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(11) | EP 0 006 814 A2 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Dispositif de rivetage utilisant une charge creuse |
| (57) Dispositif de rivetage, destiné à fixer un premier élément 1 à un deuxième élément
2 fait de métal dur. Ce dispositif comprend un support 3 qui est commun au premier élément 1 et à une charge creuse 4 et un clou ou rivet métallique 5 qui est noyé dans le chargement de la charge creuse 4, dans l'axe X-X du revêtement 6 de celle-ci, le support 3 comportant une surface 7 destinée à s'appliquer sur le deuxième élément 2 et approximativement centrée sur le foyer F de la charge creuse 4. Applications: charpentes métalliques, construction navale, etc.... |
[0001] L'invention est relative à un dispositf de rivetage, destiné à fixer un premier élément à un deuxième élément fait de métal dur.
[0002] Le dispositif conforme à l'invention est destiné à des ap- plications aussi bien civiles (montage de charpentes métalliques, construction navales, etc...) que militaires (assemblage de châssis de chars, fixation d'un élément parasite tel qu'une mine sous le ventre d'un véhicule blindé au passage de celui-ci, etc...). L'opération de fixation doit être rapide et efficace et son effet doit être durable. La rapidité de cette opération est liée à des impératifs économiques dans les applications civiles du dispositif et dans certaines de ses applications militaires (construction de chars, par exemple) ; elle est rendue indispensable par la mobilité de l'objectif lorsqu'il s'agit de fixer un élément parasite sous le ventre d'un véhicule blindé.
[0003] Si l'on étudie plus en détail ce dernier cas, il faut, pour que la liaison de l'élément parasite à l'objectif soit effective :
- qu'elle soit réalisée en un temps court (quelques milli- secondes) ;
- qu'elle soit résistante : elle doit tenir un élément parasite d'une masse égale à quelques kilogrammes ;
- qu'elle soit durable : elle doit conserver ses caractéristiques jusqu'au moment du fonctionnement de l'élément parasite, et cela dans de dures conditions de chocs ou de vibrations.
[0004] L'invention a pour but de fournir un dispositif de rivetage qui non seulement présente les qualités exposées ci-dessus (rapidité, efficacité, durabilité), mais encore qui soit simple, fiable et économiquement acceptable.
[0005] . Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce essentiellement au fait que le dispositif comprend un support qui est commun à l'élément à fixer et à une charge creuse et un clou ou rivet métallique qui est noyé dans le chargement de la charge creuse, dans l'axe du revêtement de celle-ci, le support comportant une surface destinée à s'appliquer sur l'élément de métal dur et approximativement centrée sur le foyer de la charge creuse.
[0006] On obtient ainsi un dispositif de rivetage ou cloutage pyrotechnique efficace qui utilise à la fois l'effet de la charge creuse pour percer un trou dans l'élément de métal dur et l'effet de propulsion de projectiles par explosif pour enfoncer, immédiatement après, le clou dans le trou ainsi percé. La conjonction de ces deux effets apporte une contribution essentielle à l'originalité du dispositif et introduit une amélioration décisive par rapport aux dispositifs de rivetage connus.
[0007] De préférence le revêtement de la charge creuse est fait d'une matière capable d'assurer la brasure du clou à l'intérieur du trou percé dans l'élément de métal dur par la charge creuse. La fixation est ainsi rendue plus résistante.
[0008] Selon un mode de réalisation préféré, le clou est directement solidarisé au revêtement de la charge creuse, en étant par exemple fait d'une seule pièce avec ce revêtement. Ceci facilite le montage du clou dans l'axe du revêtement lors de la fabrication du dispositif, et par conséquent dans l'axe du trou qui sera percé dans l'élément de métal dur par la charge creuse.
[0009] L'invention va être maintenant exposée plus en détail à l'aide des dessins annexés.
La figure 1 de ces dessins montre en élévation, avec parties coupées, un dispositif de rivetage conforme à l'invention ainsi que, schématiquement, l'élément à fixer et l'élément récepteur de métal dur.
Les figures 2 et 3 représentent en coupe axiale, à plus grande échelle, les parties avant de deux charges creuses établies selon des variantes de celle de la figure 1.
Les figures 4, 5 et 6 illustrent, par des schémas successifs, le fonctionnement du dispositif de la figure 1.
[0010] Ainsi qu'il ressort de la figure 1, le dispositif de rivetage conforme à l'invention, qui est destiné à fixer un premier élément 1 à un deuxième élément 2 fait de métal dur, comprend un support 3 qui est commun à l'élément à fixer 1 et à une charge creuse 4 ; et un clou ou rivet métallique 5 qui est noyé dans le chargement de la charge creuse 4, dans l'axe X-X du revêtement 6 de cette charge creuse 4, le support 3 comportant une surface 7 destinée à s'appliquer sur l'élément de métal dur 2 et approximativement centrée sur le foyer F de la charge creuse 4.
[0011] Le revêtement 6 a une épaisseur satisfaisant à la relation suivante :
3 < M < 4, dans laquelle m M = masse de l'explosif et ` m = masse du revêtement 6.
[0012] L'angle au sommet a une valeur comprise entre 40 et 70°, domaine d'existence d'une charge creuse pure. Le revêtement 6 est en une matière capable d'engendrer la formation d'un jet de charge creuse (cuivre par exemple) et de préférence capable d'ajouter un effet de brasure à l'effet de cloutage (alliage Cu-Ag par exemple) et de parfaire ainsi l'accrochage.
[0013] Le clou 5 se compose d'une tige 5a, dont le diamètre est approximativement égal au quart du diamètre du revêtement 6 et dont la longueur est approximativement égale à six fois le diamètre de la tige 5a. Du côté opposé au revêtement 6, le clou 5 possède une tête 5b dont le diamètre est approximativement égal à la moitié de celui du revêtement 6 et une longueur égale aux 3/4 environ du diamètre du revêtement, ces dimensions étant données surtout à titre d'exemple.
[0014] Le clou 5 est fait d'un acier de très bonnes caractéristiques mécaniques, par exemple du type 45 SDC 6h (acier à 0,45% de C, contenant un pourcentage défini de Si, Mo et Cr). Pour une charge 4 dont le diamètre est compris entre 8 et 10 mm par exemple, le clou 5 est situé 2 à 3 mm en arrière du sommet du revêtement 6. L'acier du clou 5 a subi un traitement thermique (trempe et revenu) lui assurant le meilleur compromis possible entre dureté et résistance aux chocs.
[0015] Le chargement de la charge creuse 4 est réalisé en deux parties 8 et 9, contenues dans un corps 10 en matière, organique ou minérale, capable d'absorber les effets de choc. La première partie 8, en explosif puissant, est réalisée soit par coulée, soit par compression sur le revêtement 6 directement dans le corps 10, de façon à ménager l'emplacement de la tige 5a du clou 5 soit par dégagement, soit à l'aide d'un poinçon de forme. Après mise en place du clou 5, on vient placer la deuxième partie 9 du chargement autour de la tête 5b du clou 5, en utilisant la même méthode que pour la première partie 8. Entre ses parties 8 et 9, le chargement peut comprendre une couche intermédiaire 11, de nature différente, destinée à renforcer de façon connue l'onde de détonation.
[0016] L'amorçage de la charge creuse 4 est réalisé par un comprimé d'explosif secondaire d'amorçage 12 logé dans le corps 10 et initié par le renforçateur 13 d'un cordeau détonant de transmission 14, lui-même relié à un système d'amorçage central 15 qui comprend une sécurité d'amorçage. Bien que ce système 15 ait été représenté à la figure 1 comme étant porté par l'élément à fixer 1; il en est séparé lorsque ce dernier est constitué par un élément parasite devant être fixé sous le ventre d'un véhicule blindé, au passage de celui-ci.
[0017] Le support 3 est rendu solidaire de l'élément 1, par exemple par goupillage, et du corps 10 de la charge creuse 4 d'une façon qui sera décrite plus en détail ci-après. Il est fait d'un acier de très bonnes caractéristiques mécaniques, par exemple du type 25 CD 4.5 (acier à 0,25% de C, contenant un pourcentage défini de Cr et Mo).
[0018] Le support 3 est adapté, de préférence par soudure, à une bague métallique 16 munie d'un trou central 17. Ce trou 17, dont l'axe est confondu avec l'axe X-X de la charge creuse 4, a un diamètre légèrement supérieur à celui de la tige 5a du clou 5 et en tout cas inférieur au diamètre de la tête 5b de ce clou. Du côté du revêtement 6, ce trou 17 s'épanouit pour laisser un espace libre suffisant à la charge creuse 4.
[0019] La bague 16 est adaptée de façon étanche à l'une des extrémités axiales du corps 10 dont l'autre extrémité est fermée hermétiquement par l'extrémité 18, formant bouchon, du cordeau 14. Une pièce 19, comportant la susdite surface 7, est fixée à la bague 16 pour achever la fermeture du dispositif vers l'avant. Dans le cas où le dispositif est projeté sur l'élément 2 au passage de celui-ci, la pièce 19 est réalisée en matière absorbant les chocs (cuivre recuit, par exemple) de façon à servir d'amortisseur en empêchant le dispositif de rebondir lors de son fonctionnement.
[0020] Selon le mode de réalisation de la figure 1, le clou 5 est séparé du revêtement 6. Conformément aux variantes représentées aux aux figures 2 et 3, il est néanmoins possible que le clou 5 soit directement solidarisé au revêtement 6. En particulier, le revêtement 6 peut être fait d'une seule pièce avec le clou 5 (figure 2), cette pièce pouvant alors être par exemple en cuivre, alliage de cuivre ou acier. Le clou* 5 et le revêtement 6 peuvent aussi être faits de deux pièces différentes (en matières différentes ou identiques), assemblées par exemple par rivetage (figure 3).
[0021] Le fonctionnement du dispositif conforme à l'invention est illustré par les schémas des figures 4 à 6, où l'on a supposé que les pièces 3, 16 et 19 de la figure 1 étaient réunies en une seule pour simplifier le dessin.
[0022] A partir du point d'amorçage (figure 4), l'onde de détonation, se propageant dans le chargement 8, 9 à une vitesse de l'ordre de 7500 m/s, atteint le clou 5 qu'eLle met en mouvement à une vitesse de l'ordre de 300 à 500 m/s, puis elle provoque le fonctionnement en charge creuse qui forme un jet ou dard (figure 5) dont la vitesse est supérieure à 5000 m/s. En raison des différences de vitesse entre le jet et le clou 5, les effets se produisent dans l'ordre ci-après :
- perforation de l'élément 2 (et de la pièce 19) en charge creuse (trou borgne 20 ; éventuellement garni d'un noyau résiduel de charge creuse) ;
- arrivée du clou 5 qui se fiche dans la trace de perforation et qui, après déformation, a été désigné par 5c à la figure 6, la tête 5b du clou assurant le maintient du support 3 et par conséquent de l'élément 1 sur l'élément 2 en métal dur.
1 - Dispositif de rivetage, destiné à fixer un premier élément à un deuxième élément
fait de métal dur, caractérisé en ce qu'il comprend un support qui est commun à l'élément
à fixer et à une charge creuse et un clou ou rivet métallique qui est noyé dans le
chargement de la charge creuse, dans l'axe du revêtement de celle-ci, le support comportant
une surface destinée à s'appliquer sur l'élément de métal dur et approximativement
centrée sur le foyer de la .charge creuse. ,
2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement de la
charge creuse est fait d'une matière capable d'assurer la brasure du clou à l'intérieur
du trou percé dans l'élément de métal dur par la charge creuse.
3 - Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le clou
est directement solidarisé au revêtement de la charge creuse.
4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le clou est fait d'une
seule pièce avec le revêtement.