FR2574136A1 - Three section blind anchor nut - Google Patents
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- F16B19/1063—Blind rivets fastened by a pull - mandrel or the like with a sleeve or collar sliding over the hollow rivet body during the pulling operation
Abstract
Description
La présente invention, concernant un moyen de fixation, est relative à un dispositif de fixation aveugle qui convient particulièrement mais non exclusivement, pour assembler des parties ajourées d'une pièce en fabrication, dite, pièce de travail, dont la partie du ctté caché est formée en matériau tendre ou fragile, incapable de résister à des constraintes locales élevées. The present invention, relating to a fixing means, relates to a blind fixing device which is particularly but not exclusively suitable for assembling perforated parts of a workpiece in production, called a workpiece, the part of the hidden side of which is formed of soft or fragile material, unable to withstand high local stresses.
L'invention est relative particulièrement à un dispositif de fixation d'un genre général classique, qui comprend un corps à tête présentant un nez et un manchon tubulaire et qui peut être monté en forçant le manchon à s'enfileur sur le nez du corps, defaçon à dilater radialement le manchon, le manchon dilaté étant fixé au corps et formant une tette aveugle pouvant coopérer avec le corps à toute de manière à assembler les parties ajourées d'une pièce de travail. The invention relates particularly to a fixing device of a general conventional kind, which comprises a head body having a nose and a tubular sleeve and which can be mounted by forcing the sleeve to thread over the nose of the body, defaçon to radially expand the sleeve, the expanded sleeve being fixed to the body and forming a blind tette able to cooperate with the body in any way to assemble the perforated parts of a workpiece.
De tels dispositifs de fixation comprennent habituellement un boulon fileté à tête qui se visse dans un alésage axial fileté du corps et qui est amené, lors de la rotation par rapport au corps, à se déplacer le long de son axe de manière que la tête du boulon se rapproche du corps et force le manchon tubulaire à s'enfiler sur le nez, de sorte que le manchon est dilaté, ce qui forme la tête aveugle et fixe le manchon dilaté au corps. Such fasteners usually include a threaded bolt with a head which is screwed into a threaded axial bore of the body and which is caused, during rotation relative to the body, to move along its axis so that the head of the bolt moves closer to the body and forces the tubular sleeve to slide over the nose, so that the sleeve is expanded, which forms the blind head and fixes the expanded sleeve to the body.
Dans certaines pièces de fixation de ce genre classique, une partie avant ou menante du manchon qui s'enfile sur le nez du corps est dilatée, de sorte que son diamètre interne devient le même ou n'est pas sensiblement plus grand que le diamètre externe maximal de la partie du corps qui est entrée dans le manchon. Le diamètre externe de la tette aveugle ainsi formée n'est généralement pas supérieur par conséquent au diamètre maximal de la partie du corps à 11 intérieur du manchon, plus le double de l'épaisseur de la paroi dilatée du manchon.En conséquence, une telle tête aveugle s'adapte inévitablement à la pièce de travail dans la région de bord entourant immédiatement l'ouverture à travers laquelle passe la pièce de fixation et par conséquent soumet la partie du côté aveugle ou caché de la pièce de travail à une contrainte localisée pouvant causer, dans des matériaux tendres et fragiles, des dommages pour la pièce du coté aveugle. Par suite on a proposé d'augmenter la région dans laquelle la tête aveugle s'adapte à la partie du côté aveugle de la pièce de travail, de sorte que la force appliquée par le manchon à la partie du c8té aveugle est répartie sur une plus grande région de la pièce de travail, et on évite ainsi une contrainte locale excessive dans la pièce de travail dans la région de l'ouverture. In certain fasteners of this classic kind, a front or leading part of the sleeve which slides over the nose of the body is dilated, so that its internal diameter becomes the same or is not substantially larger than the external diameter maximum of the part of the body which entered the sleeve. The external diameter of the blind tette thus formed is generally not therefore greater than the maximum diameter of the part of the body inside the sleeve, more than double the thickness of the expanded wall of the sleeve. blind head inevitably adapts to the workpiece in the edge region immediately surrounding the opening through which the fastener passes and therefore subjects the part of the blind or hidden side of the workpiece to localized stress which may cause damage to the blind side of soft and fragile materials. As a result, it has been proposed to increase the region in which the blind head adapts to the part of the blind side of the work piece, so that the force applied by the sleeve to the part of the blind side is distributed over a greater large region of the workpiece, and thereby avoiding excessive local stress in the workpiece in the region of the opening.
Néanmoins, les dispositifs de fixation classique qui essayent de surmonter ce problème sont construits de façon qu'ils appliquent encore une charge appréciable à la pièce de travail dans la région bordant immédiatement l'ouverture à travers laquelle passe le dispositif de fixation et, bien que la charge totale soit appliquée sur une région appréciable, celle qui est appliquée dans la région immédiatement au voisinage de l'ouverture peut provoquer des dommages dans la pièce de travail. Nevertheless, conventional fasteners which try to overcome this problem are constructed so that they still apply a substantial load to the workpiece in the region immediately bordering the opening through which the fastener passes and, although the total load is applied to an appreciable region, that which is applied in the region immediately in the vicinity of the opening can cause damage in the workpiece.
Dans la demande de brevet (britannique en instance NO 8400345) de la Demanderesse, on a exposé un dispositif de fixation aveugle en trois pièces, du genre général mentionné, dans lequel le nez a une fortme telle qu'il amène le manchon à se dilater jusqu un diamètre\sensiblement supérieur au diamètre externe de la partie du corps sur lequel il s'enfile, de sorte que l'extrémité menante ou avant du manchon s'adapte à la partie du c8té aveugle de la pièce de travail dans une région radialement écartée de l'ouverture et non pas dans une région immédiatement voisine de l'ouver- ture.Néanmoins, dans ce dispositif de fixation, le manchon s'adapte à la partie du coté aveugle de la pièce de travail dans une région qui n'est pas supérieure à la région de section transversale de la paroi du manchon, de sorte que la partie du ctté aveugle est encore soumise à une contrainte localisée assez élevée, mais dans une région radialement éloignée de la région de bord entourant l'ouverture. In the Applicant's patent application (British pending NO 8400345), there has been disclosed a three-piece blind fastening device, of the general kind mentioned, in which the nose has a shape such that it causes the sleeve to expand up to a diameter \ substantially greater than the external diameter of the part of the body on which it is threaded, so that the leading or front end of the sleeve adapts to the part of the blind side of the workpiece in a region radially away from the opening and not in a region immediately adjacent to the opening. However, in this fixing device, the sleeve adapts to the part of the blind side of the workpiece in a region which does not is not greater than the cross-sectional region of the wall of the sleeve, so that the part of the blind side is still subjected to a fairly high localized stress, but in a region radially distant from the edge region surrounding the opening.
La Demanderesse a maintenant construit un dispositif de fixation du genre général mentionné, dans lequel le manchon et le nez du corps sont conformés de manière à produire la formation d'une tête aveugle qui appliquera la plus grande partie de la force de serrage à la partie, côté aveugle, de la pièce de travail dans une région sensiblement écartée du corps du dispositif de fixation et grâce à laquelle la force de serrage peut être répartie sur une région sensiblement plus grande que la région de section transversale de la paroi du manchon. The Applicant has now constructed a fastening device of the general kind mentioned, in which the sleeve and the nose of the body are shaped so as to produce the formation of a blind head which will apply most of the clamping force to the part , blind side, of the work piece in a region substantially spaced from the body of the fixing device and by which the clamping force can be distributed over a region substantially larger than the cross-sectional region of the wall of the sleeve.
Conformément à la présente invention, on réalise un dispositif de fixation aveugle en trois pièces du genre mentionné, dans lequel une partie d'extrémité du manchon tubulaire avoisinant l'extrémité menante du manchon, qui sera pénétrée en premier par le nez du corps au cours du montage du dispositif de fixation, à une paroi plus mince et un diamètre interne plus grand que respectivement la paroi et le diamètre interne d'une partie de manchon, à paroi épaisse, qui est écartée de l'extrémité menante par la partie à paroi mince, le manchon comportant un épaulement entre la partie à paroi épaisse et la partie à paroi mince et l'angle d'amincissement de cette surface externe du nez du corps qui agit pour produire la dilatation du manchon augmente vers la toute du corps à un angle tel que lorsque le manchon est forcé de passer autour du nez de sorte que cette partie de la partie à paroi épaisse du manchon dépassa la partie à paroi épaisse est progressivement dilatée depuis son extrémité menante à un diamètre interne sensiblement plus grand que le diamètre maximal du nez ce qui fait que la partie à paroi mince est réorientée sous une forme annulaire sensiblement plate dans laquelle sa surface externe vient se placer transversalement et pratiquement à angle droit par rapport à l'axe du dispositif de fixation. According to the present invention, there is provided a three-piece blind fastening device of the kind mentioned, in which an end portion of the tubular sleeve adjoins the leading end of the sleeve, which will be penetrated first by the nose of the body during of the mounting of the fixing device, to a thinner wall and an internal diameter larger than the wall and the internal diameter respectively of a sleeve part, with thick wall, which is spaced from the leading end by the wall part thin, the sleeve having a shoulder between the thick-walled part and the thin-walled part and the angle of thinning of this external surface of the nose of the body which acts to produce the expansion of the sleeve increases towards the whole of the body at a angle such that when the sleeve is forced to pass around the nose so that this part of the thick-walled part of the sleeve exceeds the thick-walled part is gradually expanded from its mena end with an internal diameter appreciably larger than the maximum diameter of the nose, which means that the thin-walled part is reoriented in a substantially flat annular shape in which its external surface is placed transversely and practically at right angles to the axis of the fixing device.
Le manchon peut comporter une surface externe sensiblement cylindrique. The sleeve may have a substantially cylindrical outer surface.
L'épaulement compris entre la partie à paroi épaisse et la partie à paroi mince peut être sensiblement carré. The shoulder between the thick-walled portion and the thin-walled portion may be substantially square.
La longueur axiale de la partie à paroi mince peut etre telle qu'après dilatation du manchon la partie à paroi mince peut se loger à l'intérieur de la distance radiale comprise entre son point d'attache à la partie à paroi épaisse et la tige. The axial length of the thin-walled part can be such that after expansion of the sleeve the thin-walled part can be accommodated within the radial distance between its point of attachment to the thick-walled part and the rod .
La longueur axiale de la partie à paroi mince peut être comprise entre une fois et trois fois l'épaisseur de paroi de la partie à paroi épaisse. On préfère que la longueur de la partie à paroi mince soit plus grande que l'épaisseur de paroi de lapartie à paroi épaisse et de préférence qu'elle soit environ le double de l'épaisseur de paroi de la partie à paroi épaisse. The axial length of the thin-walled part can be between once and three times the wall thickness of the thick-walled part. It is preferred that the length of the thin wall portion is greater than the wall thickness of the thick wall portion and preferably that it is about twice the wall thickness of the thick wall portion.
L'épaisseur de paroi de la partie à paroi mince peut ttre-comprise entre le huitième et le quart de l'épaisseur de paroi de la partie à paroi épaisse. The wall thickness of the thin-walled part can be between one-eighth and a quarter of the wall thickness of the thick-walled part.
La partie à paroi mince peut présenter un diamètre constant sur toute sa longueur. The thin-walled portion may have a constant diameter over its entire length.
L'angle d'amincissement du nez peut contre vers la tête du corps selon une courbe concave continue. La courbe peut former un arc de cercle. Le diamètre du nez peut diminuer progressivement jusqu'à un diamètre légèrement supérieur au diamètre de l'alésage de l'écrou. The angle of thinning of the nose can against towards the head of the body according to a continuous concave curve. The curve can form an arc. The diameter of the nose can gradually decrease to a diameter slightly greater than the diameter of the bore of the nut.
La courbure longitudinale de surface du nez peut être telle qu'une tangente à la courbe, au point où le nez rencontre la tige cylindrique, fasse un angle de 300 à 900 avec l'axe de l'écrou. Ledit angle peut etre de 350. The longitudinal curvature of the nose surface can be such that a tangent to the curve, at the point where the nose meets the cylindrical rod, makes an angle of 300 to 900 with the axis of the nut. Said angle can be 350.
On décrira maintenant, à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention, avec référence aux dessins ci-annexés, parmi lesquels
- la figure 1 est une coupe axiale d'un dispositif de fixation selon ltinvention et montre en coupe transversale une pièce de travail dans laquelle le dispositif de fixation doit astre installé et,
- les figures 2, 3, 4, 5 6 et 7 sont des vues partielles semblables à la figure 1, montrant respectivement des étapes successives pour le montage du dispositif de fixation au cours de l'installation dans la pièce de travail.An embodiment of the invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings, among which
FIG. 1 is an axial section of a fixing device according to the invention and shows in cross section a workpiece in which the fixing device must be installed and,
- Figures 2, 3, 4, 5 6 and 7 are partial views similar to Figure 1, respectively showing successive steps for mounting the fixing device during installation in the workpiece.
En se référant d'abord à la figure 1 des dessins, un dispositif de fixation aveugle 10 comprend trois pièces et est adapté à être monté par rotation d'une pièce par rapport à une autre. Le dispositif de fixation 10 comprend un corps tubulaire 12 constituant un écrou, un boulon 14 et un manchon dilatable 16. Referring first to Figure 1 of the drawings, a blind fastener 10 comprises three parts and is adapted to be mounted by rotation of one part with respect to another. The fixing device 10 comprises a tubular body 12 constituting a nut, a bolt 14 and an expandable sleeve 16.
L'écrou 12 comprend un corps cylindrique creux 18 de forme allongée, une t8te hexagonale 20 plus large à une extrémité du corps et un nez 22 à llextrémité du corps opposé à la tête 20. Le nez 22 va en stamincissant jusqu'à un plus petit diamètre en s'écartant de la tête 20. The nut 12 comprises a hollow cylindrical body 18 of elongated shape, a larger hexagonal head 20 at one end of the body and a nose 22 at the end of the body opposite to the head 20. The nose 22 tapers to a greater small diameter away from the head 20.
L'écrou comporte un alésage fileté 24 qui traverse axialement la tête, le corps et le nez.The nut has a threaded bore 24 which passes axially through the head, the body and the nose.
Le boulon 14 comprend un ftt 30 de forme allongée et une texte plus large 32 à une extrémité du fût. Le fAt 30 est fileté pour permettre ltengrènement avec le filetage de l'alésage 24 de l'écrou 12 et est plus long que la somme des longueurs de l'écrou 12 et du manchon 16. Latte 32 du bou lon présente pratiqueiaent le même diamètre que le corps 18 de l'écrou. Le fut 30 du boulon comporte une partie de queue 36 > éloignée de la toute 32.La partie de queue 36 est pourvue d'une paire de méplats 38, diamètralement opposés, de façon à faciliter la saisie et la rotation du boulon et est rattachée au reste du fût par un col 34 formant un point faible où le fût se brisera si on le soumet à un couple ayant une valeur prédéterminée, ce qui permet à la partie de queue 36 d'hêtre détachée du reste de boulon, qui subsiste comme partie essentielle du dispositif de fixation installé. The bolt 14 includes an elongated post 30 and a larger text 32 at one end of the barrel. The fact 30 is threaded to allow ltengrément with the thread of the bore 24 of the nut 12 and is longer than the sum of the lengths of the nut 12 and the sleeve 16. Latte 32 of the bolt present has the same diameter as the body 18 of the nut. The barrel 30 of the bolt has a tail part 36> distant from the whole 32.The tail part 36 is provided with a pair of flats 38, diametrically opposite, so as to facilitate the grasping and rotation of the bolt and is attached to the rest of the barrel by a neck 34 forming a weak point where the barrel will break if subjected to a torque having a predetermined value, which allows the tail portion 36 of beech detached from the rest of the bolt, which remains as essential part of the fixing device installed.
Le manchon 16 est tubulaire et comporte une surface externe cylindrique ayant pratiquement le même diamètre que celui du corps 18 de l'écrou 12 et un alésage 40 à gradin qui s'étend axialement sur toute sa longueur. The sleeve 16 is tubular and has a cylindrical external surface having practically the same diameter as that of the body 18 of the nut 12 and a stepped bore 40 which extends axially over its entire length.
Avant l'utilisation, l'écrou 12, le boulon 14 et le manchon 16 sont assemblés, le fût du boulon étant inséré au travers du manchon et vissé dans ltextrémité de l'écrou éloignée de la tête hexagonale 20 jusqu'à ce que la partie de queue 36 fasse saillie hors de l'extrémité de tête de l'écrou 12 et le manchon 16 est maintenu au voisinage du nez effilé de l'écrou.Le dispositif de fixation assemblé peut être alors inséré dans les ouvertures alignées 42, 44 respectivement prévues dans les parties 46 et 48 d'une pièce en fabrication, dite pièce de travail, qui doivent être assemblées ensemble, de sorte que le corps 18 passe au travers desdites parties, la tête 20 s'appuyant contre la face voisine 50 de la pièce de travail et la tête de boulon 32, le manchon 16, le nez 22 et la partie de corps 18 faisant saillie au-delà de la face opposée ou aveugle (cachée) 52 de la pièce de travail, laquelle peut entre inaccessible à l'opérateur. Before use, the nut 12, the bolt 14 and the sleeve 16 are assembled, the barrel of the bolt being inserted through the sleeve and screwed into the end of the nut away from the hexagonal head 20 until the tail portion 36 protrudes from the head end of the nut 12 and the sleeve 16 is held in the vicinity of the tapered nose of the nut. The assembled fastener can then be inserted into the aligned openings 42, 44 respectively provided in parts 46 and 48 of a workpiece, called a workpiece, which must be assembled together, so that the body 18 passes through said parts, the head 20 pressing against the neighboring face 50 of the work piece and the bolt head 32, the sleeve 16, the nose 22 and the body part 18 protruding beyond the opposite or blind (hidden) face 52 of the work piece, which may be inaccessible to the operator.
Le dispositif de fixation peut être alors monté en saississant et en faisant tourner la partie de queue en saillie 36, de façon à faire tourner le boulon par rapport à l'écrou et à amener la toute de boulon 32 à se déplacer axialement vers l'écrou, ce qui force par suite le manchon 16 sur et autour du nez 22 de l'écrou, jusqu ce que le manchon serre la partie de pièce de travail 50 hermétiquement contre la tête 20 de l'écrou. A ce stade, le couple nécessaire pour faire tourner le boulon croît encore brusquement et par conséquent la prolongation de l'effort derotation fait que le boulon se casse à l'endroit du col de rupture 34, ce qui permet de jeter la partie de queue 36, en laissant le reste du boulon en place comme partie solidaire du dispositif de fixation.Conformément à l'invention, le nez 22 de l'écrou et le manchon 16 sont conformés de façon que, lorsque le manchon est force sur le nez 22 dans le sens du rapprochement de la tête 20 de ltécrou, de sorte qu'une partie du manchon dépasse le nez, la partie du manchon --qui passe au-delà du nez sera dilatée pour former une tete aveugle qui peut s'adapte à la partie 48, du côté caché, de la pièce de travail, dans une région présentant un diamètre sensiblement plus grand que celui du corps de l'écrou. Ce mouvement du manchon est à l'origine de la conception d'une extrémité "menante" dans la direction du mouvement. The fastening device can then be mounted by gripping and rotating the protruding tail portion 36, so as to rotate the bolt relative to the nut and cause the entire bolt 32 to move axially towards the nut, which consequently forces the sleeve 16 on and around the nose 22 of the nut, until the sleeve tightens the part of work piece 50 hermetically against the head 20 of the nut. At this stage, the torque required to turn the bolt increases further suddenly and consequently the extension of the rotation force causes the bolt to break at the location of the rupture neck 34, which makes it possible to throw the tail part 36, leaving the rest of the bolt in place as an integral part of the fixing device. In accordance with the invention, the nose 22 of the nut and the sleeve 16 are shaped so that, when the sleeve is forced onto the nose 22 in the direction of approaching the head 20 of the nut, so that part of the sleeve exceeds the nose, the part of the sleeve - which passes beyond the nose will be dilated to form a blind head which can adapt to the part 48, on the hidden side, of the work piece, in a region having a diameter substantially larger than that of the body of the nut. This movement of the sleeve is at the origin of the design of a "driving" end in the direction of movement.
Ainsi, en se référant plus particulièrement à la figure 1 des dessins, le manchon 1 6 présente une extrémité menante 60, laquelle est voisine, dans le dispositif de fixation assemble,du du nez effilé 22 dé I'écrou, tandis que autre extrémité du manchon est voisine de la tête 32 du boulon. Ainsi qu'il a été indiqué auparavant, l'alésage 40 du manchon est en gradin de façon à présenter une région 62 voisine de l'extrémité menante 60, dans laquelLe le diamètre de l'alésage 40 est plus grand que dans la région 64 de l'alésage voisine de l'autre extrémité du manchon. Thus, with particular reference to Figure 1 of the drawings, the sleeve 1 6 has a leading end 60, which is close, in the assembly fastening device, of the tapered nose 22 of the nut, while the other end of the sleeve is close to the head 32 of the bolt. As indicated above, the bore 40 of the sleeve is stepped so as to present a region 62 close to the leading end 60, in which the diameter of the bore 40 is larger than in the region 64 of the bore adjacent to the other end of the sleeve.
Le gradin de l'alésage entre les régions à grand et à petit diamètre forme un épaulement 66, sensiblement carré, qui est dirigé axialement vers l'extrémité menante 60 du manchon. On comprend que, comme le manchon a une forme extérieure cylindrique, une partie 68 du manchon entourant la région 62 de l'alésage comporte une paroi plus mince que la partie restante 70 entourant la région 64 à plus petit diamètre de l'alésage, dans laquelle la paroi est relativement épaisse. The step of the bore between the large and small diameter regions forms a shoulder 66, which is substantially square, which is directed axially towards the leading end 60 of the sleeve. It is understood that, as the sleeve has a cylindrical outer shape, a part 68 of the sleeve surrounding the region 62 of the bore has a thinner wall than the remaining part 70 surrounding the region 64 with a smaller diameter of the bore, in which the wall is relatively thick.
Au cours de la mise en place du dispositif de fixation, le manchon est dilaté sur une partie de sa longueur partant de l'extrémité menante 60, de sorte que la partie 70 à paroi épaisse prend une forme en cloche comme il est montré sur les figures 2 à 7 et ainsi qu'on voit particulièrement bien sur la figure 6, la partie 68 à paroi mince est réorientée de manière à s'étendre transversalement par rapport à l'axe du dispositif de fixation et sensiblement à angle droit par rapport à celui-ci, tout en restant attachée à l'extrémité menante de la partie 70 à paroi épaisse, dans le sens périphérique par rapport à l'épaulement 66.On remarquera également, particulièrement sur les figures 6 et 7, que le diamètre interne de ltextré- mité menante de la partie 70 à paroi épaisse a été dilaté jusqu un diamètre interne sensiblement plus grand que le diamètre externe-du corps 18. La longeur axiale de la partie- 68 à paroi mince est par conséquent telle qu'elle peut se loger à l'intérieur de la distance radiale entre la surface externe du corps 18 et son point d'attache avec la partie70 à paroi épaisse après dilatation du manchon. During the positioning of the fixing device, the sleeve is expanded over a part of its length starting from the leading end 60, so that the thick-walled part 70 takes on a bell shape as shown in the Figures 2 to 7 and as can be seen particularly clearly in Figure 6, the thin-walled portion 68 is reoriented so as to extend transversely relative to the axis of the fixing device and substantially at right angles to this, while remaining attached to the leading end of the thick-walled part 70, in the peripheral direction relative to the shoulder 66. It will also be noted, particularly in FIGS. 6 and 7, that the internal diameter of the leading end of the thick-walled part 70 has been expanded to an internal diameter substantially larger than the external diameter of the body 18. The axial length of the thin-walled part is therefore such that it can be stay inside the distance e radial between the outer surface of the body 18 and its point of attachment with the thick-walled portion 70 after expansion of the sleeve.
Comme la distance disponible pour loger la partie 68 réorientée et à paroi mince dépendra de la quantité dont l'extrémité menante de la partie 70 à paroi épaisse est dilatée par le nez de ltécrou, on préfère faire en sorte que la longueur axiale de la partie 68 à paroi mince soit comprise entre une fois et trois fois l'épaisseur de paroi de la partie 70 à paroi épaisse et que le nez de l'écrou soit conformé de manière à dilater le manchon d'une quantité suffisante pour permettre à la partie 68 réorientée et à paroi mince d'être logée, de préférence avec un léger jeu entre son extrémité menante 60 et la surface externe du corps 18.Ainsi qu'il est représenté, la longueur axiale de la partie 68 à paroi mince est légèrement plus grande que l'épaisseur de paroi de la partie 70 à paroi épaisse du manchon, de sorte qu'au cours du montage et après que la partie à paroi mince a été réorientée, son extrémité menante 60 est située radialement à l'intérieur de la surface interne de l'extrémité menante de la partie 70 à paroi épaisse. Néanmoins en général on préfèrera que la longueur axiale de la partie à paroi mince soit approximativement le double de l'épaisseur de paroi de la portion à paroi épaisse de la tige.La longueur de la partie à paroi mince est également en relation avec sa propre épaisseur et avec l'épaisseur de la partie à paroi épaisse et donc avec angle d'amincissement du nez 22 de l'écrou, de telle façon que le nez de l'écrou s'engagera dans la surface radialement intérieure de la partie à paroi épaisse sur l'épaulement 66 de manière à produire la dilatation des extrémités menantes de la partie 70 à paroi épaisse, sans s'appliquer en même temps contre la surface intérieure à l'extrémité menante 60 de la partie 68 à paroi mince. De plus, l'épaisseur de paroi de la partie à paroi mince ne doit pas dépasser la moitié de l'épaisseur de paroi de la partie à paroi épaisse et de préférence elle est sensiblement inférieure.On préfère généralement que llépaisseur de paroi de la partie à paroi mince soit comprise entre le huitième et le quart de celle de la partie à paroi épaisse et, dans ce mode de réalisation, l'épaisseur de paroi de la partie 68 à paroi mince est les deux neuvièmes de l'épaisseur de paroi de la partie 70 à paroi épaisse.As the distance available to accommodate the reoriented and thin-walled part 68 will depend on the amount by which the leading end of the thick-walled part 70 is dilated by the nut nose, it is preferable to ensure that the axial length of the part 68 with thin wall is between once and three times the wall thickness of the part 70 with thick wall and that the nose of the nut is shaped so as to expand the sleeve by an amount sufficient to allow the part 68 reoriented and thin-walled to be housed, preferably with a slight clearance between its leading end 60 and the external surface of the body 18. As shown, the axial length of the part 68 with thin wall is slightly more greater than the wall thickness of the thick-walled part 70 of the sleeve, so that during assembly and after the thin-walled part has been reoriented, its leading end 60 is located radially inside the inner surface of the end me of the thick-walled part 70. However in general it is preferred that the axial length of the thin-walled portion is approximately twice the wall thickness of the thick-walled portion of the stem. The length of the thin-walled portion is also related to its own thickness and with the thickness of the thick-walled part and therefore with the angle of thinning of the nose 22 of the nut, so that the nose of the nut will engage in the radially inner surface of the walled part thick on the shoulder 66 so as to produce the expansion of the leading ends of the thick-walled part 70, without applying at the same time against the interior surface at the leading end 60 of the thin-walled part 68. In addition, the wall thickness of the thin-walled part should not exceed half the wall thickness of the thick-walled part and preferably it is substantially less. It is generally preferred that the wall thickness of the part with a thin wall is between the eighth and a quarter of that of the thick-walled part and, in this embodiment, the wall thickness of the thin-walled part 68 is two ninths of the wall thickness of the thick-walled part 70.
Le nez 22 comporte une surface externe qui forme, dans la direction longitudinale par rapport à une courbe concave continue en forme d'arc de cercle disposé de façon que le diamètre du nez se réduise progressivement sur toute sa longueur jusqu'à un diamètre légèrement plus grand que le diamètre de l'alésage 24 de l'écrou, de sorte que l'écrou présente une épaisseur de paroi appréciable à l'extrémité du nez éloignée du corps et qu'il soit par conséquent capable de résister aux forces de compression qui agissent sur lui lorsque le manchon 16 est forcé à s'enfiler sur le nez.Le rayon de courbure de la surface longitudinalement incurvée du nez 22 est tel qu'au point où elle rencontre le corps cylindrique 18, une tangente à la surface incurvée forme un angle d'au moins 30 à 900 avec l'axe de l'écrou et dans ce mode de réalisation l'angle est de 350
Le dispositif de fixation est monté en saissisant et en faisant tourner la partie de queue en saillie 36 du boulon et en la faisant tourner par rapport au corps, tout en restraignant la rotation du corps en saisissant la tette hexagonale 20 au moyen d'un outil convenable, le boulon tournant dans un sens approprié pour rapprocher la tête 32 du boulon du nez 22 de l'écrou, ce qui fait que le manchon 16 est forcé à s'enfiler sur le nez.Le manchon est d'abord engagé par l'extrémité à petit diamètre du nez qui s'adapte sur la surface interne de la partie 70 à paroi épaisse au bord radialement intérieur de l'épaulement 66 sans s'engager avec aucune portion de la partie 68 à paroi mince. La force, dirigée axialement, exercée sur le manchon par la tête 32 du boulon, est transformée en partie par la surface externe, qui s'amincit, du nez 22, en une force dirigée radialement vers l'extérieur, laquelle agit d'abord sur la partie de manchon à paroi mince au bord radialement intérieur de 1'épaulement 66, et, lorsque le manchon se déplace axialement vers la tête 20 de l'écrou, agit progressivement sur une longueur axiale plus grande de la partie 70 à paroi épaisse, en produisant une longueur progressivement plus grande de la partie à paroi épaisse qui se dilate progressivement dans une direction radialement extérieure. Ceci fait qu'une portion de la partie à paroi épaisse avoisinant son extrémité menante croit à la fois en diamètre interne et en diamètre externe et acquiert une forme évasée. Comme ni l'extrémité menante 60 de la partie à paroi mince ni une autre portion de la partie à paroi mince n'est engagée par le nez de llécrous aucune force radialement extérieure engendrée par le nez n'est directement appliquée à la partie 68 à paroi mince.Néanmoins, à cause de l'attache de la partie à paroi mince à ltextrámité menante, se déplaçant radialement vers ltextérieur, de la partie 70 à paroi épaisse, une portion de la partie 68 à paroi mince avoisinant l'épaulement 66 est emmenée radialement vers ltextérieur avec la portion voisine de la partie 70 à paroi épaisse, de sorte que son diamètre est egalement augmenté, tandis aucune contrainte circulaire dans la par tie 68 à paroi mince tend à résister à la dilatation de de la partie à paroi mince jusqu'à une grandeur augmentant vers l'extrémité menante 60 de la partie à paroi mince, de sorte que la dilatation radiale subie par l'extrémité menante 60 de la partie 68 à paroi mince est inférieure à celle subie par la partie 68 à paroi mince dans la région de son attache à la partie 70 à paroi épaisse. Par conse- quent la partie 68 à paroi mince est progressivement réorientée jusqu'à ce que son extrémité menante 60 vienne se placer radialement à l'intérieur de la région dans laquelle la partie 68 à paroi mince est attachée à la partie 70 à paroi épaisse. Ceci est représenté d'abord clairement sur la figure 3 et les stades successifs ultérieurs sont représentés sur les figures suivantes des dessins annexés. Comme le manchon s'avance encore le long du nez, tandis que Isépalemen-t rencontre progressivement des régions plus-effilées du nez, ltextrémité menante de la partie 70 à paroi épaisse est radialement dilatée à une allure progressivement croissante, la dilatation s'étendant progressivement sur la longueur d la partie 70 à paroi épaisse. Finalement l'épaulement 66 atteint et dépasse le point d'intersection entre la surface effilée du nez 22 et la surface cylindrique du corps et en ce point l'angle d'effilement du nez atteint un maximum.A cause d'une certaine rigidité inhérente au matériau du manchon, la portion menante de la partie à paroi épaisse continue à se déplacer sensiblement en ligne droite suivant la tangente du nez au point de son intersection avec le corps pendant une courte distance et continue ainsi encore à se dilat-er radialement jusqu'à ce que finalement la contrainte circulaire dans le matériau surmonte lå tendance à la dilatation de l'extrémité menante de la partie 70 à paroi épaisse. Son allure de dilatation est par conséquent brusquement réduite alors, de sorte qu'elle commence à se déplacer à nouveau le long d'un trajet plus exactement parallèle à l'axe du boulon.Le commencement de ce stade se voit sur la figure 5, et sur la figure 6 on peut voir qu'en un stade ultérieur, l'extrémité menante de la partie 70 à paroi épaisse a pris une forme sensiblement cylindrique avec un diamètre interne sensiblement plus grand que le diamètre externe du corps. On voit également sur la figure 6 que le réalignement de la portion menante de la partie 70, à paroi épaisse, a amené la partie 68, à paroi mince réorientée, à se placer dans une surface sensiblement plate, à angle droit par rapport à l'axe longitudinal du dispositif de fixation et sensiblement parallèle à la face aveugle 52 de la pièce de travail, et dans cette situation elle a pris la forme d'une rondelle 72 dont la portion radialement extérieure est attachée à la partie 70 à paroi épaisse, cette rondelle étant écartée d'une courte distance de l'épaulement 66.The nose 22 has an external surface which forms, in the longitudinal direction with respect to a continuous concave curve in the form of an arc of a circle arranged so that the diameter of the nose gradually decreases over its entire length to a slightly larger diameter. larger than the diameter of the bore 24 of the nut, so that the nut has a substantial wall thickness at the end of the nose remote from the body and that it is therefore able to withstand the compressive forces which act on it when the sleeve 16 is forced to slide over the nose. The radius of curvature of the longitudinally curved surface of the nose 22 is such that at the point where it meets the cylindrical body 18, a tangent to the curved surface forms an angle of at least 30 to 900 with the axis of the nut and in this embodiment the angle is 350
The fastening device is mounted by gripping and rotating the protruding tail portion 36 of the bolt and rotating it relative to the body, while restraining the rotation of the body by gripping the hex head 20 by means of a tool suitable, the bolt turning in a suitable direction to bring the head 32 closer to the bolt of the nose 22 of the nut, which means that the sleeve 16 is forced to slide over the nose. The sleeve is first engaged by the the small diameter end of the nose which fits on the internal surface of the thick-walled part 70 at the radially inner edge of the shoulder 66 without engaging with any portion of the thin-walled part 68. The force, directed axially, exerted on the sleeve by the head 32 of the bolt, is partly transformed by the external surface, which thins out, from the nose 22, into a force directed radially outwards, which acts first on the thin-walled sleeve part at the radially inner edge of the shoulder 66, and, when the sleeve moves axially towards the head of the nut, acts progressively over a greater axial length of the thick-walled part 70 , producing a progressively greater length of the thick-walled portion which gradually expands in a radially outer direction. This means that a portion of the thick-walled portion surrounding its leading end increases in both internal and external diameters and acquires a flared shape. Since neither the leading end 60 of the thin-walled part nor any other portion of the thin-walled part is engaged by the nose of the nuts, no radially external force generated by the nose is directly applied to the part 68 to thin wall.However, due to the attachment of the thin-walled part to the leading end, moving radially inwards, from the thick-walled part 70, a portion of the thin-walled part 68 bordering the shoulder 66 is taken radially inward with the neighboring portion of the thick-walled portion 70, so that its diameter is also increased, while any circular stress in the thin-walled portion 68 tends to resist expansion of the thin-walled portion up to a magnitude increasing towards the leading end 60 of the thin-walled part, so that the radial expansion undergone by the leading end 60 of the thin-walled part 68 is less than that undergone by the part 68 with pa thin king in the region of his attachment to the thick-walled part 70. Consequently, the thin-walled part 68 is gradually reoriented until its leading end 60 is placed radially inside the region in which the thin-walled part 68 is attached to the thick-walled part 70. . This is shown first clearly in Figure 3 and the subsequent successive stages are shown in the following figures of the accompanying drawings. As the cuff continues to advance along the nose, while the Nepalese gradually meet more tapered regions of the nose, the leading end of the thick-walled portion 70 is radially dilated at a progressively increasing pace, the dilation extending gradually along the length of the thick-walled part 70. Finally the shoulder 66 reaches and exceeds the point of intersection between the tapered surface of the nose 22 and the cylindrical surface of the body and at this point the taper angle of the nose reaches a maximum. Because of a certain inherent rigidity to the material of the sleeve, the leading portion of the thick-walled part continues to move substantially in a straight line along the tangent of the nose at the point of its intersection with the body for a short distance and thus continues to expand radially up to in the end, that the circular stress in the material overcomes the tendency for the leading end of the thick-walled part to expand. Its expansion rate is therefore suddenly reduced then, so that it begins to move again along a path more exactly parallel to the axis of the bolt. The beginning of this stage can be seen in Figure 5, and in FIG. 6 it can be seen that at a later stage, the leading end of the thick-walled part 70 has taken on a substantially cylindrical shape with an internal diameter appreciably larger than the external diameter of the body. It can also be seen in FIG. 6 that the realignment of the driving portion of the thick-walled part 70 has caused the thin-walled, reoriented part 68 to be placed in a substantially flat surface, at right angles to the surface. longitudinal axis of the fixing device and substantially parallel to the blind face 52 of the work piece, and in this situation it has taken the form of a washer 72 whose radially outer portion is attached to the thick-walled part 70, this washer being spaced a short distance from the shoulder 66.
La prolongation de la rotation du boulon par rapport à l'écrou produit l'avancement du manchon jusqu'à ce que finalement la rondelle 72 bute contre la face aveugle 52 de la partie 48, du côté aveugle, de de pièce de travail et la pousse vers la tête 20 de l'écrou, en serrant la pièce de travail entre la tête 20 de l'écrou et le manchon dilaté qui constitue ainsi une tête aveugle.Si le manchon continue entre poussé pour comprimer la pièce de travail, l'intervalle entre la rondelle 72 et l'épaulement 66 se ferme progressivement et, quand ce processus est terminé et que la pièce de travail a été convenablement comprimée, le couple requis pour faire tourner le boulon augmente encore de façon brusque et, une fois que le couple prédéterminé nécessaire pour casser le col de rupture 34 a été atteint, le boulon se brise à l'endroit de ce col 34 > ce qui permet d'enlever la partie de queue 36 et de laisser le dispositif de fixation bien en place dans la pièce de travail. The extension of the rotation of the bolt relative to the nut produces the advancement of the sleeve until finally the washer 72 abuts against the blind face 52 of the part 48, on the blind side, of the work piece and the pushes towards the head 20 of the nut, by clamping the work piece between the head 20 of the nut and the expanded sleeve which thus constitutes a blind head. If the sleeve continues between pushed to compress the work piece, the interval between washer 72 and shoulder 66 gradually closes and, when this process is complete and the work piece has been properly compressed, the torque required to turn the bolt increases sharply and, once the predetermined torque necessary to break the rupture neck 34 has been reached, the bolt breaks at the location of this neck 34> which makes it possible to remove the shank part 36 and leave the fixing device firmly in place in the work piece.
En munissant le manchon 16 d'une partie 68, à paroi mince, initialement de longueur adéquate, la rondelle 72 formée par réorientation de la partie 68 à paroi mince peut présenter une surface en contact avec la face aveugle 52 de la pièce de travail, d1 aire suffisante pour répartir la charge appliquée sur la face cachée par la tête aveugle9 de sorte que la contrainte développée dans la pièce de travail est moins localisée qu'elle ne serait si la pièce de travail était seulement adaptée sur une région correspondant à la surface de section transversale des parties à paroi épaisse ou à paroi mince du manchon dilaté.De plus, comme la portion menante de la partie 70 à paroi épaisse a été dilatée à un diamètre sensiblement supérieur au diamètre externe du corps, la plus grande part de la force de serrage appliquée à la pièce de travail par l'intermé- diaire du manchon est transmise par la région radialement extérieure de la rondelle 72 et elle est donc appliquée sur la face cachée 52, principalement dans une région assez écartée du corps de l'écrou.En conséquence, pourvu que le dispositif de fixation soit installé au travers d'une ouverture dont le diamètre n'est pas sensiblement plus grand que celui du corps, la totalité de la force de serrage appliquée sur la face aveugle 52 par la toute aveugle peut être appliquée dans une région radialement écartée vers l'extérieur, à une certaine distance du bord du matériau de la pièce de travail bordant l'ouverture. Ainsi, comme on voit sur la figure 7, le bord radialement intérieur de la rondelle 72, qui était antérieurement constitué par l'extrémité menante 60 du manchon, est écarté, radialement vers l'extérieur, du bord de l'ouverture 44, dans la partie 48 du côté aveugle. En outre, comme il sera évident d'après la figure 7, la partie 70 à paroi épaisse, dilatee dans un stade final, sert d'entretoise pour appliquer la force de serrage, dérivée du boulon, d'abord dans une région écartée du corps de l'écrou et par conséquent également du bord de l'ouverture au travers de laquelle le dispositif de fixation est installé. By providing the sleeve 16 with a thin-walled part 68, initially of adequate length, the washer 72 formed by reorientation of the thin-walled part 68 can have a surface in contact with the blind face 52 of the work piece, d1 sufficient area to distribute the load applied on the side hidden by the blind head9 so that the stress developed in the work piece is less localized than it would be if the work piece was only adapted to a region corresponding to the surface of thick-walled or thin-walled portions of the expanded sleeve. In addition, since the leading portion of the thick-walled portion 70 has been expanded to a diameter substantially greater than the external diameter of the body, most of the clamping force applied to the workpiece via the sleeve is transmitted by the radially outer region of the washer 72 and is therefore applied to the hidden face 52, mainly palement in a region far enough away from the body of the nut. Consequently, provided that the fixing device is installed through an opening whose diameter is not appreciably larger than that of the body, the entire force clamp applied to the blind face 52 by the completely blind can be applied in a region radially spaced outward, at a certain distance from the edge of the material of the workpiece bordering the opening. Thus, as can be seen in FIG. 7, the radially inner edge of the washer 72, which was previously constituted by the leading end 60 of the sleeve, is spaced, radially outward, from the edge of the opening 44, in part 48 on the blind side. Furthermore, as will be evident from FIG. 7, the thick-walled part 70, expanded in a final stage, serves as a spacer for applying the tightening force, derived from the bolt, first in a region spaced from the body of the nut and therefore also of the edge of the opening through which the fastening device is installed.
Bien qu'on ait représenté un mode de réalisation spécifique, on comprendra que l'invention n'y soit pas restreinte, car il est possible de réaliser des modifications de détail concernant la forme et les dimensions relatives. Par exemple, au lieu d'être incurvé longitudinalement, le nez effilé peut être formé par une multiplicité de parties tronconiques dont une ou plusieurs peuvent se fondre, si désiré, dans la partie suivante au moyen d'une portion à profil incurvé convenable et de forme concave. Although a specific embodiment has been shown, it will be understood that the invention is not restricted thereto, since it is possible to make modifications of detail concerning the shape and the relative dimensions. For example, instead of being curved longitudinally, the tapered nose can be formed by a multiplicity of frustoconical parts, one or more of which can merge, if desired, into the next part by means of a portion with a suitable curved profile and of concave shape.
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Legal Events
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| CD | Change of name or company name | ||
| ST | Notification of lapse |