Ce TriparTech fait suite à l’une de nos éditions précédentes consacrée à « Jonction par pincement », par contre celui-là se concentre sur d’autres options d’assemblage de tôles appelées Fixations.
Certaines d’entre elles permettent une facilité d’entretien et un demontage rapide des composants, causent moins de dommages aux surfaces cosmétiques et facilitent le désassemblage pour les applications de fin de vie et de recyclage. Cet article de TriparTech donne un aperçu d’une gamme de fixations pour tôles et des caractéristiques de chacune d’entre elles.
1. Vis autotaraudeuses:
a. Pointue
b. Cannelée
c. Perceuse
2. Rivets
a. Rivets aveugles (plus communément rivets POP®)
b. Rivets semi-tubulaire (ou tubulaire)
c. Écrous à rivets aveugles (plus communément Rivnut®)
3. Fixations à sertir
a. Écrous
b. Goujons et tiges
c. Colonnette et entretoise
d. Fixations pour panneaux
4. Fixations à souder
5. Fixations en acier à ressort
6. Réduction des fixations
1. Vis autotaraudeuses
Parmi les vis, les autotaraudeuses sont les plus utilisées dans l’industrie de la tôle. Elles offrent une solution peu coûteuse pour un assemblage « aveugle » unique sur les pièces de tôle (lorsque l’accès n’est pas possible ou nécessaire du côté opposé), ou lorsque le démontage et le remontage sont peu fréquents. Elles nécessitent un trou de dégagement dans la pièce la plus proche de l’endroit où se trouvera la tête de la vis, et un trou pilote dans la pièce adjacente dans laquelle les filets de la vis s’engageront. Les vis autotaraudeuses sont recommandées pour les matériaux durs (aciers laminés à froid, aciers inoxydables, etc.).
Il existe trois types de filetages pour les vis autotaraudeuses.
- Pointue: Le style qui ressemble beaucoup à une vis à bois contenant un pas grossier.
- Cannelée: Le style de filetage est beaucoup plus fin, ressemblant à celui d’une vis machine, avec une pointe conique et souvent cannelée. Ils sont généralement préférés pour les applications de tôlerie, ayant des filets fins qui peuvent être spécifiés comme une vis machine (par exemple, 8-32, 10-32, etc.).
- Perceuse: Les vis autoperceuses sont une variante des vis autotaraudeuses ne nécessitant ni dégagement ni trou pilote, car elles sont capables, en plus, de percer elles-mêmes le métal. Elles ont une pointe caractéristique ressemblant à une pointe de foret.
Considérations:
Un trou extrudé est recommandé si l’épaisseur du métal est inférieure à 2 ou 3 fois le diamètre de la vis et ne peut pas engager le nombre de filets recommandé. En outre, si l’on utilise des matériaux plus mous, comme l’aluminium, il est recommandé d’utiliser des vis machine traditionnelles (avec un écrou sur la face arrière) ou d’autres méthodes de fixation.
2. Rivets
Ces fixations mécaniques permettent des connexions faciles, économiques et permanentes. Elles nécessitent un dégagement ou des avant-trous avant l’installation. Le démontage est possible, mais non prévu, et peut causer des dommages mineurs aux pièces.
Il existe de nombreux types de rivets et parmi leur variété, voici les plus utilisés pour la tôle.
Rivets aveugles
(plus communément rivets POP®):
Idéal pour les applications dites « aveugles » où l’accès au joint est limité à un seul côté, et où aucune pré-installation d’équipement n’est requise à part les trous. Les rivets aveugles sont disponibles en version standard, structurelle, à bout fermé, et divers autres styles pour une large gamme d’applications. Les trois phases de l’installation des rivets aveugles sont les suivantes : installation du rivet dans les trous des pièces à assembler, retrait du rivet lorsque l’outil d’installation tire sur le « clou », et enfin écrasement complet et clou en saillie cassé.
Rivets semi-tubulaire (ou tubulaire):
Les rivets semi-tubulaires sont également des fixations permanentes, similaires aux rivets pleins, mais contiennent un trou à l’extrémité du rivet opposée à la tête, qui est serti lors de l’assemblage. Les rivets semi-tubulaires nécessitent également moins de force pour leur application et leur assemblage. La partie tubulaire du rivet peut être fixée en ajustement avec serrage ou avec jeu selon l’application. L’ajustement avec jeu (assemblages articulés) est parfois préféré pour les points de pivotement (un joint où le mouvement est souhaité) puisque le gonflement du rivet ne se fait qu’au niveau de la queue.
Écrous à rivets aveugles
(plus communément Rivnut®):
Disponible en différentes tailles pour l’insertion de raccords filetés stables dans des matériaux à paroi mince ou des profilés creux. Ce rivet tubulaire monobloc, fileté et lamé, peut être ancré entièrement depuis un côté du matériel dans lequel il est installé. Comme pour un rivet aveugle classique, le corps de l’écrou à rivet est formé sur le côté aveugle par un mandrin ou une vis adaptée, tirant la partie filetée de la tige de l’écrou à rivet vers le côté aveugle de la pièce et formant un renflement autour de la partie non filetée.
3. Fixations à sertir
Également connues sous le nom de fixations captives pour les joints non permanents, elles offrent une spécification complète de filetage, ainsi qu’une grande facilité d’entretien et de démontage pour fixer des composants sur des tôles fines. Souvent vendues sous la marque PEM®, il existe de nombreux types et variations de fixations à sertir. Quoi qu’il en soit, elles s’installent de façon permanente dans une tôle mince et ductile en les enfonçant dans un trou de taille appropriée et en les emboutissant.
Les types les plus couramment utilisés dans l’industrie de la tôle sont présentés ci-dessous.
a) Écrous: Les types standard sont conçus avec des filetages porteurs plus résistants que ceux des vis en acier doux. Elles peuvent varier en taille, en propriétés de blocage du filetage, en style (profilé standard, affleurant, etc.), fixes ou flottantes, en angle de fixation et en alliages avec lequel ils sont fabriqués. L’accrochage lors de l’installation a lieu sur le côté de la tôle où se trouve l’élément de fixation ; le côté opposé reste affleurant et lisse.
Écrou à sertir standard
Écrous à sertir affleurant
b) Goujons et pilote: Ces fixations à filetage sont utilisées lorsque les composants doivent être positionnés avant la fixation finale. Les goujons à tête affleurante sont standard, mais des variantes peuvent répondre à des exigences de couple élevé, de tôle fine ou d’électricité. Les pilotes, goujons non filetés, peuvent être utilisés comme goupilles et pivots montés de façon permanente.
c) Colonnette et entretoise: Les types les plus courants comprennent les versions dégagées et les versions borgnes, et sont principalement utilisés pour empiler ou espacer des composants. Tous ont leur tête affleurante dans la tôle après l’installation. L’utilisation de versions borgnes laisse les surfaces extérieures des panneaux lisses et fermées.
d) Fixations pour panneaux (Aussi connu comme Vis imperdable): Les fixations à sertir de panneaux sont dotées de vis imperdables qui réduisent au minimum les pièces détachées et éliminent les risques associés à un matériel qui peut se desserrer, tomber et/ou endommager les composants internes. Les fixations pour panneaux conviennent parfaitement à la fixation de panneaux métalliques et d’autres composants en matériaux fins, lorsqu’un accès ultérieur ou fréquent est nécessaire.
4. Fixations à souder
Les fixations à souder sont une bonne solution pour créer une connexion solide et permanente entre la tôle et la fixation. Il existe plusieurs variétés de fixations à souder, comme indiqué ci-dessous.
Écrou à souder
Goujon à souder
Pilote à souder
En fonction de l’application, les fixations à souder peuvent parfois être utilisées comme substitut aux fixations standard à sertissage mécanique, assemblées par soudure par bossage ou par soudure par points. Toutefois, en raison du processus de soudage nécessaire, certaines fixations soudées ne sont pas plaquées pour assurer une protection contre la corrosion; des procédures ultérieurs de peinture ou de plaquage peuvent donc être nécessaires pour protéger l’assemblage contre la corrosion.
5. Écrou pince en acier à ressort
Il s’agit d’une catégorie de fixation (souvent vendue sous la marque Tinnerman®), fabriquée à partir d’un type d’acier à ressort, dans laquelle le filetage est généralement créé par des griffes ou des éléments intégrés qui créent une imitation de filetage. Ils sont disponibles dans une variété de styles, tels que les écrous qui sont utilisés de manière libre, ou qui glissent ou se pincent sur la tôle.
Faire preuve de prudence lorsque pris en compte dans vos conceptions, car certains d’entre eux peuvent marquer la surface, soit en raison de leur rotation, de leur verrouillage ou de leur glissement sur la tôle.
6. Réduction des Fixations
Il est évident que la réduction ou l’élimination des fixations peut entraîner des économies importantes. Les poinçonneuses CNC (parfois appelées « presses à tourelle », « Strippits » ou « machines Strippit« ) peuvent souvent produire des formes intéressantes avec un outillage peu coûteux qui peut réduire et parfois même éliminer le besoin de ces éléments de fixations. Les exemples incluent les brides, les languettes de verrouillage, les lances, les ponts, les fentes en trou de serrure et d’autres éléments formés. Pour en savoir plus à ce sujet, veuillez consulter la Design Guide de Tripar.
Les images provenant de différents sites Web tels que Araymond-Industria, Hanson Rivet, JHP Fasteners, Machine Design, Monroe Aerospace, Oemfast, Pemnet, Smlease Design & Vogt AG.
