisse être glissé à travers eux le fût 3, comme le montre la figure 2. On remarquera que la section de l'orifice 33 de la pièce 29 est supérieure à celle de l'orifice 31 de la pièce 27, de telle manière que le fût 3 du rivet puisse venir s'appuyer par son épaulement 17 contre l'épaulement périphérique 35 des pièces constitué par la variation de section des orifices.

Ainsi en place, le fût 3 débouche hors de l'orifice 31 du côté de sa partie terminale 15, tandis qu'il s'étend au delà de l'orifice 33, du côté de son filetage 19.

Pour rendre efficaces les moyens de blocage en rotation 23, on notera que l'orifice 33 présente une forme complémentaire, c'est-à-dire par exemple deux méplats opposés 33a, 33b, comme le montre en vue locale légèrement agrandie la figure 3. Ainsi, une fois le fût de rivet en place dans les orifices 31, 33, son blocage en rotation

sera tout à fait assuré, facilitant ainsi la mise en place, ou le retrait, de 1 'écrou 25. Pour prendre en compte les problèmes de dilatations thermiques différentiels et les écarts dimensionnels, en particulier entre deux pièces 27, 29 réalisées en deux matières distinctes (métal et plastique par exemple, ou deux plastiques différents) , on pourra en outre prévoir de donner à l'un au moins des orifices 31, 33 une section allongée dans au moins une direction. En l'espèce, le trou 33 présente sur la figure 3 une forme oblongue de plus grande longueur L , suivant l'axe longitudinal 29a de la pièce 29 (direction privilégiée de dilatation) .

Sur la figure 4, 1 'écrou 25 est en place, vissé sur les filets 19 du fût 3, la mise en place de l'écrou pouvant indifféremment être faite avant ou après introduction du fût 3 à travers les orifices 31, 33 des pièces.

Pour réaliser l'assemblage des deux pièces 27, 29, il suffit alors d'utiliser la machine à riveter appropriée pour, de manière en soi tout à fait habituelle, venir classiquement tirer sur la tige 9 dans le sens de la flèche 37 de la figure 4, ce qui provoque d'une part la déformation de la partie terminale de la zone 15 du fût qui s'élargit en un bourrelet 39 (voir figure 5) et provoque, paralèllement, la rupture de la tige 9 en deux parties, éventuellement à l'endroit d'une zone de striction 41 (ou zone de faiblesse pré-définie) ayant pu être prévue (voir figure 4) .

Une fois le bourrelet 39 réalisé, les deux pièces 27, 29 sont assemblées, étant maintenues entre le bourrelet et l'écrou 25.

Il est à noter que, lors du rivetage, les effort excercés sur le fût 3 auront eu tendance à écraser légèrement les filets, ceci étant favorable à un bon maintien de l'écrou 25 déjà en place (sans toutefois empêcher son dévissage) .

Lorsque, le moment venu, il pourra apparaître utile par exemple de remplacer la pièce 29 après que celle- ci aura été détériorée, il suffira alors de dévisser 1 'écrou 25 pour retirer ladite pièce, le fût 3 ne risquant pas de tomber, puisqu'il est maintenu d'un côté par le bourrelet 39, et de l'autre par son épaulement 17, 1 'écrou 25 (ou un écrou de substitution par exemple équipé d'un frein incorporé ; écrou auto-freiné) étant revissé après remplacement. Bien entendu, différentes variantes de réalisation de l'invention pourraient être imaginées.

Ainsi, plutôt que de réaliser deux méplats (23, 24) sur le fût du rivet, avec une forme complémentaire à l'endroit du trou 33, on pourrait imaginer par exemple de donner à la zone 21 du fût une forme de section elliptique, ou encore déplacer la zone de blocage en rotation sur la partie 15 du fût (en deçà du bourrelet) avec une forme complémentaire à l'endroit de l'orifice 31, ou de la pièce 27.