FR2749047A1 - Procede permettant d'assembler deux toles au moyen d'un rivet et rivet utilise a cet effet - Google Patents

Abstract

La première tôle comporte un trou et un lamage présentant une partie convergeant vers l'avant. Selon le procédé: (a) le rivet métallique comporte une tige axiale, en alliage d'aluminium ductile à grain fin, (b) la tête de rivet présente une face d'extrémité et, en avant, une section tronconique convergeant vers l'avant, (c) la tige est placée dans le trou et la tête dans le lamage de façon que la face d'extrémité soit sensiblement de niveau avec la surface de la pièce, la face d'extrémité présentant un partie bombée annulaire vers l'arrière et dans l'alignement axial de la surface extérieure de la tige, (d) la paroi latérale de la tête est espacée radialement de la paroi latérale du lamage, l'espace ayant un volume A, (e) la partie bombée présente un volume B, (f) le volume B excède le volume A, de sorte que, lorsque le partie bombée est aplatie, la paroi latérale de la tête subit une expansion radiale dans le volume A et pousse vers l'extérieur sur la paroi latérale du lamage de façon à la déformer radialement vers l'extérieur, (g) une matière de barrière est placée entre la paroi latérale du rivet et la paroi latérale du lamage de façon à remplir des interstices lorsque la paroi latérale du lamage est déformée radialement vers l'extérieur.

Description

La présente invention concerne d'une manière générale les éléments de

fixation et concerne plus particulièrement les pro- cédés de mise en place de rivets de façon à obtenir un serrage de compression maintenu entre deux tôles, de façon à empêcher

un déplacement d'interface (corrosion de frottement) et à ac-

croître ainsi la résistance à la fatigue des tôles.

La présente invention concerne aussi un procédé de pro-

tection et de rivetage contrôlé qui empêche la corrosion, en

particulier dans la fixation de la couche extérieure de fuse-

lage d'un avion.

La corrosion des assemblages par rivet et autour de ces assemblages sur un avion a une grave influence sur la durée de

vie de la structure, empêchant l'avion d'atteindre sa résis-

tance à la fatigue et sa durée de vie de service potentielles.

Les types de corrosions sont principalement liés à l'effritement, à l'effet électrolytique et à la contrainte. Le

besoin se fait sentir de perfectionnements pour réduire ou éli-

miner des problèmes de corrosion potentiels. Ainsi qu'on le constatera, les revêtements protecteurs, produits d'étanchéité

et procédés décrits ici, en commun avec une commande des dimen-

sion des rivets et des trous/lamages des pièces, peuvent rendre minimaux ou éliminer d'une manière efficace la corrosion par

effritement, effet électrolytique et contrainte dans les struc-

tures d'avion.

Il existe aussi le besoin d'obtenir un tel serrage main-

tenu sur une base uniforme, par exemple dans le cas o un grand

nombre de rivets revêtus sont utilisés pour assembler entre el-

les des pièces de tôle, par exemple des joints à recouvrement

et des jonctions par aboutement de couches extérieures de fuse-

lage d'avion. Le besoin existe aussi d'obtenir une résistance à

la fatigue de telles tôles assemblées entre elles qui soit amé-

liorée et d'empêcher une corrosion de frottement entre de tel-

les tôles.

Un but principal de l'invention est d'appliquer à des ri-

vets des revêtements protecteurs et produits d'étanchéité qui,

lors de la mise en place, peuvent remplir des finitions gros-

2 2749047

sières, arêtes, biseaux, sortant de lamages circulaires, afin d'éliminer des sites de corrosion de pièces nues et d'éliminer un risque d'intervalle libre sous la tête de rivet à l'endroit

du chanfrein.

Le revêtement protecteur sert aussi de barrière pour em- pêcher une corrosion électrolytique et, lorsque le revêtement est conducteur de courant, il devient lié électriquement, ce

qui réduit un endommagement potentiel par la foudre.

L'invention a pour objet un procédé d'assemblage de deux

pièces en tôle en utilisant un rivet, une première tôle compor-

tant un trou, et un lamage qui est tronconique et converge vers l'avant entre une face de la première tôle et le trou, et vers le trou, les opérations consistant: a) à fournir un rivet métallique comportant une tige s'étendant axialement et définissant un axe, b) à pourvoir le rivet d'une tête présentant une face d'extrémité et une section tronconique convergeant vers l'avant située en avant de la face d'extrémité, c) à mettre en place la tige dans le trou et la tête dans le lamage de façon que la périphérie de la face d'extrémité de la tête soit sensiblement de niveau avec la surface de la

pièce, la face d'extrémité étant formée pour présenter un par-

tie bombée annulaire faisant saillie axialement vers l'arrière, la partie bombée étant disposée de façon à s'étendre autour de l'axe suivant un alignement sensiblement axial avec la surface extérieure de la tige, d) la tête de rivet étant pourvue d'une paroi latérale périphérique espacée radialement d'une paroi latérale définie

par le lamage de la pièce, et l'espace entre les parois latéra-

les ayant un volume A, e) la partie bombée présentant un volume métallique B, f) et selon lequel le volume B excède le volume A, de

sorte que, lorsque le partie bombée est aplatie pendant une dé-

formation du rivet, la paroi latérale de tête de rivet subit une expansion radiale dans le volume A et pousse vers

l'extérieur sur la paroi latérale du lamage de la pièce de fa-

çon à la déformer radialement vers l'extérieur, g) et à fournir une matière de barrière entre la paroi latérale de rivet et la paroi latérale du lamage de pièce de

3 2749047

façon à remplir des interstices existant entre la paroi laté-

rale lorsque la paroi latérale du lamage de pièce est déformée

radialement vers l'extérieur.

L'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la matière de barrière comprend un agent inhibant la corrosion. - l'agent inhibant la corrosion consiste essentiellement

en un revêtement pigmenté aluminisé.

1t) - la matière de barrière comprend un produit d'étanchéité. - la pièce comprend deux tôles et selon lequel la partie bombée est aplatie pendant la déformation du rivet, de façon

telle que les aires d'application de charge de cisaillement au-

tour de la tête de rivet ayant subi l'expansion ont une épais-

seur qui reste au moins 40% de l'épaisseur de la pièce dans

laquelle la tête est placée.

- le procédé comprend une formation de la partie bombée

de façon qu'elle présente une partie de crête annulaire en ali-

gnement sensiblement axial avec la surface extérieure de la tige, et la position radialement extérieure de la partie bombée qui ne définit qu'environ la moitié de la partie bombée étant située suivant une disposition relative axialement espacée par

rapport à une partie convergente vers l'avant définie par la-

dite section tronconique convergeant vers l'avant, la partie de crête de la partie bombée étant convexe vers l'arrière dans des

plans radiaux axiaux.

- la face d'extrémité de tête est formée de façon à pré-

senter une partie en retrait centrale concave radialement vers

3o l'intérieur par rapport à la partie de crête, la position annu-

laire la plus extérieure jusqu'à laquelle s'étend ladite crête étant située approximativement en alignement avec la surface

extérieure de la tige.

- le rivet est métallique et est constitué de l'un des constituants suivants: i) aluminium ii) alliage d'aluminium iii) titane

4 2749047

iv) alliage de titane

v) alliage résistant à la corrosion (CRES).

- la barrière a une épaisseur de revêtement comprise en-

tre 0,000508 cm et 0,00508 cm (0,0002 et 0,002 pouce).

- la déformation du rivet repousse de force la matière de

barrière sur la paroi latérale du lamage de pièce.

- le procédé comprend un revêtement de la matière de bar-

rière sur la partie bombée annulaire et comprenant un aplatis-

sement de la partie bombée de façon à faire pénétrer la matière

L de barrière, située sur celle-ci, dans des interstices métalli-

ques situés à la surface de la partie bombée aplatie et d'une manière adjacente à la position la plus extérieure jusqu'à laquelle s'étend la paroi latérale de la tête ayant subi

l'expansion radiale, pendant ladite expansion radiale de la pa-

roi latérale de tête.

- le procédé comprend aussi un revêtement de la matière de barrière sur la section tronconique convergeant vers l'avant, l'aplatissement de la partie bombée faisant pénétrer la matière de barrière, située sur la section tronconique, dans

des interstices métalliques du chanfrein tronconique de la pre-

mière tôle, et d'une façon adjacente à la position la plus in-

térieure jusqu'à laquelle s'étend la paroi latérale de la tête

ayant subi l'expansion radiale.

L'invention a aussi pour objet un rivet métallique com-

portant une tête définissant une partie bombée annulaire sur le dessus de la tête, et une matière solide de barrière revêtant le rivet de façon à remplir des interstices situés à l'endroit des parois de la tête de rivet et du lamage de pièce, lorsque la partie bombée annulaire est aplatie pendant la déformation

3o du rivet.

L'invention a encore pour objet un procédé permettant de serrer entre elles deux pièces en tôle en utilisant un rivet, une première tôle comportant un trou, et un lamage qui est

tronconique et converge vers l'avant entre une face de la pre-

mière tôle et le trou, et vers le trou, les opérations consis-

tant: a) à fournir un rivet métallique comportant une tige s'étendant axialement et définissant un axe, le métal du rivet

2749047

étant constitué essentiellement d'un alliage d'aluminium duc-

tile à grain fin, b) à pourvoir le rivet d'une tête présentant une face d'extrémité et une section tronconique convergeant vers l'avant située en avant de la face d'extrémité,

c) à mettre en place la tige dans le trou, avec une par-

tie de la tête dans le lamage de façon que la périphérie de la face d'extrémité de la tête soit au-dessus de la surface de la

pièce, la face d'extrémité étant formée pour présenter un par-

IU tie bombée annulaire faisant saillie axialement vers le haut, le partie bombée étant disposée de façon à s'étendre autour de l'axe suivant un alignement sensiblement axial avec la surface extérieure de la tige, la partie bombée annulaire formant une partie en retrait centrale, l'5 d) la tête de rivet étant pourvue d'une paroi latérale périphérique espacée radialement d'une paroi latérale définie

par le lamage de la pièce, la tige de rivet présentant une ex-

trémité terminale, e) à appliquer une force à la partie bombée annulaire et à l'extrémité terminale de façon à faire subir une expansion à la tige au voisinage de l'extrémité terminale et à la faire parvenir au contact de la surface extérieure exposée de la tôle inférieure, et à provoquer simultanément un aplatissement de la

partie bombée annulaire, et à faire refluer vers le haut le mé-

tal d'alliage d'aluminium à grain fin de la tige de façon à réaliser un fluage du métal vers le haut et dans une position centrale vers la partie en retrait, f) l'application de la force étant poursuivie de façon à faire former à l'extrémité terminale inférieure, ayant fait l'objet d'une expansion, une queue d'ancrage en une position adjacente à la surface extérieure de la tôle inférieure en exerçant une force de serrage sur cette surface extérieure, et à produire une surface supérieure aplatie sur la tête de rivet, ladite surface supérieure étant abaissée vers le niveau de la surface supérieure de la tôle supérieure, mais d'une manière espacée au-dessus de ce niveau, de sorte que les deux tôles sont maintenues dans un état serré à force entre la tête et la

queue d'ancrage, une fois la formation achevée.

6 2749047

L'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la surface supérieure aplatie de la tête est déformée

de façon à se trouver entre 0 et 0,01524 cm (0,006 pouce) au-

dessus de la surface supérieure de la tôle supérieure. - le métal à grain fin de la tige est astreint à fluer vers le haut de façon à remplir la partie en retrait lorsque la

partie bombée annulaire est aplatie de manière à se trouver au-

dessus de la surface supérieure de la tôle supérieure, et la queue d'ancrage est formée par application d'une force, le mé-

tal étant aussi caractérisé par un allongement élevé.

- le métal du rivet présente une taille de grain fin com-

prise entre 5 et 9, la taille de grain étant déterminée par

ASTM E:112.

- le procédé comprend la fourniture des tôles de façon qu'elles consistent essentiellement en un métal choisi dans le groupe de l'aluminium, du titane, des alliages inoxydables et

des combinaisons d'alliage.

- le métal du rivet fait l'objet d'un remplissage dans la l20 partie en retrait de la tige de façon à verrouiller la tête de rivet contre une contraction radialement vers l'intérieur, de

sorte que l'état serré est maintenu.

- l'alliage d'aluminium est choisi dans le groupe qui comprend:

2017-T4

2024-T4

2117-T4

2219-T62

7050-T73

7050-T715.

- le rivet est formé à partir d'un fil d'alliage d'aluminium choisi dans le groupe du tableau suivant, le fil choisi possédant une taille de grain et des caractéristiques physiques telles que présentées dans le tableau suivant:

7 2749047

Alliage Diamètre Allongement Résistance au Taille de & recuit en cm en 5,08 cm cisaillement grain (pouces) (2 pouces) Min. Max. maximale minimum % l0b Pa l0b Pa ASTM E:112 (kpc) (kpc)

2017-T4 0,23368 à 0,14351 14 241,15 282,49 7

(0,092 à 0,565) (35) (41)

2024-T4 0,23368 à 0,14351 13 254,93 nd 6

1) (0,092 à 0,565) (37)

2117-T4 0,23368 à 0,14351 18 179,14 nd 5

(0,092 à 0,565) (26)

2219-T62 0,23368 à 0,14351 12 206,7 nd 5

(0,092 à 0,565) (30)

7050-T73 0,23368 à 0,14351 14 282,49 316,94 5

(0,092 à 0,565) (41) (46)

7050-T715 0,23368 à 0,14351 15 241,15 282,49 5

(0,092 à 0,565) (35) (41)

nd = non disponible (kpc = kilopond-force par pouce carré) - du métal de rivet est déformé vers le haut à l'intérieur de la tige en dessous dudit lamage et en direction

de ladite partie en retrait de tête pour provoquer une expan-

sion du rivet et remplir la partie en retrait lorsque la queue

d'ancrage est formée.

Un autre objet de l'invention est de revêtir la barrière sur la paroi latérale de rivet préalablement à la déformation du rivet, et ceci avec une variation d'épaisseur d'environ

0,00508 cm à 0,01524 cm (0,0002 à 0,006 pouce). Une telle ma-

tière peut être un produit d'étanchéité ou une matière anticor-

rosion, ou une combinaison d'un revêtement de barrière et d'un

produit d'étanchéité. Une déformation de la tête de rivet re-

pousse de manière forcée la matière de barrière sur la paroi

latérale du lamage de la pièce, et dans les interstices métal-

liques.

Un autre objet de l'invention est de fournir un revête-

ment de barrière sur le partie bombée annulaire de rivet, de sorte qu'un aplatissement de la partie bombée fait pénétrer la

matière de barrière dans les interstices métalliques à la sur-

face de la partie bombée aplatie et d'une manière adjacente à

la position la plus extérieure jusqu'à laquelle s'étend la pa-

roi latérale de la tête ayant subi une expansion radiale, pen-

dant l'expansion radiale de la paroi latérale de la tête.

Ces objets et avantages de l'invention, ainsi que

d'autres et ainsi que les détails d'un mode de réalisation il-

lustratif, seront mieux compris au vu de la description sui-

vante et des dessins dont:

La figure 1 est une vue en élévation en coupe représen-

tant un rivet inséré dans une pièce,

la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, mais re-

présentant le rivet pendant une déformation par écrasement,

la figure 2a est une vue analogue à la figure 2, mais re-

présentant le rivet après déformation complète, une queue d'ancrage ayant été formée, la figure 3 est une vue en coupe, partielle et à plus grande échelle, représentant une tête de rivet présentant un premier rapport de dimension (minimal) vis-à-vis d'un lamage de pièce,

la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 représen-

tant une tête de rivet présentant un autre rapport de dimension (maximal) vis-à-vis d'un lamage de pièce, la figure 5 est une vue éclatée représentant les parties

d'un rivet en relation avec les parties d'un trou et d'un la-

mage de pièce, la figure 6a est une vue en coupe à plus grande échelle représentant un appui initial d'un rivet dans des pièces en tôle, la figure 6b est analogue à la figure 6a, mais représente la position du rivet et des tôles après enfoncement du rivet,

3o) les figures 7(a)-(e) sont des vues représentant des sta-

des successifs d'une déformation de rivet, la figure 8 est une vue en coupe à plus grande échelle représentant la matière de barrière sur le rivet, la figure 9 est analogue à la figure 8, mais représente la mise en place, la figure 10 est une vue en coupe à encore plus grande

échelle représentant la matière de barrière dans les intersti-

ces se présentant dans les parois du rivet et de la pièce,

9 2749047

la figure 11 est une vue représentant un intervalle libre lorsque la matière de barrière n'est pas utilisée et la figure 12 est une vue en coupe, partielle et à plus

grande échelle, représentant la déformation de la barrière à l'endroit de l'arête en surélévation de la tête, après déforma-

tion. A la figure 1, deux panneaux 111 et 112 (métal, fibre de verre, composites, etc.) constituent la pièce 110. Un trou principal 113 s'étend dans les deux panneaux et un lamage 209 1( et un chanfrein convergent 114 dans le panneau 111. Le trou et

le chanfrein ont un axe commun 116 s'étendant vers l'avant.

Le rivet 118 en alliage d'aluminium ductile à grain fin comporte une tige 119 s'étendant axialement et insérée vers l'avant dans le trou 113 et à travers celui-ci, avec un jeu de la manière indiquée. La tige ou queue de rivet fait saillie en avant du panneau 112. La tête de rivet 120 présente une face d'extrémité 121 (formant une partie bombée annulaire) qui est tournée vers l'arrière et est espacée au-dessus de la surface supérieure du panneau 111. Une section cylindrique 208 du rivet est délimitée par la paroi cylindrique 209; et une section tronconique 122 du rivet, convergeant vers l'avant, est espacée

de la section 208 vers l'avant.

Le rivet est déformé progressivement par exemple au moyen d'une machine d'écrasement ou au moyen de marteaux 124 et 125 de façon à aplatir la partie bombée de tête 121a en saillie et à former simultanément la partie refoulée ou queue d'ancrage 126 représentée à la figure 2a. Les flèches présentes sur la section transversale de la tête 120 indiquent les directions de la déformation du métal pendant l'aplatissement de la partie 0 bombée. A cet égard, le métal de la tête adjacent à la surface convergente 122a a tendance à fluer vers l'arête annulaire 130 située à l'intersection du trou 113 avec le chanfrein 114 et autour de cette arête, en raison du fait que la force impartie à la tête de rivet par la déformation est dirigée en position 3 centrale à travers la crête de la partie bombée annulaire vers l'arête 130 en définissant une surface d'extrusion annulaire de

manière convexe pour un fluage du métal du rivet par-dessus.

Le rivet, comme le montre la figure 1, présente une péri-

phérie annulaire 121a de la face d'extrémité 121 qui est sensi-

2749047

blement de niveau avec la surface de pièce 131; en outre, la face d'extrémité forme une partie bombée annulaire 132 qui fait saillie axialement vers l'arrière. Cette partie bombée est en général annulaire et s'étend autour de l'axe 116. L'étendue de la saillie de la partie bombée vers l'arrière est telle que toute la face d'extrémité de tête 121 s'étend (préalablement à la déformation) sensiblement au-dessus de la surface de pièce et parallèlement à celle-ci. Une fois la déformation du rivet achevée, comme indiqué en 121b à la figure 2a, la partie bombée est sensiblement éliminée. La face d'extrémité 121 fait alors saillie au-dessus du niveau de la surface de pièce 131 d'une valeur comprise entre 0,00254 et 0,01524 cm (0,001 et 0,006 pouce).

La partie bombée, de forme annulaire, est située radiale-

ment en arrière du chanfrein 114, de sorte que la matière de la tête de rivet reste au contact du chanfrein et ne forme pas un jeu avec celui-ci sous l'effet d'un aplatissement de la partie bombée. Pour de meilleurs résultats, la position radialement extérieure 132a suivant laquelle s'étend la partie bombée, qui

s'évase vers l'extérieur et vers l'avant, est située sensible-

ment entièrement suivant une disposition axialement espacée

vis-à-vis du chanfrein, plus précisément du chanfrein conver-

gent 114. L'évasement situé en 132a, vers la périphérie la plus extérieure de la tête, fait un angle réglé de façon à donner

l'assurance que sa périphérie extérieure est dans un plan nor-

mal à l'axe 116. En outre, la partie de crête 132b de la partie bombée est disposée suivant un alignement sensiblement axial avec la surface extérieure de tige 119b et aussi avec le trou

de pièce 113. La hauteur "d" (voir figure 3) de la crête au-

dessus du niveau de 121a est comprise entre 0,01016 etO,04064

cm (0,004 et 0,016 pouce), pour de meilleurs résultats.

Par conséquent, pendant le processus de rivetage, la sur-

face convergente 122a de la tête de rivet reste, sur sensible-

ment toute sa longueur, en appui sur le chanfrein 114 et il ne se produit pas un retour élastique à un point tel qu'un jeu se

formerait une fois la mise en place achevée.

A cet égard, on notera que la concavité ou partie en re-

trait centrale de la face arrière de la tête qui est située en 133 à la figure 3 se remplit pendant la déformation de la tête

I 12749047

de rivet, c'est-à-dire l'aplatissement de la partie bombée an-

nulaire, et par remplissage par reflux de la matière de la tige lorsque la colonne de la tige s'écrase et qu'une expansion se

produit. Les forces de déformation, indiquées par les flèches à la figure 2, restent concentrées en alignement avec le chan-

frein 114, de sorte que le métal de la tête est constamment re-

poussé d'une manière forcée vers le chanfrein afin d'empêcher le développement de jeux. L'uniformité du remplissage complet de parties en retrait 133 situées dans de multiples rivets

iO maintenant les tôles serrées entre elles est obtenue par utili-

sation d'un alliage d'aluminium ductile à grain fin, tel

qu'indiqué ci-après.

Lorsque le rivetage progresse, le métal de la tête déli-

mité par la paroi de tête 209 et situé entre la partie bombée 132 et la section 122 est typiquement déformé vers le chanfrein

de pièce 209 (voir figure 3) de façon à remplir le jeu annu-

laire. Dans la pratique réelle, en ce qui concerne la production de rivets et pour de meilleurs résultats, lorsque la partie bombée est aplatie pendant la déformation du rivet, la paroi

latérale de la tête de rivet fait l'objet d'une expansion ra-

diale et pousse vers l'extérieur sur la paroi latérale du chan-

frein de pièce de façon à déformer celle-ci radialement vers l'extérieur.

La figure 3 illustre le rapport d'un diamètre de tête mi-

nimal (en 209) à un lamage maximal (en 210), de sorte que la tête de rivet vient en appui vers l'avant en 114, de la manière représentée; et la figure 4 illustre le rapport d'un diamètre de tête maximal (en 209) à un lamage minimal (en 210), de sorte 3() que la tête de rivet prend appui vers l'arrière d'une façon telle que la partie bombée 132 fait saillie vers l'arrière sur

la pièce, préalablement à une déformation.

Lors d'une déformation, le lamage 210 est l'objet d'une expansion radialement vers l'extérieur sous l'effet de

l'expansion de la paroi 209, lorsque la partie bombée est apla-

tie. La déformation voulue de la partie bombée 132 va se pro-

duire pendant un rivetage, de façon à maintenir les parois 209 et 210 en compression radiale et en tension périphérique, de la

12 2749047

manière souhaitée. Par ailleurs, une queue d'ancrage est for-

mée, de la manière ici décrite, pour créer un serrage.

A l'une et l'autre des figures 3 et 4, le métal de la tige d'aluminium à grain fin est extrudé vers le haut (voir flèche 400) de façon à remplir la partie en retrait délimitée par la partie bombée annulaire, pendant l'aplatissement de la partie bombée, et le dessus de la tête de rivet reste au-dessus

(c'est-à-dire en arrière) du plan de la surface de pièce 131.

Typiquement, le métal du rivet (qui est de préférence constitué d'un alliage d'aluminium à grain fin afin d'accroître le fluage du métal en 400) est plus mou que le métal de la pièce. C'est ainsi par exemple que le panneau de pièce a une résistance à la traction excédant d'une manière substantielle

la résistance à la traction du rivet, pour de meilleurs résul-

tats. Ainsi, le rivet et la pièce vont faire l'objet d'une ex-

pansion et d'une contraction à des taux permettant d'empêcher

des intervalles radiaux pendant une variation de température.

Dans un exemple typique, le diamètre maximal de la tête est compris dans la fourchette de 0,65532 à 0,65024 cm (0,258 à 0,256 pouce; et la paroi latérale de la tête a une longueur

axiale d'environ 0,03048 à 0,10668 cm (0,012 à 0,042 pouce).

* Par ailleurs, la longueur de la paroi latérale augmentée de la

longueur axiale de la tête qui converge vers la tige est com-

prise dans la fourchette de 0,05588 à 0,26416 cm (0,022 à 0,104 pouce).

Si on se reporte ci-après à la figure 5, elle est analo-

gue à la figure 3, mais représente les parties éclatées axiale-

ment. Des jeux sont représentés entre la paroi 209 et le lamage 210, tel que celui qui existe lors de l'insertion du rivet 3o (mais préalablement à la déformation), et entre la tige 119a et le trou 113. Par ailleurs, uniquement aux fins d'une meilleure identification, une légère séparation axiale est représentée entre le siège convergent 122a et la surface convergente de

tête 114 (angle de convergence de 120 comme le montre la fi-

gure 1) et entre l'arête convexe 130 et la surface extérieure

concave 223 de la section de transition 220.

Les volumes de la section cylindrique 208, de la section tronconique 122 et de la section de transition 220 sont réglés, ou préfixés, par rapport aux dimensions du diamètre du trou de

13 2749047

pièce 113 et aux dimensions (axiale et radiale) des chanfrein de pièce 114 et lamage 210, de façon telle que, lors de l'aplatissement de la partie bombée lors de la déformation du rivet, la partie bombée présente une surface aplatie qui est située entre des limites définies comme étant environ - de niveau avec la surface extérieure de la pièce - en saillie de 0,01524 cm (0,006 pouce) par rapport à la

surface extérieure de la pièce.

Cela assure un comportement de niveau aérodynamique et est assuré par l'utilisation de l'alliage d'aluminium à grain fin du rivet, de façon à obtenir un f luage voulu du métal, de

la manière décrite.

Un autre aspect important consiste à définir et maintenir deux rayons R, et R2, de façon telle que R2 soit compris entre 95% et 75% de R1, (différence de 5% - 25%) pour lesquels: - Ri est le rayon de la surface concave 223 dans des plans radiaux axiaux (la surface 223 étant annulaire) - R2 est le rayon de la surface convexe de pièce 130, dans des plans radiaux axiaux, la surface 130 étant annulaire et recevant le contact glissant de la surface 223 lors de la

déformation du rivet.

Quand ces relations sont maintenues, en même temps que la forme angulaire convergente des surfaces 114 et 122a de la ma-

nière représentée (la surface 114 recoupant la surface 130 et la surface 122a recoupant la surface 223), le support d'appui

de cisaillement du rivet est rendu optimal, tandis que la capa-

cité de traction en tension du rivet est assurée. Cet avantage est obtenu même dans le cas d'une mise en place dans la tôle la plus mince possible (c'est-à-dire une situation pratiquement en lame de couteau), les aires 300 et 301 (figure 2) autour de la tête de rivet restent constantes, assurant un degré élevé (40% au minimum de la tôle) d'aire d'appui de cisaillement de la tôle. La figure 5 montre aussi la partie de crête annulaire

132b comme étant située entre des limites radialement inté-

rieure et extérieure (voir les lignes 260 et 261 parallèles à l'axe 116), l'intervalle radial 262 entre les lignes 260 et 261 étant inférieur à 25% de la dimension radiale 264 de la section

14 2749047

transversale de la partie bombée, l'intervalle étant dans

l'alignement de la surface extérieure de la tige.

Une comparaison des figures 6a et 6b montre que, pendant la déformation du rivet, la paroi de tête 209 se déplace radia- lement vers l'extérieur (vers la gauche) de façon à venir au contact de la paroi de trou 210; et la paroi 209 provoque un déplacement supplémentaire de la paroi 210 vers la gauche d'une valeur Sl, les positions finales de paroi étant indiquées en 209' et 210'. En même temps, la paroi de tige 223 se déplace

[0 radialement vers l'extérieur (vers la gauche) et vient au con-

tact de la paroi de trou 113; et la paroi 223 provoque un dé-

placement supplémentaire de la paroi 113 vers la gauche d'une valeur approximative S2, les positions finales de paroi étant indiquées par 223' et 113'. En réalité, la paroi 223' est orientée suivant un angle a vis-à-vis de sa position initiale 223, la paroi 223' s'évasant suivant la direction 240. Comme décrit ci-après, une "queue d'ancrage" est formée à l'endroit de la partie d'extrémité de la tige, accrochant l'arête du trou ménagé dans la pièce, de façon telle que des forces égales de serrage sont produites entre la queue d'ancrage et la partie angulaire de tête. Par ailleurs, à la figure 6a, le métal du rivet est déplacé (voir flèche 241) vers la partie en retrait

de tête autour de laquelle la partie bombée 132 s'étend, de fa-

çon à remplir cette partie en retrait, lorsque la partie bombée annulaire est aplatie, et la surface supérieure ou arrière aplatie 403 est maintenue au-dessus du niveau de la surface de tôle 431. Voir aussi la partie annulaire de tête 432 formée par

la périphérie de la tête au-dessus s'étendant jusqu'à la sur-

face adjacente 431, maintenant la surface de tête 403 au-dessus ) du niveau de 431. Il en résulte que le rivet déformé verrouille

les pièces de tôle 111 et 112 dans un état serré entre elles.

Voir les flèches 420 et 421 à la figure 2.

Pour de meilleurs résultats, le rivet est formé à partir d'un fil d'alliage d'aluminium à grain fin sélectionné dans le groupe du tableau suivant, le fil sélectionné possédant une taille de grain et des caractéristiques physiques telles que figurant au tableau suivant:

2749047

Alliage Diamètre Allongement Résistance au Taille de & recuit en cm en 5,08 cm cisaillement grain (pouces) (2 pouces) Min. Max. maximale minimum % 10 Pa 10' Pa ASTM E:112 (kpc) (kpc)

2017-T4 0,23368 à 0,14351 14 241,15 282,49 7

(0,092 à 0,565) (35) (41)

2024-T4 0,23368 à 0,14351 13 254,93 nd 6

(0,092 à 0,565) (37)

2117-T4 0,23368 à 0,14351 18 179,14 nd 5

(0,092 à 0,565) (26)

2219-T62 0,23368 à 0,14351 12 206,7 nd 5

(0,092 à 0,565) (30)

7050-T73 0,23368 à 0,14351 14 282,49 316,94 5

(0,092 à 0,565) (41) (46)

7050-T715 0,23368 à 0,14351 15 241,15 282,49 5

(0,092 à 0,565) (35) (41)

nd = non disponible (kpc = kilopond-force par pouce carré)

A cet égard, le numéro de taille de grain est une fonc-

tion inverse de la taille de grain réelle et est mesurée con-

formément à ASTM E:112. Les numéros de taille de grain sont su-

périeurs à ceux pouvant précédemment être obtenus, de sorte que

des grains plus petits sont désormais rendus possibles, condui-

sant à une aptitude sensiblement accrue au fluage du métal si-

tué dans la tige afin de remplir la partie en retrait entourée par la partie bombée annulaire. Cela permet à son tour une meilleure uniformité de la déformation de multiples rivets de manière à conserver les tôles dans un état serré maintenu,

c'est-à-dire pour une corrosion de frottement réduite.

Au tableau, "allongement" désigne une séparation mesurée de points de repère pour un échantillon pendant un essai de traction, jusqu'à rupture. Les valeurs antérieures

d'allongement atteignant 11 ou 12 sont ici dépassées en utili-

sant un alliage d'aluminium à grain fin, ce qui améliore la ductilité afin de favoriser le fluage du métal de tige vers la

partie en retrait devant être remplie. Par conséquent, le pré-

sent métal de rivet est caractérisé par un allongement élevé.

16 2749047

Par ailleurs, l'expansion de la tige au voisinage de la surface extérieure de la pièce de tôle inférieure provoque un contact

d'accrochage avec cette tôle qui est tel qu'il facilite la pro-

duction d'une force de serrage lorsque la queue d'ancrage est formée. Les vues (a) à (e) de la figure 7 représentent un exemple typique de déformation du présent rivet. Le rivet à 120 ayant la forme représentée est inséré dans la structure constituée de deux tôles 111 et 112, ou deux matériaux métalliques ayant la composition mentionnée, avec les trous et lamages préparés dans les limites de tolérances déterminées. L'outillage de rivetage est utilisé pour appliquer une force à la tête de rivet 120 "à partie bombée annulaire" et simultanément aussi sur l'extrémité

terminale 118a. On notera que la crête de la partie bombée an-

nulaire est espacée d'environ 0,0254 cm (0,010 pouce) au-dessus

de la surface de pièce 131, sur la vue 7(a).

Comme représenté à la figure 7(b), lorsque la force d'écrasement augmente, la tige de rivet 118 commence à faire l'objet d'un gonflement de façon à former une zone convergente ou de coin annulaire en 118b, sous la surface inférieure de pièce 112a. La position plus large 118c jusqu'à laquelle s'étend la tige est en alignement axial avec la tête 120. La

partie bombée annulaire 132 est aplatie simultanément.

A la figure 7(b), la crête de partie bombée a été aplatie à un espacement d'environ 0,02032 cm (0,008 pouce) par rapport à la surface de pièce 131; et la surface inférieure 132a de la partie en retrait concave a été poussée vers le haut jusqu'à un niveau d'environ 0,00762 cm (0,003 pouce) par rapport au niveau de la surface supérieure de pièce 131. Cela correspond à un remplissage par refoulement de la partie en retrait. Par

ailleurs, la création d'un serrage commence, comme indiqué ci-

après. La figure 7(c) montre le niveau de la crête de partie bombée réduit à environ 0,01905 cm (0,0075 pouce) par rapport à la surface 131, et la surface inférieure de partie en retrait s5 132a poussée vers le haut jusqu'à un niveau d'environ 0,01397

cm (0,0055 pouce) par rapport à la surface de pièce.

Avec la poursuite de l'application de la force d'écrasement, la tige évasée en 118d est déformée, comme à la figure 7(d), afin de venir au contact, en accrochage ou à plat,

17 2749047

en 118c, de la surface inférieure de pièce 112a, autour du trou 113, en créant une pression de serrage de compression vers la face inférieure évasée à 120 de la tête 120. On notera que la crête de partie bombée annulaire qui est aplatie est réduite à un niveau d'environ 0,01778 cm (0,007 pouce) par rapport à la surface de pièce, et la surface inférieure 132a de la partie en retrait est désormais soulevée à environ 0,01651 cm (0,0065

pouce) par rapport à cette surface.

Lorsqu'une force d'écrasement plus grande est appliquée, IO la tige 118 est déformée de façon à donner une forme en "queue d'ancrage", en position adjacente à la face inférieure 112a de la pièce, comme représenté à la figure 7(e). La crête de partie

bombée annulaire et le fond de la partie en retrait sont désor-

mais au même espacement, 0,0127 cm (0,005 pouce), par rapport à la surface de pièce, comme représenté, de sorte que la tête est désormais aplatie. Une telle déformation dans des sens opposés de la crête de partie bombée annulaire (vers le bas) et de la

partie en retrait concave 132a (vers le haut), qui est facili-

tée par la composition métallique à grain fin du métal du ri-

vet, facilite encore une déformation uniforme souhaitée des ri-

vets jusqu'à l'état représenté de la figure 7(e), avec un ser-

rage maintenu des pièces de tôle. Un tel serrage accroît la ré-

sistance à la fatigue du joint, et l'assemblage riveté herméti-

quement fermé de façon étanche empêche un développement de cor-

rosion aux interfaces des pièces.

La taille de grain est par exemple liée aux pouces nomi-

naux moyens par grain, au compte (interception d'arête) de grain, pour un total de 50 interceptions, et à une distance d'interception moyenne, conformément au tableau suivant: Taille cm (pouces) Distance Distane rimale en cm (pe) de grain nominaux d'interception par 2,54 cm moyens moyenne: cm (par l paxcs) pour 50 /grain (pouce) interceptions

5. 0,00635 0,0056642 0,28321

(0,0025) (0,00223) (0,1115)

,5 0,00508 0,0047498 0,23749

(0,0020) (0,00187) (0,0935)

18 2749047

Tableau (suite) Taille cm (pouces) Distance Distance minimale de grain nominaux d'interception par 2,54 cm moyens moyenne: cm (pouce) pour 50 /grain (pouce) interceptions

6 0,004572 0,0039878 0,19939

(0,0018) (0,00157) (0,0785)

6,5 0,003556 0,0033528 0,16764

(0,0014) (0,00132) (0,0660)

7 0,003048 0,0028194 0,14097

(0,0012) (0,00111) (0,0555)

7,5 0,00254 0,0023876 0,11938

(0,0010) (0,000940) (0,0470)

8 0,002286 0,0199898 0,099949

(0,0009) (0,000787) (0,03935)

8,5 0,001778 0,0016814 0,084074

(0,0007) (0,000662) (0,03310)

9 0,001524 0,0014147 0,070739

(0,0006) (0,000557) (0,02785)

REGLES:

1. Les pénétrations dans un grain dans la direction de la ligne d'essai sont comptées en tant que moitié (1/2) des

grains.

2. Ne pas compter les extrémités de la ligne d'essai

comme une interception.

3. Un grain s'étendant dans la ligne sera compté pour un

(1) grain.

4. Deux (2) jonctions de grain ou davantage s'étendant suivant une ligne doivent être comptées comme un grain et demi

(1-1/2).

5. Deux (2) interceptions avec le même grain seront comp-

tées, total deux (2).

Une détermination de la taille de grain dans un fil

échantillon, à partir du duquel des rivets de l'invention doi-

vent être formés, implique par exemple de compter 50 grains successifs (c'est-à-dire un nombre préfixé de grains) (à un grossissement 100 x) le long d'un trajet rectiligne en travers

19 2749047

de la face d'extrémité d'un fil cisaillé, et de déterminer la dimension de longueur, c'est-à-dire la distance occupée par les

grains, puis à diviser cette distance par 50 de façon à dé-

terminer une distance d'interception moyenne. Cette distance est liée aux pouces nominaux moyens/grain et à la taille de grain, tels que référencés ici, de la manière représentée au

tableau ci-dessus.

Comme indiqué ici, un échantillon de fil est utilisable pour le rivet seulement, si la taille de grain fin déterminée est comprise entre 5 et 9, ce qui signifie que la distance

d'interception déterminée moyenne (comme déterminée en comp-

tant, ci-dessus) est située entre 0,0056642 cm (0,00223 pouce)

et 0,0014147 cm (0,000557 pouce).

Un autre but du procédé de l'invention est de permettre l5 la formation d'un plus grand diamètre de queue d'ancrage, tel

que lié au diamètre initial de tige du rivet, pendant la défor-

mation du rivet à la mise en place. Une telle formation est permise par l'utilisation de l'alliage d'aluminium à grain fin décrit ici. C'est ainsi par exemple que la queue d'ancrage peut désormais être formée de façon à avoir un diamètre minimal qui

est au moins 1,4 fois le diamètre initial de la tige non défor-

mée, pour un rivet fini. Dans un autre exemple, un alliage 7050-T73 est façonné de manière à avoir un diamètre minimal de queue d'ancrage qui est au moins 1,5 fois le diamètre initial de tige. Cette valeur est à comparer à un diamètre de queue d'ancrage d'environ 1,3 fois le diamètre initial de tige pour les matières antérieures de rivet. De grandes queues d'ancrage facilitent mieux le serrage maintenu, les avantages en étant

décrits ci-dessus.

} Si on se reporte maintenant à la figure 8, elle repré-

sente un rivet 118 comportant une mince matière de barrière 400 sur ses surfaces, par exemple en 400a sur la face d'extrémité 121 de la partie bombée annulaire 121a, en 400b sur la paroi extérieure de tête 209 et en 400c sur la surface tronconique ou

convergente 122a. L'épaisseur de barrière est typiquement com-

prise entre 0,000508 cm et 0,00508 cm (0,0002 et 0,002 pouce);

et la barrière protectrice est typiquement constituée d'un pro-

duit d'étanchéité, ou d'un revêtement, ou d'un produit

d'étanchéité appliqué par-dessus un revêtement.

2749047

Comme exemple, le revêtement peut être constitué de par-

ticules aluminisées dans un support, tel qu'une résine phénoli-

que, cuit sur les surfaces de rivet à des températures compri-

ses entre 200 et 450 F, de manière à volatiliser le support.

Un exemple du commerce est le TecKote 8-G ou le HI-COTE 1.

Un exemple de produit d'étanchéité est un caoutchouc po-

lysulfure époxy flexible dans une solution pulvérisable. Un

exemple du commerce est le PRC1436GE2 de Courtauld.

La figure 9 représente la couche de matière de barrière 1) 400b déplacée vers l'extérieur pendant une expansion de la tête vers la paroi de lamage de pièce 210 et dans cette paroi,

c'est-à-dire dans les interstices présents sur cette paroi.

La figure 10 est une vue avec un très grand agrandisse-

ment, représentant les rugosités de surface 209a et 210a sur les parois 209 et 210, formant des interstices dans lesquels la matière de barrière 400b pénètre, comme cela est représenté. On notera l'épaisseur variable et la configuration en dents de

scie de la matière 400b remplissant les interstices et les fer-

mant hermétiquement.

On notera aussi que l'aplatissement de la partie bombée entraîne une extrusion de la matière de barrière de façon à

former un recouvrement en 400d s'étendant sur la pièce, en po-

sition adjacente à l'arête du trou de pièce, avec un effet sup-

plémentaire de fermeture hermétique. Les couches de barrière

400a et 400b peuvent avantageusement s'étendre jusqu'à ce re-

couvrement.

La figure 9 montre aussi la couche de barrière 400c re-

poussée sur le chanfrein convergent 114a de la pièce de tôle 111, de façon à remplir les interstices. Cela élimine 3(0 l'intervalle libre 410 tel que formé dans les mises en place antérieures, comme à la figure 11, o aucun produit

d'étanchéité, ni revêtement n'est employé, comme dans la pré-

sente invention.

A la figure 8, le volume de la partie bombée 121a peut avoir une valeur A; l'espace séparant les parois 209 et 210 peut avoir un volume B; et les volumes sont tels que, lorsque la partie bombée est aplatie pendant la déformation, la paroi 209 est l'objet d'une expansion dans le volume A et pousse vers

21 2749047

l'extérieur sur la paroi latérale 210 de façon à la déformer

vers l'extérieur.

Par ailleurs, les relations suivantes sont maintenues: h) le rapport B/A est dans la fourchette de 1,20:1 à :1,

i) la face d'extrémité de tête est formée de façon à dé-

finir une partie en retrait délimitée par la partie bombée an-

nulaire et

j) l'aplatissement de la partie bombée est exécuté de fa-

1( çon que les aires d'application de charge de cisaillement au-

tour de la tête de rivet ayant subi l'expansion ont une épais-

seur qui reste au moins 40% de l'épaisseur de la pièce de tôle

dans laquelle la tête est située.

Par ailleurs, A et B présentent l'une des deux relations suivantes: xi A est dans la fourchette de 0,000196 cm3 et 0,0031135 cm3 (0,0000120 pouce cube et 0,000190 pouce cube); et B est prévu de façon à être dans la fourchette de 0,0002044 cm3 et 0,0147482 cm3 (0, 0000125 pouce cube et 0,00090 pouce cube), x2 A est dans la fourchette de 0,00002130318 cm3 et 0,000213018 cm3 (0,0000013 pouce cube et 0,000013 pouce cube); et dans laquelle B est dans la fourchette de 0, 000475224 cm3 et

0,0144205 cm3 (0,000029 pouce cube et 0,00088 pouce cube).

En outre, A est prévu de façon à être dans la fourchette de 0,000196 cm3 et 0,0031135 cm3 (0,0000120 pouce cube et 0,000190 pouce cube); et B est prévu de façon à être dans la fourchette de 0,000204838 cm3 et 0,0147482 cm3 (0,0000125 pouce cube et 0,00090 pouce cube). Typiquement, le diamètre maximal de tête est dans la fourchette de 0,30734 cm à 1, 32334 cm

(0,121 à 0,521 pouce), et la paroi latérale de tête a une lon-

gueur axiale d'environ 0,03048 cm à 0,10668 cm (environ 0,012 à

0,042 pouce).

Le procédé comprend la formation de la partie bombée de

façon à avoir une partie de crête annulaire en alignement sen-

siblement axial avec la surface extérieure de tige, et la posi-

tion radialement extérieure jusqu'à laquelle s'étend la partie bombée qui définit seulement environ la moitié de la partie bombée étant située suivant une disposition relative axialement

22 2749047

espacée par rapport à une partie convergente avant définie par la section tronconique convergeant vers l'avant, la partie de crête de la partie bombée étant convexe vers l'arrière dans des plans radiaux axiaux. La position annulaire la plus extérieure jusqu'à laquelle s'étend la crête est située approximativement dans l'alignement de la surface extérieure de la tige. Le rivet et la paroi sont tous deux métalliques, le métal du rivet étant plus mou que le métal de la paroi, et le rivet est constitué de l'un des constituants suivants: b i) aluminium ii) alliage d'aluminium iii) titane iv) alliage de titane

v) alliage résistant à la corrosion (CRES).

23 2749047

Claims (22)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'assemblage de deux pièces en tôle en utili-

sant un rivet, une première tôle comportant un trou, et un la-

mage qui est tronconique et converge vers l'avant entre une

face de la première tôle et le trou, et vers le trou, les opé-

rations consistant: a) à fournir un rivet métallique comportant une tige s'étendant axialement et définissant un axe, b) à pourvoir le rivet d'une tête présentant une face d'extrémité et une section tronconique convergeant vers l'avant située en avant de la face d'extrémité, c) à mettre en place la tige dans le trou et la tête dans le lamage de façon que la périphérie de la face d'extrémité de la tête soit sensiblement de niveau avec la surface de la

pièce, la face d'extrémité étant formée pour présenter unepar-

tie bombée annulaire faisant saillie axialement vers l'arrière, la partie bombée étant disposée de façon à s'étendre autour de l'axe suivant un alignement sensiblement axial avec la surface extérieure de la tige, d) la tête de rivet étant pourvue d'une paroi latérale périphérique espacée radialement d'une paroi latérale définie

par le lamage de la pièce, et l'espace entre les parois latéra-

les ayant un volume A, e) la partie bombée présentant un volume métallique B, f) et selon lequel le volume B excède le volume A, de

sorte que, lorsque le partie bombée est aplatie pendant une dé-

formation du rivet, la paroi latérale de tête de rivet subit 3o une expansion radiale dans le volume A et pousse vers

l'extérieur sur la paroi latérale du lamage de la pièce de fa-

çon à la déformer radialement vers l'extérieur, g) et à fournir une matière de barrière entre la paroi latérale de rivet et la paroi latérale du lamage de pièce de façon à remplir des interstices existant entre la paroi laté- rale lorsque la paroi latérale du lamage de pièce est déformée

radialement vers l'extérieur.

2. Procédé suivant la revendication 1, selon lequel la

matière de barrière comprend un agent inhibant la corrosion.

24 2749047

3. Procédé suivant la revendication 2, selon lequel l'agent inhibant la corrosion consiste essentiellement en un

revêtement pigmenté aluminisé.

4. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, selon lequel

la matière de barrière comprend un produit d'étanchéité.

5. Procédé suivant la revendication 1, selon lequel la pièce comprend deux tôles et selon lequel la partie bombée est aplatie pendant la déformation du rivet, de façon telle que les aires d'application de charge de cisaillement autour de la tête de rivet ayant subi l'expansion ont une épaisseur qui reste au moins 40% de l'épaisseur de la pièce dans laquelle la tête est placée.

6. Procédé suivant la revendication 1, comprenant une formation de la partie bombée de façon qu'elle présente une partie de crête annulaire en alignement sensiblement axial avec la surface extérieure de la tige, et la position radialement extérieure de la partie bombée qui ne définit qu'environ la moitié de la partie bombée étant située suivant une disposition

relative axialement espacée par rapport à une partie conver-

gente vers l'avant définie par ladite section tronconique con-

vergeant vers l'avant, la partie de crête de la partie bombée

étant convexe vers l'arrière dans des plans radiaux axiaux.

7. Procédé suivant la revendication 6, selon lequel la face d'extrémité de tête est formée de façon à présenter une partie en retrait centrale concave radialement vers l'intérieur par rapport à la partie de crête, la position annulaire la plus extérieure jusqu'à laquelle s'étend ladite crête étant située approximativement en alignement avec la surface extérieure de

la tige.

3(

8. Procédé suivant la revendication 1, selon lequel le rivet est métallique et est constitué de l'un des constituants suivants: i) aluminium ii) alliage d'aluminium iii) titane iv) alliage de titane

v) alliage résistant à la corrosion (CRES).

2749047

9. Procédé suivant la revendication 1, selon lequel la barrière a une épaisseur de revêtement comprise entre 0,000508

cm et 0,00508 cm (0,0002 et 0,002 pouce).

10. Procédé suivant la revendication 9, selon lequel la déformation du rivet repousse de force la matière de barrière

sur la paroi latérale du lamage de pièce.

11. Procédé suivant la revendication 1, comprenant un re-

vêtement de la matière de barrière sur la partie bombée annu-

laire et comprenant un aplatissement de la partie bombée de fa-

çcon à faire pénétrer la matière de barrière, située sur celle-

ci, dans des interstices métalliques situés à la surface de la partie bombée aplatie et d'une manière adjacente à la position la plus extérieure jusqu'à laquelle s'étend la paroi latérale

de la tête ayant subi l'expansion radiale, pendant ladite ex-

pansion radiale de la paroi latérale de tête.

12. Procédé suivant la revendication 10, comprenant aussi

un revêtement de la matière de barrière sur la section tronco-

nique convergeant vers l'avant, l'aplatissement de la partie bombée faisant pénétrer la matière de barrière, située sur la

section tronconique, dans des interstices métalliques du chan-

frein tronconique de la première tôle, et d'une façon adjacente à la position la plus intérieure jusqu'à laquelle s'étend la

paroi latérale de la tête ayant subi l'expansion radiale.

13. Rivet métallique comportant une tête définissant une

partie bombée annulaire sur le dessus de la tête, et une ma-

tière solide de barrière revêtant le rivet de façon à remplir

des interstices situés à l'endroit des parois de la tête de ri-

vet et du lamage de pièce, lorsque la partie bombée annulaire

est aplatie pendant la déformation du rivet.

14. Procédé permettant de serrer entre elles deux pièces en tôle en utilisant un rivet, une première tôle comportant un trou, et un lamage qui est tronconique et converge vers l'avant entre une face de la première tôle et le trou, et vers le trou, les opérations consistant: a) à fournir un rivet métallique comportant une tige s'étendant axialement et définissant un axe, le métal du rivet

étant constitué essentiellement d'un alliage d'aluminium duc-

tile à grain fin,

26 2749047

b) à pourvoir le rivet d'une tête présentant une face d'extrémité et une section tronconique convergeant vers l'avant située en avant de la face d'extrémité,

c) à mettre en place la tige dans le trou, avec une par-

tie de la tête dans le lamage de façon que la périphérie de la face d'extrémité de la tête soit au-dessus de la surface de la

pièce, la face d'extrémité étant formée pour présenter un par-

tie bombée annulaire faisant saillie axialement vers le haut, le partie bombée étant disposée de façon à s'étendre autour de I O l'axe suivant un alignement sensiblement axial avec la surface extérieure de la tige, la partie bombée annulaire formant une partie en retrait centrale, d) la tête de rivet étant pourvue d'une paroi latérale périphérique espacée radialement d'une paroi latérale définie

par le lamage de la pièce, la tige de rivet présentant une ex-

trémité terminale, e) à appliquer une force à la partie bombée annulaire et à l'extrémité terminale de façon à faire subir une expansion à la tige au voisinage de l'extrémité terminale et à la faire parvenir au contact de la surface extérieure exposée de la tôle inférieure, et à provoquer simultanément un aplatissement de la

partie bombée annulaire, et à faire refluer vers le haut le mé-

tal d'alliage d'aluminium à grain fin de la tige de façon à réaliser un fluage du métal vers le haut et dans une position centrale vers la partie en retrait, f) l'application de la force étant poursuivie de façon à faire former à l'extrémité terminale inférieure, ayant fait l'objet d'une expansion, une queue d'ancrage en une position adjacente à la surface extérieure de la tôle inférieure en exerçant une force de serrage sur cette surface extérieure, et à produire une surface supérieure aplatie sur la tête de rivet, ladite surface supérieure étant abaissée vers le niveau de la surface supérieure de la tôle supérieure, mais d'une manière espacée au-dessus de ce niveau, de sorte que les deux tôles sont maintenues dans un état serré à force entre la tête et la

queue d'ancrage, une fois la formation achevée.

15. Procédé suivant la revendication 14, selon lequel la surface supérieure aplatie de la tête est déformée de façon à

27 2749047

se trouver entre 0 et 0,01524 cm (0,006 pouce) au-dessus de la

surface supérieure de la tôle supérieure.

16. Procédé suivant la revendication 14, selon lequel le métal à grain fin de la tige est astreint à fluer vers le haut

de façon à remplir la partie en retrait lorsque la partie bom-

bée annulaire est aplatie de manière à se trouver au-dessus de la surface supérieure de la tôle supérieure, et la queue d'ancrage est formée par application d'une force, le métal

étant aussi caractérisé par un allongement élevé.

1)

17. Procédé suivant la revendication 14, selon lequel le métal du rivet présente une taille de grain fin comprise entre et 9, la taille de grain étant déterminée par ASTM E:112.

18. Procédé suivant la revendication 14, comprenant la

fourniture des tôles de façon qu'elles consistent essentielle-

ment en un métal choisi dans le groupe de l'aluminium, du ti-

tane, des alliages inoxydables et des combinaisons d'alliage.

19. Procédé suivant la revendication 14, selon lequel le métal du rivet fait l'objet d'un remplissage dans la partie en

retrait de la tige de façon à verrouiller la tête de rivet con-

tre une contraction radialement vers l'intérieur, de sorte que

l'état serré est maintenu.

20. Procédé suivant la revendication 14, selon lequel l'alliage d'aluminium est choisi dans le groupe qui comprend:

2017-T4

2024-T4

2117-T4

2219-T62

7050-T73

7050-T715.

21. Procédé suivant la revendication 14, selon lequel le rivet est formé à partir d'un fil d'alliage d'aluminium choisi dans le groupe du tableau suivant, le fil choisi possédant une taille de grain et des caractéristiques physiques telles que présentées dans le tableau suivant:

28 2749047

Alliage Diamètre Allongement Résistance au Taille de & recuit en cm en 5,08 cm cisaillement grain (pouces) (2 pouces) Min. Max. maximale minimum % 106 Pa 10o Pa ASTM E:112 z (kpc) (kpc)

2017-T4 0,23368 à 0,14351 14 241,15 282,49 7

(0,092 à 0,565) (35) (41)

2024-T4 0,23368 à 0,14351 13 254,93 nd 6

1( (0,092 à 0,565) (37)

2117-T4 0,23368 à 0,14351 18 179,14 nd 5

(0,092 à 0,565) (26)

2219-T62 0,23368 à 0,14351 12 206,7 nd 5

(0,092 à 0,565) (30)

7050-T73 0,23368 à 0,14351 14 282,49 316,94 5

(0,092 à 0,565) (41) (46)

7050-T715 0,23368 à 0,14351 15 241,15 282,49 5

(0,092 à 0,565) (35) (41)

nd = non disponible (kpc = kilopond-force par pouce carré)

22. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1

à 12 et 14 à 21, selon lequel du métal de rivet est déformé vers le haut à l'intérieur de la tige en dessous dudit lamage

et en direction de ladite partie en retrait de tête pour provo-

quer une expansion du rivet et remplir la partie en retrait

lorsque la queue d'ancrage est formée.

3()