FR2883499A1 - Procede pour assembler des pieces et element d'assemblage pour ce procede. - Google Patents
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Abstract
Ce procédé sert à assembler au moins deux pièces appuyées l'une contre l'autre au moyen d'un élément d'assemblage. L'élément d'assemblage (6) est enfoncé par un mouvement de rotation et de translation à travers la pièce supérieure (2) et il est enfoncé en tournant dans la pièce inférieure (4) sans la transpercer pour former une liaison par continuité de matière avec la pièce inférieure (4) sous l'effet du frottement produit pendant l'enfoncement. On obtient une liaison par complémentarité de forme et/ou par action de force entre l'élément d'assemblage (6) et la pièce supérieure (2). Dans cette action, les pièces (2, 4) restent en appui l'une contre l'autre. Le procédé permet de réunir des pièces (2, 4) non seulement faites de matières analogues mais aussi faites de matières de natures différentes. De plus, il suffit que la zone d'assemblage soit accessible par un seul côté.
Description
La présente invention concerne un procédé pour assembler au moins deux
pièces en appui rune contre l'autre au moyen d'un élément d'assemblage, ainsi qu'un élément d'assemblage pour ce procédé.
Dans la technique d'assemblage, il n'est pas rare qu'on ait à réunir entre elles des pièces dans le cas desquelles la zone d'assemblage n'est accessible que par un côté des pièces. De nombreuses techniques d'assemblage comme, par exemple le rivetage par découpage ou l'assemblage par traversée (clinchage) sont inadaptées pour cela. On dispose certes de techniques d'assemblage, comme le rivetage aveugle et le vissage, qui permettent un assemblage unilatéral des pièces. Malheureusement, ces techniques d'assemblage exigent habituellement une complexité de fabrication correspondante comme le perçage préalable, la déformation de rivets, la formation de filetages, etc..
On connaît par le document DE 196 30 271 C2 un procédé pour réunir une pièce plastifiable à une autre pièce, dans le cas duquel un élément de friction de la forme d'un poinçon de friction est enfoncé dans une pièce inférieure à travers une pièce supérieure, avec mouvement relatif activant et avec formation d'une zone de traitement plastifiée pour placer la zone de traitement plastifiée dans la zone comprise entre les deux pièces, après quoi l'élément de friction est retiré pour produire une liaison soudée par friction des pièces dans la région de la fente entre les deux pièces.
Ce procédé d'assemblage vise à permettre d'assembler même des pièces de différentes matières, par exemple en acier et en aluminium. Etant donné que, dans cette technique d'assemblage, on n'utilise pas d'élément d'assemblage qui reste dans les pièces, la solidité de l'assemblage des pièces repose uniquement sur la réunion des pièces par soudure par friction qui est d'une surface relativement petite.
On connaît par le document DE 197 31 638 Al un procédé d'assemblage analogue dans lequel un goujon de friction rotatif s'enfonce dans la pièce supérieure sans traverser cette dernière et où, dans la région de la zone d'assemblage, les pièces sont pressées fortement l'une contre l'autre par la pression du goujon de friction et d'un blocage axial de la pièce inférieure pour provoquer une élévation de la température dans la région de la zone d'assemblage par le frottement et la pression et pour obtenir ainsi une liaison des pièces produite par des micro-déformations de la même façon que dans le mécanisme de soudage par pression. Dans ce cas, le goujon peut être retiré après l'opération d'assemblage ou encore il peut rester sur l'ensemble de pièces en formant un bloc unitaire. Abstraction faite du fait que, dans cette technique d'assemblage, la zone d'assemblage doit nécessairement être accessible des deux côtés des pièces, la solidité de la liaison est limitée ici aussi à la solidité de la "zone d'assemblage par pression".
Dans l'article "LIntersuchungen zur Anwendbarkeit des Reibbolzenschweissens" dans la revue "Schweissen und Schneiden", 1994, fascicule 7, pages 319-324, on décrit un procédé dit de soudage de goujon de friction dans lequel un goujon est soudé sur la face supérieure d'une tôle, perpendiculairement à cette face supérieure, de la même façon que dans le soudage à l'arc. Ici, on utilise la chaleur de frottement d'un goujon qui tourne sur la tôle sollicité par une force axiale. Le goujon peut être fait, par exemple, d'aluminium et la tôle, par exemple d'acier. Lorsqu'on appuie le goujon sur la tôle et qu'on le fait tourner, il se produit une usure du goujon par abrasion; la matière usée est expulsée hors de la zone d'assemblage et elle se transforme en un cordon de soudure fermé. Le résultat est un raccourcissement du goujon qui est nécessaire pour introduire une énergie suffisante dans les composants.
L'article mentionne à titre de possibilité spéciale d'application une technique dite de "soudure traversante" pour fixer des tôles d'aluminium minces sur des constructions sous-jacentes en acier, dans laquelle le goujon de friction en acier est enfoncé à travers la tôle d'aluminium et soudé sur la face supérieure de la construction sous-jacente en acier. Le cordon de soudure et la matière "serrée" du goujon de friction se trouve entre la tôle d'aluminium et la construction sous-jacente en acier, de sorte que ces éléments se trouvent à une distance d'écartement correspondante l'un de l'autre.
Le document DE 196 20 814 Al décrit un procédé pour assembler deux pièces dans lequel un élément d'assemblage est enfoncé à travers la pièce supérieure par des mouvements de rotation et de translation et est enfoncé dans la deuxième pièce sans transpercer la deuxième pièce. Le bain fondu qui se forme lors de l'opération d'assemblage parvient à former une liaison soudée par continuité de matière entre les deux pièces dans la fente entre les deux pièces. II se forme aussi une liaison soudée correspondante entre l'élément d'assemblage et les deux pièces. On obtient aussi une liaison soudée correspondante entre l'élément d'assemblage et les deux pièces. L'élément d'assemblage est de forme sensiblement circulaire en section transversale et il présente un segment d'extrémité qui s'amincit, présentant la forme d'un tronc de cône, ainsi qu'un segment intermédiaire cylindrique ou encore conique qui y fait suite, l'angle de cône du segment d'extrémité étant sensiblement plus grand que l'angle de cône du segment intermédiaire. Dans une forme de réalisation, le segment d'extrémité est muni d'une pluralité d'arêtes tranchantes s'étendant radialement. Au segment intermédiaire, fait suite une tête en forme de collerette qui, sur son côté éloigné du segment d'extrémité, est munie de cavités destinées à permettre l'entraînement par un outil.
La présente invention vise à créer un procédé et un élément d'assemblage pour assembler au moins deux pièces en appui l'une contre l'autre, dans lesquels les pièces sont aussi en appui l'une contre l'autre après l'opération d'assemblage et où l'on obtient par ailleurs une haute résistance et une haute qualité de liaison. Le procédé est de préférence applicable à l'assemblage de pièces dont la zone d'assemblage n'est accessible que par un côté des pièces.
On atteint de ce but au moyen d'un procédé pour assembler au moins deux pièces en appui rune contre l'autre au moyen d'un élément d'assemblage, dans lequel, par des mouvements de translation et de rotation, on fait passer l'élément d'assemblage à travers une première pièce des deux pièces et on l'enfonce dans la deuxième pièce sans transpercer la deuxième pièce, une liaison par continuité de matière entre l'élément d'assemblage et la deuxième pièce se formant alors sous l'effet du frottement, qui se produit lors de l'enfoncement, les pièces restant en appui l'une contre l'autre.
De préférence, le procédé selon l'invention comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison: - la géométrie de l'élément d'assemblage et/ou les matières de l'élément d'assemblage et des pièces et les paramètres de procédé prédéterminés de l'opération d'assemblage sont choisis de manière que les pièces restent en appui l'une contre l'autre pendant l'opération d'assemblage; - les paramètres de procédé prédéterminés de l'opération d'assemblage comprennent la vitesse des mouvements de rotation et de translation de l'élément d'assemblage et la force d'assemblage exercée sur l'élément d'assemblage lors de l'opération d'assemblage; - pendant l'opération d'assemblage, les pièces sont maintenues en appui l'une contre l'autre par un serre-flan; - pendant l'opération d'assemblage, les pièces sont soutenues par un organe de retenue; - la liaison par continuité de matière réalisée entre l'élément d'assemblage et la deuxième pièce est une liaison soudée par friction; lors de l'opération d'assemblage, il se forme en supplément une liaison par action de force entre l'élément d'assemblage et la deuxième pièce; lors de l'opération d'assemblage, on réalise une liaison par complémentarité de forme entre l'élément d'assemblage et la première pièce; - on réalise en supplément une liaison par action de force et/ou par continuité de matière entre l'élément d'assemblage et la première pièce; - on réalise en supplément une liaison par action de force entre les surfaces des pièces; - on réalise en supplément une liaison par collage entre les surfaces des pièces; - lors de son mouvement à travers la première pièce, l'élément d'assemblage déplace de la matière de cette pièce; - avant l'opération d'assemblage, on munit la première pièce d'un trou dans la zone d'assemblage; - on assemble des pièces faites de matières différentes; - la première pièce est faite d'une matière ductile relativement molle et la deuxième pièce est faite d'une matière plus dure à haute résistance; - la première pièce est en métal relativement mou, en particulier en aluminium, et la deuxième pièce est en métal plus dur, en particulier en acier; - la première pièce est en matière plastique, en particulier en polymère, et la deuxième pièce est en rnétal; - l'élément d'assemblage est en une matière qui peut former une liaison soudée par friction avec la matière de la deuxième pièce; - l'élément d'assemblage est en métal, en particulier en acier ou en aluminium; - le mouvement de rotation de l'élément d'assemblage est exécuté à une vitesse de rotation de 5000 à 30000 tr/min, en particulier de 10000 à 25000 tr/min, de préférence de l'ordre de grandeur de 23000 tr/min; - dans le mouvement de translation de l'élément d'assemblage, on exerce une force d'assemblage relativement faible, de sorte qu'aucun soutien extérieur des pièces dans la direction opposée à la force d'assemblage n'est nécessaire; - dans une première phase, l'élément d'assemblage est enfoncé dans les pièces par un mouvement simultané de rotation et de translation, puis le mouvement de rotation est interrompu brusquement, et enfin l'élément d'assemblage est pressé dans sa position finale à l'intérieur de la deuxième pièce dans une deuxième phase, immédiatement consécutive, par un mouvement de translation additionnel; et - l'élément d'assemblage est amené dans sa position finale à l'intérieur de la deuxième pièce par un mouvement simultané de rotation et de translation en seulement une phase.
L'invention se rapporte également à un élément d'assemblage pour un procédé tel que décrit ci-avant dans toutes ses variantes, remarquable en ce qu'il est réalisé, au moins par endroits, sous forme d'une pièce à symétrie de révolution ou à peu près à symétrie de révolution, comprenant un segment de corps dont la section croît dans le sens opposé à l'enfoncement, pour pouvoir former une liaison par complémentarité de forme avec la première pièce.
De préférence, l'élément d'assemblage selon l'invention présente une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison: -il comporte un segment de pénétration destiné à pénétrer dans la matière des pièces, dont la section croît dans le sens opposé à l'enfoncement; le segment de pénétration présente une pointe conique ou une saillie bombée ou une arête annulaire; - il possède une formation d'entraînement pour le mouvement de rotation de l'élément d'assemblage; -il est réalisé sans tête en saillie en forme de collerette, de sorte que la totalité de l'élément d'assemblage peut être enfoncée dans la matière des pièces; - il comporte une tête en saillie en forme de collerette qui peut être appuyée contre la face supérieure libre de la première pièce; -la tête présente, sur son côté inférieur, une gorge annulaire ou une autre cavité destinée à recevoir la matière de la première pièce qui a été déplacée; - il présente un élément fonctionnel destiné à exercer une fonction additionnelle, en particulier un goujon ou une tige filetée pour la fixation d'une pièce additionnelle; - les surfaces du segment de pénétration et du segment de corps forment respectivement avec l'axe central de l'élément d'assemblage un angle constant ou variable, l'angle maximal du segment de pénétration étant plus petit que l'angle minimal du segment de corps; - le segment de pénétration et le segment de corps comportent chacun une surface lisse à symétrie de révolution; - les surfaces du segment de pénétration et du segment de corps sont réalisées chacune sous forme de surfaces tronconiques; - le segment de pénétration et le segment de corps sont munis chacun à leur surface d'une ou de plusieurs arêtes tranchantes en forme d'hélice; - les enveloppes fictives des arêtes tranchantes en hélice sont réalisées sous forme de surfaces tronconiques; - l'angle au sommet de la surface tronconique du segment de pénétration est compris entre 40 et 100 , et est de préférence de l'ordre de grandeur de 60 , et l'angle au sommet des surfaces tronconiques du segment de corps est compris entre 90 et 170 , et est de préférence de l'ordre de grandeur de 150 ; - les surfaces tronconiques du segment de pénétration et du segment de corps sont raccordées l'une à l'autre par un arrondi; - la surface tronconique du segment de pénétration se termine par une pointe vive ou arrondie; - la tête est munie, sur son côté éloigné du segment de pénétration d'une denture servant de formation d'entraînement; et - sur son côté éloigné du segment de pénétration, la tête est munie d'une cavité centrale destinée à recevoir un outil d'amenée et d'entraînement qui peut être alimenté par une dépression.
Enfin, l'invention se rapporte à un procédé pour assembler au moins deux pièces appuyées l'une contre l'autre au moyen d'un élément d'assemblage, dans lequel, sous l'effet de mouvement de rotation et de translation, l'élément d'assemblage est enfoncé à travers un trou déjà existant d'une première pièce des deux pièces, et enfoncé dans la deuxième pièce sans transpercer la deuxième pièce, une liaison par continuité de matière étant réalisée, grâce à cette action, entre l'élément d'assemblage et la deuxième pièce sous l'effet du frottement produit lors de l'enfoncement, les pièces restant en appui l'une contre l'autre durant ce temps, le trou de la première pièce étant dimensionné, relativement à l'élément d'assemblage, de telle manière qu'il existe entre la paroi du trou et l'élément d'assemblage un espace libre qui, pendant l'opération d'assemblage reçoit la rnatière de la deuxième pièce qui a été déplacée.
Ainsi, dans le procédé selon l'invention, un élément d'assemblage est enfoncé par un mouvement de rotation et de translation à travers la première pièce et enfoncé dans la deuxième pièce sans traverser la deuxième pièce. Du fait du frottement qui se produit lors de l'enfoncement, l'élément d'assemblage forme une liaison par continuité de matière, en particulier une liaison soudée par frottement par laquelle les pièces sont réunies l'une à l'autre. Pendant l'opération d'assemblage, les pièces sont maintenues en appui l'une contre l'autre. En même temps, on obtient une liaison par complémentarité de forme et/ou par action de force entre l'élément d'assemblage et la première pièce. Par ailleurs, il peut être prévu entre l'élément d'assemblage et la deuxième pièce une liaison par action de force et, entre l'élément d'assemblage et la première pièce, il peut être prévu en supplément une liaison par continuité de matière.
Etant donné que, de cette façon, les pièces sont réunies l'une à l'autre par un élément d'assemblage distinct, on obtient une haute solidité et une haute qualité de la liaison. Le procédé selon l'invention permet d'assembler les pièces pour lesquelles la zone d'assemblage n'est accessible que par un côté. Etant donné que, par ailleurs, les pièces n'ont pas à être préalablement usinées, en particulier préalablement percées, le procédé est relativement simple et en conséquence économique dans son exécution et son maniement. Un autre avantage du procédé selon l'invention consiste en ce qu'il permet de réaliser l'assemblage de pièces faites de matières de différentes natures comme, par exemple, des métaux différents, en particulier l'aluminium/acier ou magnésium/acier ou matière plastique/métal, en particulier polymère/métal.
Un autre avantage essentiel du procédé selon l'invention consiste en ce que les pièces sont encore en appui l'une contre l'autre après l'opération d'assemblage, c'est-à-dire que les pièces ne sont pas écartées l'une de l'autre par l'opération d'assemblage. Pour cela, dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, il est prévu que la géométrie de l'élément d'assemblage et/ou les matières de l'élément d'assemblage et des pièces et/ou certains paramètres de procédé prédéterminés de l'opération d'assemblage sont choisis de manière que les pièces restent en appui l'une contre l'autre pendant l'opération d'assemblage. En tant que variante de possibilité ou possibilité additionnelle, les pièces peuvent être maintenues en appui une contre l'autre pendant l'opération d'assemblage par un serre-flan.
Par ailleurs, l'élément d'assemblage peut être fait de la même matière que la deuxième pièce ou encore être en une autre matière. En particulier, il est en une matière telle qu'un métal (l'acier) qui peut former une liaison par continuité de matière avec la deuxième pièce.
Comme on l'a déjà mentionné, aucun traitement préalable des pièces et, en particulier, aucun perçage préalable des pièces n'est nécessaire, de sorte que, pendant son enfoncement à travers la première pièce, l'élément d'assemblage déplace la matière de la première pièce. Dans ce cas, selon un mode préféré de réalisation de l'invention, on utilise un élément d'assemblage possédant une tête en saillie en forme de collerette, sur la face inférieure de laquelle est prévue une gorge annulaire ou autre cavité destinée à recevoir la matière de la première pièce qui a été déplacée. De cette façon, la matière fondue ne peut pas s'écouler de façon incontrôlée dans les zones de contact entre l'élément d'assemblage et les pièces ni entre les pièces. On obtient par ce moyen une liaison d'assemblage possédant une haute résistance, une grande rigidité et une grande solidité.
En principe, il est aussi possible de munir la première pièce, avant l'opération d'assemblage, dans la zone d'assemblage, d'un trou dont le diamètre est plus grand que le diamètre de l'élément d'assemblage. II se forme alors un espace libre entre la paroi du trou et l'élément d'assemblage, qui peut recevoir la matière du deuxième élément d'assembllage qui a été déplacée.
Selon un autre mode préféré de réalisation de l'invention, on utilise un élément d'assemblage qui présente un segment de pénétration avant, considéré dans le sens de l'enfoncement, et un segment de corps arrière, considéré dans le sens de l'enfoncement, dont les sections croissent dans le sens opposé à l'enfoncement. Les surfaces du segment de pénétration et du segment de corps forment un angle constant ou variable avec l'axe central de l'élément d'assemblage, l'angle maximal du segment de pénétration étant plus petit que l'angle minimal du segment de corps. Les surfaces du segment de pénétration et du segment de corps de l'élément d'assemblage sont constituées de préférence par des surfaces tronconiques qui sont lisses ou munies d'arêtes tranchantes s'étendant en hélice.
D'autres particularités de l'invention sont décrites ci-après en regard des dessins. Sur ces dessins: les figures 1 à 3 montrent dans une vue schématique différents états de travail lors de l'assemblage de deux pièces au moyen d'un élément d'assemblage selon un mode de réalisation de l'invention; les figures 4 à 6 montrent des vues, correspondant à la figure 3, d'une liaison d'assemblage avec des modes de réalisation modifiés de l'élément d'assemblage; la figure 7 montre une vue de côté partiellement découpée d'un autre mode de réalisation d'un élément d'assemblage; la figure 8 montre une vue en perspective de la face arrière de l'élément d'assemblage de la figure 7; les figures 9, 10 montrent des vues en perspective des modes de réalisation modifiés de l'élément d'assemblage des figures 7, 8; la figure 11 montre une vue partiellement découpée d'une liaison d'assemblage utilisant un élément d'assemblage des figures 7, 8 et un outil pour la pose de l'élément d'assemblage; la figure 12 montre une vue en perspective de l'outil de la figure 11, prise de dessous; la figure 13 montre une vue de côté partiellement découpée d'une liaison d'assemblage comportant un élément d'assemblage des figures 7, 8 et une pièce supérieure préalablement percée.
Comme représenté schématiquement sur la figure 1, deux pièces en forme de plaque 2, 4 en appui l'une contre l'autre doivent être assemblées l'une à l'autre au moyen d'un élément d'assemblage 6. Les pièces 2, 4 sont constituées, par exemple, d'une pièce de châssis en acier (pièce inférieure 4), qui doit être "doublée" d'une tôle d'aluminium (pièce supérieure 2).
L'élément d'assemblage 6 est composé dans l'exemple de réalisation représenté d'une partie à symétrie de révolution présentant un segment de corps 8 s'étendant en cône et un segment de pénétration 10 de forme conique. Le segment de corps 8 est muni d'une formation d'entraînement 12 indiquée en trait interrompu, présentant la forme d'une cavité (par exemple une empreinte polygonale, une fente, une empreinte Torx ).
Pour la réalisation de la liaison d'assemblage, l'élément d'assemblage 6 est mis simultanément en mouvement de rotation et de translation (voir les flèches sur les figures 2, 3) par un entraînement (non représenté) et, sous cet effet, l'élément d'assemblage 6 est enfoncé par la pointe du segment de pénétration conique 10 dans la matière des deux pièces en partant de la face supérieure de la pièce 2.
Comme la figure 2 le montre, l'élément d'assemblage 6 pénètre tout d'abord dans la matière de la pièce supérieure 2. Dans cette action, il déplace de la matière de la pièce supérieure 2, qui n'est pas préalablement percée, vers la face supérieure de la pièce 2, de sorte qu'il se forme une éjection de matière 7 correspondante présentant la forme d'un bombement de matière annulaire sur la face supérieure de la pièce 2. Lorsque le mouvement de rotation et de translation se poursuit, l'élément d'assemblage 6 pénètre dans la pièce inférieure 4 après avoir entièrement transpercé la pièce supérieure 2. Le frottement entre l'élément d'assemblage et la pièce inférieure 4 qui se produit à ce moment et le dégagement de chaleur qui l'accompagne provoquent un ramollissement de la matière qui conduit lors du refroidissement, à une liaison par continuité de matière de la forme d'une liaison soudée, entre l'élément d'assemblage 6 et la pièce inférieure 4 (figure 3).
Dans l'exemple de réalisation représenté, l'élément d'assemblage 6 a une forme telle que, dans la position finale de l'opération d'assemblage, le segment de corps 8 est logé dans la pièce supérieure 2 et que seul le segment de pénétration 10 est engagé dans la pièce inférieure 4. Alors que, par suite du processus de soudage par friction, l'élément d'assemblage forme une liaison par continuité de matière avec la pièce inférieure 4, il se produit, grâce à la forme conique du segment de corps 8, une liaison par sûreté de forme entre l'élément d'assemblage et la pièce supérieure 2, liaison qui est normalement accompagnée d'une liaison par action de force.
L'élément d'assemblage 6 est donc réuni à la pièce supérieure 2 essentiellement par une liaison par complémentarité de forme et par action de force, et à la pièce inférieure 4 essentiellement par une liaison par continuité de matière.
Toutefois, en supplément, il est aussi possible de prévoir aussi une liaison par continuité de matière entre l'élément d'assemblage 6 et la pièce supérieure 2 et une liaison par action de force entre l'élément d'assemblage 6 et la pièce inférieure 4.
Comme ceci ressort des figures 1 à 3, les pièces 2, 4 restent en appui l'une contre l'autre pendant l'opération d'assemblage, de sorte qu'elles sont aussi en appui l'une contre l'autre après la réalisation de la liaison d'assemblage. Ceci peut être obtenu par les dispositions suivantes.
Parmi ces dispositions, on trouve la géométrie d'assemblage, qui est choisie de manière que, lors de la pénétration de l'élément d'assemblage dans la pièce inférieure 4, il ne se produit aucune perte de matière de l'élément d'assemblage, ou seulement une perte négligeable de matière, perte qui, autrement, pourrait écarter la pièce supérieure 2 de la pièce inférieure 4. En variante ou en supplément, les matières de l'élément d'assemblage et des pièces peuvent aussi être choisies de manière à éviter la formation d'un bourrelet de matière qui écarterait les deux pièces l'une de l'autre. Si, par exemple, la matière de l'élément d'assemblage 6 est relativement dure comparativement aux matières des pièces et, en particulier, comparativement à la matière de la pièce supérieure 2, la formation d'un bourrelet de matière de l'élément d'assemblage est normalement évitée. Toutefois, s'il se forme un bourrelet (relativement petit) de matière de l'élément d'assemblage 6, ce bourrelet de matière peut pénétrer dans la matière relativement molle de la pièce supérieure 2. Dans chaque cas, on peut éviter de cette façon la formation d'un écartement entre les pièces 2 et 4.
Une autre disposition qu'on peut envisager consiste à choisir convenablement les paramètres du procédé de l'opération d'assemblage. Il faut citer en particulier les vitesses des mouvements de rotation et de translation de l'élément d'assemblage 6, c'est-à-dire la vitesse de rotation w et la vitesse d'avancement du mouvement de translation, ainsi que la force d'assemblage Fa, sur laquelle on reviendra encore plus en détail plus loin.
Une autre disposition possible par laquelle les pièces 2, 4 sont maintenues en appui l'une contre l'autre pendant l'opération d'assemblage consiste à utiliser un serre- flan, comme ceci est expliqué de façon encore plus détaillée sur la figure 4.
Pendant l'opération d'assemblage, il se forme normalement en supplément une liaison par action de force (liaison par friction) entre les deux surfaces des pièces 2 et 4. Selon les matières utilisées, il peut encore être avantageux de réaliser une liaison par collage entre les pièces 2 et 4, afin d'éviter une corrosion de contact entre ces dernières.
Comme ceci ressort d'emblée de la description qui précède et des figures 1 à 3, on n'a besoin pour l'opération d'assemblage que d'une accessibilité de la zone d'assemblage par un côté des pièces. Toutefois, il va de soi que le procédé décrit peut aussi être appliqué dans le cas où la zone d'assemblage est accessibles par les deux côtés des pièces, comme cela est encore décrit, par exemple, en regard de la figure 4. La liaison par continuité de matière entre l'élément d'assemblage 6 et le composant inférieur 4 et la liaison par complémentarité de forme et/ou par continuité de matière entre l'élément d'assemblage 6 et le composant supérieur 2 assurent une haute résistance et une haute qualité de l'assemblage. Etant donné que les pièces 2 et 4 à assembler ne demandent pas à être préalablement usinées, en particulier à être préalablement percées, la complexité de la fabrication est relativement minime. En principe, avec le procédé décrit, on peut assembler des pièces
représentant des combinaisons, de matières les plus diverses, pourvu que l'élément d'assemblage 6 puisse former une liaison par continuité de matière avec la pièce inférieure 4. En particulier, l'assemblage de pièces faites de matières de différentes natures est possible. Le procédé peut être particulièrement avantageusement appliqué lorsque la pièce supérieure 2 est faite d'une matière ductile relativement molle, comme une tôle mince, et que la pièce inférieure 4 est faite d'une matière à haute résistance qui peut avoir une beaucoup plus grande épaisseur que la pièce supérieure 2. Comme on l'a déjà mentionné au début, les pièces 2, 4 peuvent être faites de métaux différents, en particulier aluminium/acier ou magnésium/acier, ou encore elles peuvent être faites d'une matière plastique, en particulier d'une matière plastique polymère, et d'un métal.
L'élément d'assemblage 6 peut être fait de la même matière que la pièce inférieure 4 ou encore d'une autre matière. II est avantageusement fait d'un métal, en particulier d'acier, pour pouvoir former la liaison soudée par friction souhaitée avec la matière de la pièce inférieure 4.
La force d'assemblage Fa exercée sur l'élément d'assemblage pour produire le mouvement de translation de l'élément d'assemblage peut être relativement faible et, par exemple, elle peut être de l'ordre de grandeur de 2 à 5 kN et, en particulier de l'ordre de grandeur de 3 à 4 kN. La charge admissible de l'ensemble de pièces composé des deux pièces 2 et 4 suffit donc en général pour absorber la force d'assemblage Fa sans qu'il soit nécessaire de soutenir les pièces 2, 4 à l'encontre de la force d'assemblage Fa, c'est-à-dire au niveau de la face inférieure de la pièce inférieure 4.
La vitesse de rotation w du mouvement de rotation de l'élément d'assemblage 6 doit être choisie suffisamment élevée pour produire la chaleur de frottement nécessaire pour l'opération d'assemblage. La vitesse de rotation w se trouve de préférence dans l'intervalle de 5000 à 30000 tr/min, de préférence encore de 10000 à 25000 tr/min et elle est en particulier, de l'ordre de grandeur 23000 tr/min.
Dans l'exemple de réalisation représenté, les pièces 2, 4 ne sont pas préalablement usinées en particulier préalablement percées, dans la zone d'assemblage. Toutefois, en principe, la pièce supérieure 2 pourrait aussi être munie dans la zone d'assemblage d'un trou préalablement percé, dont le diamètre est égal, inférieur ou supérieur au diamètre de l'élément d'assemblage 6. De cette façon, le trou préalablement percé pourrait correspondre par sa forme à la forme du segment de corps correspondant de l'élément d'assemblage. Dans ce cas, il ne se produirait pas de déplacement de la matière de la pièce supérieure 2. Toutefois, si le trou préalablement percé de la pièce supérieure est plus petit que l'élément d'assemblage 6, il est nécessaire de procéder à un déplacement de matière correspondant mais qui est alors moins important que celui de l'exemple de réalisation représenté.
L'opération d'assemblage peut s'effectuer dans un procédé à une seule étape, dans lequel les mouvements de rotation et de translation de l'élément d'assemblage se produisent simultanément et se terminent au même instant, lorsque l'élément d'assemblage a atteint sa position finale dans les pièces 2, 4. Une autre possibilité consiste, dans une première phase, à enfoncer l'élément d'assemblage 6 dans les pièces par un mouvement simultané de rotation et de translation et d'interrompre brusquement le mouvement de rotation, puis, dans une deuxième phase qui y est fait directement suite, à placer l'élément d'assemblage 6 dans sa position finale dans la pièce 4 par un nouveau déplacement en translation ("post-enfoncement"). L'opération d'assemblage pourrait s'effectuer, par exemple, avec une force d'assemblage de 3 kN et une durée de 1000 ms dans la première phase et avec une force d'assemblage de 4 kN et une durée de 300 ms dans la deuxième phase. Avec ce mode opératoire en deux étapes, on peut obtenir une liaison soudée de haute qualité entre l'élément d'assemblage 6 et la pièce inférieure 4.
II va de soi que l'élément d'assemblage peut aussi être d'une configuration autre que celle des figures 1 à 3. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 4, le segment de pénétration 10a est constitué par une tige semi-creuse, présentant une cavité centrale 14 analogue à celle d'un rivet semi-creux. Le segment de pénétration 10a a donc, en remplacement d'une pointe, une arête annulaire pour transpercer la pièce supérieure 2 et pour s'enfoncer dans la pièce inférieure 4. La cavité centrale 14 peut recevoir la matière qui est déplacée lors de l'opération d'assemblage.
L'élément d'assemblage 6a est en outre muni d'une tête 16 en forme de collerette qui présente au niveau de sa face inférieure une cavité de la forme d'une gorge annulaire 18. La gorge annulaire 18 peut recevoir la matière de la pièce supérieure 2 qui est déplacée pendant l'opération d'assemblage, de manière que cette matière ne fasse pas saillie au-dessus de la face supérieure de la pièce 2. La tête 16 en forme de collerette prend donc ici appui sur la face supérieure de la pièce 2 et non pas sur la matière éjectée 7. Ceci permet d'obtenir une plus grande rigidité et une plus grande solidité de l'ensemble de pièces.
Sur la figure 4, il est prévu un serre-flan 20 ayant la forme d'un corps en forme de douille, qui exerce à proximité de la zone d'assemblage une force de pression sur les pièces 2, 4 à assembler, pour empêcher la pièce supérieure 2 de se soulever de la pièce inférieure 4. On exerce avantageusement sur la pièce inférieure 4 une force antagoniste Fg qui est opposée à la force du serre-flan. L'élément d'assemblage 6a représenté sur la figure 4 possède ici aussi une formation d'entraînement 12 ayant la forme d'une empreinte polygonale intérieure. Il va de soi qu'il est aussi possible d'utiliser comme formation d'entraînement un polygone extérieur, une empreinte Torx , une fente ou analogue.
L'élément d'assemblage 6b représenté sur la figure 5 correspond dans une large mesure à l'élément d'assemblage 6a représenté sur la figure 4. La seule différence est qu'on a prévu comme segment de pénétration 10b une saillie arrondie massive.
L'élément d'assemblage 6c représenté sur la figure 6 se distingue essentiellement de l'élément d'assemblage 6b représenté sur la figure 5 par le fait qu'il est muni d'un élément fonctionnel 22 destiné à assurer une fonction additionnelle.
Dans l'exemple de réalisation représenté, l'élément fonctionnel 22 est une tige filetée qui peut être utilisée pour fixer un composant supplémentaire. L'élément d'assemblage assure donc la double fonction de l'assemblage des pièces et de la fixation d'un autre composant. Toutefois, il est aussi possible de prévoir d'autres éléments fonctionnels comme, par exemple, un goujon.
Dans la forme de réalisation de l'invention représentée sur les figures 7 et 8, l'élément d'assemblage 6d est composé d'un corps 24d qui s'enfonce dans les pièces et d'une tête 26, qui fait saillie, en forme de collerette. Le corps 24d se compose d'un segment de pénétration 28 et d'un segment de corps 30 qui se trouvent sur un axe commun et qui sont à symétrie de révolution par rapport à cet axe.
Egalement dans ce cas, la section du segment de pénétration 28 et celle du segment de corps 30 croissent dans le sens opposé à l'enfoncement. Toutefois, dans ce mode de réalisation, la croissance de section du segment de pénétration 28 et du segment de corps 30 est choisie de manière que le segment de pénétration 28 se termine de manière plus pointue que le segment de corps 30. En d'autres termes, le segment de pénétration 28 et le segment de corps 30 forment respectivement avec l'axe central de l'élément d'assemblage un angle constant ou un angle variable, l'angle maximum du segment de pénétration 28 étant plus petit que l'angle minimum du segment de corps, 30.
Dans l'exemple de réalisation représenté, les surfaces du segment de pénétration 28 et du segment de corps 30 sont des surfaces tronconiques qui sont raccordées l'une à l'autre par un arrondi 32. Dans cette forme de réalisation, l'angle au sommet a du segment de pénétration 28 est largement plus petit que l'angle au sommet du segment de corps 30. L'angle au sommet du segment de pénétration 28 est de préférence compris entre 40 et 100 , il est en particulier de l'ordre de grandeur de 60 , et l'angle de cône du segment de corps 30 est de préférence compris entre 90 et 170 , en particulier de l'ordre de grandeur de 150 . Le rayon de l'arrondi 32 est de préférence dans l'intervalle de 1,0 à 3,0 mm, en particulier de l'ordre de grandeur de 1,5 mm.
Le segment de pénétration 28 se termine par une pointe 34 qui est vive ou arrondie.
Cette forme de réalisation de l'élément d'assemblage 6d présente l'avantage que le segment de pénétration 28, qui se termine avec une forme relativement pointue, induit le début du frottement et exerce une fonction de centrage. Le profil relativement plat du segment de corps 30 favorise l'écoulement de la matière fondue vers l'extérieur.
La tête 26 en forme de collerette de l'élément d'assemblage 6d est munie dans sa face inférieure d'une gorge annulaire périphérique 36 qui, comme dans les exemples de réalisation des figures 4 à 6, peut recevoir la matière fondue de la pièce supérieure 2 qui est déplacée pendant l'opération d'assemblage. Sur son côté qui est éloigné du corps 24d, la tête 26 est munie d'une denture 38 servant de formation d'entraînement, et elle est munie d'un trou central 40 dont la fonction sera expliquée plus loin.
L'exemple de réalisation de l'élément d'assemblage 6e qui est représenté sur la figure 9 correspond dans une large mesure à celui des figures 7 et 8. La seule différence est que le corps 24e, qui comprend son segment de pénétration et son segment de corps, est muni au niveau de sa surface d'arêtes tranchantes 42 s'étendant en hélice qui sont réparties sur la périphérie. L'angle d'attaque des arêtes tranchantes 42 est choisi de manière qu'il se forme des "aubes" s'étendant en hélice comme dans une roue à aubes, ainsi que ceci ressort de la représentation de la figure 9. Les "aubes" s'étendant en hélice se terminent par la pointe 34 de forme arrondie.
Les arêtes tranchantes 42 s'étendant en hélice de l'élément d'assemblage 6e forment une sorte de pointe perceuse ou fraiseuse qui, lors de la pénétration dans la pièce supérieure, ont un effet, non pas de frottement mais d'enlèvement de copeaux. Si, par exemple, la pièce supérieure 2 est faite d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium et la pièce inférieure 4 d'acier, la pointe "perceuse ou fraiseuse" de l'élément d'assemblage 6e évite un "étalement" de la matière aluminium. Lorsque, à ce moment là, la pointe "perceuse ou fraiseuse" rencontre l'acier de la pièce inférieure 4, le processus de soudage par frottement commence. Ici, la matière aluminium se loge et est enfermée dans les espaces libres compris entre les arêtes tranchantes 42. La matière excédentaire peut pénétrer dans la gorge annulaire 36 de la tête 26.
De cette façon, on obtient une liaison d'assemblage possédant une haute résistance et une grande solidité de liaison.
La forme de réalisation de l'élément d'assemblage 6f de la figure 10 correspond dans une large mesure à celle de la figure 9. La seule différence est que le corps 24f est muni, en remplacement d'arêtes tranchantes 42 qui s'étendent en hélice, d'une seule arête tranchante 44 dont l'angle d'attaque est choisi de manière à donner à l'arête tranchante 44 un profil en escargot qui possède plusieurs spires réparties sur la circonférence.
Le mode de fonctionnement de l'élément d'assemblage 6f de la figure 10 est analogue à celui de l'élément d'assemblage de la figure 9. C'est ainsi que l'arête tranchante 44 du corps 24f de l'élément d'assemblage 6f exerce une fonction d'enlèvement de copeaux; l'aluminium libéré pénètre dans la cavité en forme d'escargot entre les spires de l'arête tranchante 44 et est ainsi transporté progressivement vers l'extérieur. Cette forme de réalisation donne elle aussi une liaison d'assemblage possédant une haute résistance et une grande stabilité.
Dans les deux formes de réalisation des figures 9 et 10, l'enveloppe (fictive) des arêtes tranchantes 42 et 44 a de préférence une forme qui correspond à la surface du corps 24d de l'élément d'assemblage 6d des figures 7 et 8. Toutefois, il va de soi que la forme de l'enveloppe (fictive) peut aussi être choisie différemment, pourvu que la section de l'enveloppe croisse depuis la pointe 34 en direction de la tête 26 en forme de collerette.
La figure 11 montre une liaison d'assemblage finie entre un élément d'assemblage 6d tel que celui représenté sur les figures 7 et 8 et deux pièces 2, 4, ainsi qu'un outil d'amenée et d'entraînement 46. Comme on l'a représenté, le corps 24d de l'élément d'assemblage 6d, avec le segment de pénétration 28 et le segment de corps 30, est enfoncé dans les deux pièces 2, 4, la tête 26 s'appuyant sur la face supérieure de la pièce 2 et la matière fondue et déplacée de la pièce 2 ayant coulé dans la gorge annulaire 36 de la tête 26. Le volume de la gorge annulaire 36 est avantageusement choisi de manière que la gorge soit sensiblement exactement remplie par la matière fondue excédentaire. On obtient alors une liaison d'assemblage dans laquelle il se forme un contact optimal entre l'élément d'assemblage 6d et les pièces 2, 4 de même qu'entre les pièces 2 et 4. Ceci est à l'avantage de la qualité et de la résistance de la liaison d'assemblage.
L'outil d'amenée et d'entraînement 46 est constitué dans l'exemple de réalisation représenté par un corps d'outil tubulaire 48 qui est muni à son extrémité libre d'une denture 50 et d'une saillie annulaire 52. La denture 50 et la saillie annulaire 52 sont conformées pour s'adapter à la denture 38 et à la cavité 40 de l'élément d'assemblage 6d. L'outil 46 est en outre muni d'un perçage central 54.
Il en résulte que, lorsque l'outil 46 entre en prise par complémentarité de forme par sa denture 50 et sa saillie annulaire 52 dans la denture 38 et dans la cavité 40 de l'élément d'assemblage 6d, l'élément d'assemblage 6d est maintenu sur l'outil 46 par une dépression acheminée à travers le perçage 54. L'élément d'assemblage 6d peut ainsi être acheminé à la zone d'assemblage aussi bien qu'enfoncé dans les pièces 2, 4. Ceci présente, entre autres, l'avantage que le mouvement de rotation de l'élément d'assemblage 6d peut déjà être lancé avant que l'élément d'assemblage 6d n'entre en contact avec les pièces 2, 4.
Comme on l'a déjà mentionné plus haut, le procédé décrit est utilisé de préférence pour assembler des pièces (des tôles) qui ne sont pas préalablement percées. La figure 13 montre au contraire un mode de réalisation dans lequel la pièce supérieure 2 est munie d'un trou 54 préalablement percé. Le trou 54 est dimensionné, relativement à l'élément d'assemblage 6d, de manière qu'il subsiste un espace libre 56 entre la paroi du trou et l'élément d'assemblage. La matière de la pièce inférieure 4 qui est déplacée pendant l'opération d'assemblage peut donc s'écouler dans l'espace libre 56. Egalement dans ce cas, le volume de l'espace libre 56 est avantageusement choisi de manière que l'espace libre soit dans une large mesure rempli par la matière déplacée.
Claims (42)
1. Procédé pour assembler au moins deux pièces en appui l'une contre l'autre au moyen d'un élément d'assemblage, dans lequel, par des mouvements de translation et de rotation, on fait passer l'élément d'assemblage (6; 6a; 6b; 6c) à travers une première pièce (2) des deux pièces (2, 4) et on l'enfonce dans la deuxième pièce (4) sans transpercer la deuxième pièce (4), une liaison par continuité de matière entre l'élément d'assemblage et la deuxième pièce (4) se formant alors sous l'effet du frotternent, qui se produit lors de l'enfoncement, les pièces (2, 4) restant en appui l'une contre l'autre.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la géométrie de l'élément d'assemblage (6; 6a; 6b; 6c) et/ou les matières de l'élément d'assemblage et des pièces (2, 4) et les paramètres de procédé prédéterminés de l'opération d'assemblage sont choisis de manière que les pièces (2, 4) restent en appui l'une contre l'autre pendant l'opération d'assemblage.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les paramètres de procédé prédéterminés de l'opération d'assemblage comprennent la vitesse des mouvements de rotation et de translation de l'élément d'assemblage (6; 6a; 6b; 6c) et la force d'assemblage exercée sur l'élément d'assemblage lors de l'opération d'assemblage.
4. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pendant l'opération d'assemblage, les pièces (2, 4) sont maintenues en appui l'une contre l'autre par un serre-flan (20).
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, pendant l'opération d'assemblage, les pièces (2, 4) sont soutenues par un organe de retenue.
6. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison par continuité de matière réalisée entre l'élément d'assemblage (6) et la deuxième pièce (4) est une liaison soudée par friction.
7. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lors de l'opération d'assemblage, il se forme en supplément une liaison par action de force entre l'élément d'assemblage (6; 6a; 6b; 6c) et la deuxième pièce (4).
8. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lors de l'opération d'assemblage, on réalise une liaison par complémentarité de forme entre l'élément d'assemblage (6; 6a; 6b; 6c) et la première pièce (2).
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on réalise en supplément une liaison par action de force et/ou par continuité de matière entre l'élément d'assemblage (6; 6a; 6b; 6c) et la première pièce (2).
10. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on réalise en supplément une liaison par action de force entre les surfaces des pièces (2, 4).
11. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on réalise en supplément une liaison par collage entre les surfaces des pièces (2, 4).
12. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lors de son mouvement à travers la première pièce (2), l'élément d'assemblage (6; 6a; 6b; 6c) déplace de la matière de cette pièce.
13. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'avant l'opération d'assemblage, on munit la première pièce (2) d'un trou dans la zone d'assemblage.
14. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on assemble des pièces (2, 4) faites de matières différentes.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la première pièce (2) est faite d'une matière ductile relativement molle et en ce que la deuxième pièce (4) est faite d'une matière plus dure à haute résistance.
16. Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que la première pièce (2) est en métal relativement mou, en particulier en aluminium, et en ce que la deuxième pièce (4) est en métal plus dur, en particulier en acier.
17. Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que la première pièce (2) est en matière plastique, en particulier en polymère, et la deuxième pièce (4) est en métal.
18. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément d'assemblage (6; 6a; 6b; 6c) est en une matière qui peut former une liaison soudée par friction avec la matière de la deuxième pièce (4).
19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'élément d'assemblage (6; 6a; 6b; 6c) est en métal, en particulier en acier ou en aluminium.
20. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mouvement de rotation de l'élément d'assemblage est exécuté à une vitesse de rotation de 5000 à 30000 tr/min, en particulier de 10000 à 25000 tr/min, de préférence de l'ordre de grandeur de 23000 tr/min.
21. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans le mouvement de translation de l'élément d'assemblage, on exerce une force d'assemblage (Fa) relativement faible, de sorte qu'aucun soutien extérieur des pièces (2, 4) dans la direction opposée à la force d'assemblage n'est nécessaire.
22. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans une première phase, l'élément d'assemblage (6; 6a; 6b; 6c) est enfoncé dans les pièces (2, 4) par un mouvement simultané de rotation et de translation, en ce que le mouvement de rotation est interrompu brusquement, et en ce que l'élément d'assemblage est pressé dans sa position finale à l'intérieur de la deuxième pièce (4) dans une deuxième phase, immédiatement consécutive, par un mouvement de translation additionnel.
23. Procédé selon des revendications 1 à 21, caractérisé en ce que l'élément d'assemblage (6; 6a; 6b; 6c) est amené dans sa position finale à l'intérieur de la deuxième pièce (4) par un mouvement simultané de rotation et de translation en seulement une phase.
24. Elément d'assemblage pour un procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé, au moins par endroits, sous forme d'une pièce à symétrie de révolution ou à peu près à symétrie de révolution, comprenant un segment de corps (8; 28) dont la section croît dans le sens opposé à l'enfoncement, pour pouvoir former une liaison par complémentarité de forme avec la première pièce (2) .
25. Elément d'assemblage selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il comporte un segment de pénétration (10; 10a; 10b; 24e; 24d; 24f) destiné à pénétrer dans la matière des pièces (2, 4), dont la section croît dans le sens opposé à l'enfoncement.
26. Elément d'assemblage selon la revendication 25, caractérisé en ce que le segment de pénétration (10; 10a; 10b) présente une pointe conique ou une saillie bombée ou une arête annulaire.
27. Elément d'assemblage selon une des revendications 24 à 26, caractérisé en ce qu'il possède une formation d'entraînement (12) pour le mouvement de rotation de l'élément d'assemblage (6).
28. Elément d'assemblage selon une des revendications 24 à 27, caractérisé en ce qu'il est réalisé sans tête en saillie en forme de collerette, de sorte que la totalité de l'élément d'assemblage (6) peut être enfoncée dans la matière des pièces (2, 4).
29. Elément d'assemblage selon une des revendications 24 à 27, caractérisé en ce qu'il comporte une tête en saillie en forme de collerette (16; 26) qui peut être appuyée contre la face supérieure libre de la première pièce (2).
30. Elément d'assemblage selon la revendication 29, caractérisé en ce que la tête (16; 26) présente, sur son côté inférieur, une gorge annulaire (18; 36) ou une autre cavité destinée à recevoir la matière de la première pièce (2) qui a été déplacée.
31. Elément d'assemblage selon une des revendications 24 à 30, caractérisé en ce qu'il présente un élément fonctionnel (22) destiné à exercer une fonction additionnelle, en particulier un goujon ou une tige filetée pour la fixation d'une pièce additionnelle.
32. Elément d'assemblage selon une des revendications 24 à 31, en combinaison avec la revendication 25, caractérisé en ce que les surfaces du segment de pénétration (28) et du segment de corps (30) forment respectivement avec l'axe central de l'élément d'assemblage un angle constant ou variable, l'angle maximal du segment de pénétration (28) étant plus petit que l'angle minimal du segment de corps (30).
33. Elément d'assemblage selon la revendication 32, caractérisé en ce que le segment de pénétration et le segment de corps (28, 30) comportent chacun une surface lisse à symétrie de révolution.
34. Elément d'assemblage selon la revendication 33, caractérisé en ce que les surfaces du segment de pénétration et du segment de corps (28, 30) sont réalisées chacune sous forme de surfaces tronconiques.
35. Elément d'assemblage selon la revendication 32, caractérisé en ce que le segment de pénétration et le segment de corps sont munis chacun à leur surface d'une ou de plusieurs arêtes tranchantes en forme d'hélice (42; 44).
36. Dément d'assemblage selon la revendication 35, caractérisé en ce que les enveloppes fictives des arêtes tranchantes en hélice (42; 44) sont réalisées sous forme de surfaces tronconiques.
37. Elément d'assemblage selon la revendication 34 ou 36, caractérisé en ce que l'angle au sommet de la surface tronconique du segment de pénétration (28) est compris entre 40 et 100 , et est de préférence de l'ordre de grandeur de 60 , et en ce que l'angle au sommet des surfaces tronconiques du segment de corps (30) est compris entre 9C) et 170 , et est de préférence de l'ordre de grandeur de 150 .
38. Elément d'assemblage selon la revendication 37, caractérisé en ce que les surfaces tronconiques du segment de pénétration et du segment de corps (28, 30) sont raccordées l'une à l'autre par un arrondi (32).
39. Elément d'assemblage selon la revendication 37 ou 38, caractérisé en ce que la surface tronconique du segment de pénétration (28) se termine par une pointe vive ou arrondie (34).
40. Elément d'assemblage selon une des revendications 29 à 39, caractérisé en ce que la tête (26) est munie, sur son côté éloigné du segment de pénétration (28) d'une denture (38) servant de formation d'entraînement.
41. Elément d'assemblage selon une des revendications 29 à 39, caractérisé en ce que, sur son côté éloigné du segment de pénétration (28) , la tête (26) est munie d'une cavité centrale (40) destinée à recevoir un outil d'amenée et d'entraînement (46) qui peut être alimenté par une dépression.
42. Procédé pour assembler au moins deux pièces appuyées l'une contre l'autre au moyen d'un élément d'assemblage, dans lequel, sous l'effet de mouvement de rotation et de translation, l'élément d'assemblage (6d) est enfoncé à travers un trou (54) déjà existant d'une première pièce (2) des deux pièces, et enfoncé dans la deuxième pièce (4) sans transpercer la deuxième pièce, une liaison par continuité de matière étant réalisée, grâce à cette action, entre l'élément d'assemblage et la deuxième pièce sous l'effet du frottement produit lors de l'enfoncement, les pièces restant en appui l'une contre l'autre durant ce temps, le trou (54) de la première pièce (2) étant dimensionné, relativement à l'élément d'assemblage (6d), de telle manière qu'il existe entre la paroi du trou et l'élément d'assemblage un espace libre (56) qui, pendant l'opération d'assemblage reçoit la matière de la deuxième pièce (4) qui a été déplacée.
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