FR2675218A1 - Method for fastening an attached piece into a support by means of a resin - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé de fixation d'une pièce rapportée dans un support. The present invention relates to a method of fixing an insert in a support.
On connait déjà dans l'état de la technique un procédé de fixation d'une pièce rapportée, notamment métallique, dans un trou de fixation borgne d'un support, notamment en matériau composite, au moyen d'une résine que l'on dispose dans le fond du trou de fixation et que l'on fait remonter dans l'interstice, délimité par les parois en regard du trou et de la pièce rapportée, en engageant cette dernière dans le trou. There is already known in the prior art a method of fixing an insert, in particular metallic, in a blind fixing hole of a support, in particular made of composite material, by means of a resin which is available. in the bottom of the fixing hole and which is brought up in the gap, delimited by the walls opposite the hole and the insert, engaging the latter in the hole.
Le document US-A-4 729 705 montre une pièce métallique qui est rapportée dans un trou de fixation ménagé dans un panneau alvéolaire. La pièce rapportée est un support de vis. Elle comporte un trou fileté coaxial au trou borgne du panneau, destiné à recevoir une vis. Le support de vis est fixé dans le trou borgne du panneau au moyen d'une résine synthétique époxy à prise rapide. Pour cela, on introduit dans le fond du trou borgne de la résine époxy avant de mettre en place le support de vis dans celui-ci. Puis on engage le support de vis dans le trou borgne en refoulant la résine dans l'interstice délimité par les parois en regard du trou borgne du panneau et du support de vis. La résine époxy durcit et le support de vis est fixé au panneau. Document US-A-4,729,705 shows a metal part which is attached in a fixing hole made in a honeycomb panel. The insert is a screw holder. It has a threaded hole coaxial with the blind hole in the panel, intended to receive a screw. The screw holder is fixed in the blind hole of the panel by means of a fast setting synthetic epoxy resin. For this, we introduce into the bottom of the blind hole of the epoxy resin before placing the screw support in it. Then the screw support is engaged in the blind hole by pushing the resin into the gap delimited by the walls opposite the blind hole in the panel and the screw support. The epoxy resin hardens and the screw holder is attached to the panel.
Il existe d'autres résines liquides dont la polymérisation et le durcissement sont obtenus rapidement en les mélangeant avec un catalyseur, dans des proportions adéquates. Pour fixer une pièce rapportée dans le trou d'un support au moyen de ce type de résine, on mélange à l'extérieur du trou la résine liquide et le catalyseur, dans les proportions requises, juste avant de mettre en place la pièce rapportée dans le trou. On introduit ensuite ce mélange dans le fond du trou et on engage la pièce rapportée dans le trou pour la fixer. There are other liquid resins whose polymerization and hardening are obtained quickly by mixing them with a catalyst, in adequate proportions. To fix an insert in the hole of a support using this type of resin, the liquid resin and the catalyst are mixed outside the hole, in the required proportions, just before putting the insert in place. the hole. This mixture is then introduced into the bottom of the hole and the insert is engaged in the hole to fix it.
Comme le durcissement du mélange de résine liquide et de catalyseur est rapide, il n'est pas possible de préparer celui-ci à l'avance et les quantités en excès ne peuvent pas être conserves pour une utilisation ultérieure.As the curing of the mixture of liquid resin and catalyst is rapid, it is not possible to prepare it in advance and the excess quantities cannot be kept for later use.
L'invention a pour but de fixer une pièce rapportée dans un trou d'un support, notamment en matériau composite, au moyen d'une résine dont la polymérisation et le durcissement sont obtenus par mélange avec un catalyseur, sans utiliser un outillage spécial pour le mélange, sans effectuer le mélange avant de mettre en place la pièce rapportée dans le trou, et en utilisant les quantités de résine et de catalyseur juste nécessaires pour fixer la pièce rapportée. The object of the invention is to fix an insert in a hole in a support, in particular made of composite material, by means of a resin, the polymerization and hardening of which are obtained by mixing with a catalyst, without using special tools for mixing, without mixing before placing the insert in the hole, and using the quantities of resin and catalyst just necessary to fix the insert.
A cet effet l'invention a pour objet un procédé du type précité caractérisé en ce qutil consiste à
- disposer dans le fond du trou une première capsule frangible contenant de la résine liquide et une seconde capsule frangible contenant un catalyseur de polymérisation de cette résine
- introduire la pièce rapportée dans le trou
- détruire les capsules frangibles, contenant respectivement la résine et le catalyseur, au moyen de la pièce rapportée ; et
- mélanger la résine et le catalyseur par rotation de la pièce rapportée dans le trou, en vue de remplir l'interstice avec le mélange de résine et de catalyseur.To this end the invention relates to a process of the aforementioned type characterized in that it consists in
- have at the bottom of the hole a first frangible capsule containing liquid resin and a second frangible capsule containing a catalyst for polymerizing this resin
- insert the insert in the hole
- destroy the frangible capsules, respectively containing the resin and the catalyst, by means of the insert; and
- mix the resin and the catalyst by rotating the insert in the hole, in order to fill the gap with the mixture of resin and catalyst.
Suivant une autre caractéristique de l'invention:
- avant d'introduire la pièce rapportée dans le trou de fixation, on recouvre la paroi comportant le filetage d'une couche d'un matériau empêchant la résine polymérisée d'adhérer sur cette paroi, la résine polymérisée conservant l'empreinte d'un filetage complémentaire de celui de la pièce rapportée. According to another characteristic of the invention:
- Before introducing the insert into the fixing hole, the wall comprising the threading is covered with a layer of a material preventing the polymerized resin from adhering to this wall, the polymerized resin retaining the imprint of a thread complementary to that of the insert.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé caractérisé en ce qu'il comprend
- une pièce rapportée de forme générale allongée, ayant une section transversale telle que l'interstice entre les parois en regard de la pièce rapportée et du trou de fixation du support soit suffisant pour permettre à la résine de se répandre dans celui-ci lorsque la pièce rapportée est engagée dans le trou
- une première capsule frangible contenant de la résine compatible avec le matériau du support et une seconde capsule frangible contenant un catalyseur, le volume total de résine et de catalyseur étant prévu pour remplir l'interstice entre les parois en regard du trou et de la pièce rapportée engagée dans celui-ci.The invention also relates to a device for implementing the method characterized in that it comprises
- an insert of generally elongated shape, having a cross section such that the gap between the walls opposite the insert and the support fixing hole is sufficient to allow the resin to spread therein when the insert is engaged in the hole
- a first frangible capsule containing resin compatible with the support material and a second frangible capsule containing a catalyst, the total volume of resin and catalyst being provided to fill the gap between the walls opposite the hole and the part reported engaged in it.
Selon d'autres caractéristiques du dispositif
- la seconde capsule de catalyseur est contenue dans la première capsule de résine ;
- les capsules contenant respectivement la résine et le catalyseur sont en verre
- la pièce rapportée est métallique et comporte sur sa paroi extérieure en regard avec la paroi du trou des saillies d'accrochage à peu près radiales
- les saillies d'accrochage sont constituées par un filetage
- la pièce rapportée est une vis
- la pièce rapportée est métallique et comporte un trou fileté axial borgne
- la pièce rapportée est un goujon dont une partie s'étend axialement à l'extérieur du trou de fixation et comporte un filetage sur sa paroi externe.According to other characteristics of the device
- The second catalyst capsule is contained in the first resin capsule;
- the capsules containing respectively the resin and the catalyst are made of glass
- the insert is metallic and has on its outer wall opposite the wall of the hole approximately radial hooking projections
- the hooking projections consist of a thread
- the insert is a screw
- the insert is metallic and has a blind axial threaded hole
- The insert is a stud, part of which extends axially outside the fixing hole and has a thread on its outer wall.
L'invention va être décrite plus en détail cidessous en se référant aux dessins annexés, sur lesquels:
- la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une pièce rapportée selon l'invention qui est partiellement engagée dans le trou d'un support
- la figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale de cette pièce rapportée fixée dans le trou du support
- la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 montrant une variante de pièce rapportée ;
- la figure 4 est une vue similaire à la figure 1 dans laquelle la pièce rapportée est une vis;
- la figure 5 est une vue similaire à la figure 2 dans laquelle la pièce rapportée est cette vis
- la figure 6 est une vue de détail de la partie 6 de la figure 5, vis retirée.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:
- Figure 1 is a schematic view in longitudinal section of an insert according to the invention which is partially engaged in the hole of a support
- Figure 2 is a schematic view in longitudinal section of this insert fixed in the hole of the support
- Figure 3 is a view similar to Figure 2 showing a variant of the insert;
- Figure 4 is a view similar to Figure 1 in which the insert is a screw;
- Figure 5 is a view similar to Figure 2 in which the insert is this screw
- Figure 6 is a detail view of part 6 of Figure 5, screw removed.
On voit à la figure 1 une pièce rapportée 10 destinée à être fixée dans un trou de fixation borgne 12 d'un support 14 en matériau composite. Une capsule en verre 16, à peu près cylindrique, de dimensions adaptées pour être introduite dans le fond du trou de fixation 12, contient de la résine liquide 18. Cette résine liquide 18 est compatible avec le matériau composite du support 14, c'est-à-dire susceptible d'adhérer au matériau composite après polymérisation. Une capsule en verre 20, disposée à l'intérieur de la capsule 16 contenant la résine 18, contient un catalyseur 22 qui, lorsqu'il est mélangé à la résine 18, provoque sa polymérisation et son durcissement rapide. We see in Figure 1 an insert 10 intended to be fixed in a blind fixing hole 12 of a support 14 of composite material. A glass capsule 16, roughly cylindrical, of dimensions suitable for being introduced into the bottom of the fixing hole 12, contains liquid resin 18. This liquid resin 18 is compatible with the composite material of the support 14, it is ie capable of adhering to the composite material after polymerization. A glass capsule 20, disposed inside the capsule 16 containing the resin 18, contains a catalyst 22 which, when mixed with the resin 18, causes its polymerization and rapid hardening.
Les capsules en verre 16 et 20 sont semblables aux ampoules contenant des médicaments, utilisées en pharmacie. Elles sont facilement cassables notamment en engageant la pièce rapportée 10 dans le trou de fixation 12. Les capsules en verre 16,20 contiennent respectivement un volume de résine 18 et un volume de catalyseur 22 dans des proportions optimales pour polymériser la résine en la mélangeant au catalyseur. Le volume total de résine 18 et de catalyseur 22 est prévu pour qu'après mélange, la résine polymérisée remplisse un interstice 23 délimité par les parois en regard du trou de fixation 12 et de la pièce rapportée 10, sans qu'il y ait de mélange en excès. Glass capsules 16 and 20 are similar to ampoules containing drugs, used in pharmacies. They are easily breakable, in particular by engaging the insert 10 in the fixing hole 12. The glass capsules 16, 20 respectively contain a volume of resin 18 and a volume of catalyst 22 in optimal proportions for polymerizing the resin by mixing it with catalyst. The total volume of resin 18 and catalyst 22 is provided so that after mixing, the polymerized resin fills a gap 23 delimited by the walls opposite the fixing hole 12 and the insert 10, without there being any excess mixture.
La pièce rapportée 10 est métallique et de forme générale cylindrique. Elle est de dimensions adaptées pour être reçue dans le trou borgne 12 en formant un interstice 23 entre sa paroi externe et la paroi du trou 12 de largeur suffisante pour permettre à la résine de se répandre dans celui-ci. Elle comporte un trou borgne fileté 24 ménagé suivant son axe destiné à recevoir une vis 26. La pièce rapportée 10 comporte sur sa paroi externe qui est reçue dans le trou de fixation 12 des saillies d'accrochage 28 destinées à assurer un bon ancrage de celle-ci dans la résine polymérisée. Ces saillies 28 sont, par exemple, des nervures annulaires ou des dents qui s'étendent à peu près perpendiculairement à la paroi externe de la pièce rapportée 10.Elles ont des dimensions adaptées pour ne pas dépasser la largeur de l'interstice 23 entre la paroi extérieure de la pièce rapportée 10 et la paroi du trou borgne 12. Une collerette 30 fait saillie radialement autour de l'ouverture du trou fileté 24 de manière à former une surface d'appui de la pièce rapportée 10 sur les bords du support 14 délimitant l'ouverture du trou de fixation 12. La collerette 30 sert également à retenir la résine de fixation de la pièce rapportée 10 dans le trou 12. The insert 10 is metallic and of generally cylindrical shape. It is of dimensions adapted to be received in the blind hole 12 by forming a gap 23 between its outer wall and the wall of the hole 12 of sufficient width to allow the resin to spread therein. It has a threaded blind hole 24 formed along its axis intended to receive a screw 26. The insert 10 has on its external wall which is received in the fixing hole 12 hooking projections 28 intended to ensure good anchoring of that -this in the polymerized resin. These projections 28 are, for example, annular ribs or teeth which extend approximately perpendicularly to the external wall of the insert 10. They have dimensions adapted not to exceed the width of the gap 23 between the outer wall of the insert 10 and the wall of the blind hole 12. A flange 30 projects radially around the opening of the threaded hole 24 so as to form a bearing surface of the insert 10 on the edges of the support 14 delimiting the opening of the fixing hole 12. The flange 30 also serves to retain the resin for fixing the insert 10 in the hole 12.
Pour fixer la pièce rapportée 10 dans le trou de fixation 12 du support 14, on engage celle-ci dans le trou 12 comme on le voit à la figure 1. En poussant la pièce rapportée 10 dans le trou de fixation 12 on détruit les capsules en verre 16,20 contenant respectivement la résine 18 et le catalyseur 22. En faisant tourner la pièce rapportée 10, on mélange la résine et le catalyseur. Le mélange est refoulé dans l'interstice 23, déli mité par les parois en regard du trou de fixation 12 et de la pièce rapportée 10, en enfonçant cette dernière dans le trou. Le mélange se polymérise et durcit rapidement. To fix the insert 10 in the fixing hole 12 of the support 14, it is engaged in the hole 12 as seen in Figure 1. By pushing the insert 10 in the fixing hole 12 the capsules are destroyed glass 16.20 respectively containing the resin 18 and the catalyst 22. By rotating the insert 10, the resin and the catalyst are mixed. The mixture is discharged into the gap 23, delimited by the walls opposite the fixing hole 12 and the insert 10, by pushing the latter into the hole. The mixture polymerizes and hardens quickly.
On voit à la figure 2 la pièce rapportée 10 qui est fixée dans le trou de fixation 12 au moyen de la résine polymérisée et durcie 18a. On voit comment les saillies d'accrochage 28 disposées sur la paroi extérieure de la pièce rapportée 10 pénètrent dans la couche de résine 18a pour assurer un bon ancrage de la pièce rapportée 10 dans le trou de fixation 12. Le volume de résine 18 et de catalyseur 22 a été prévu pour produire un volume de résine polymérisée 18a en quantité juste suffisante pour remplir l'interstice entre la pièce rapportée 10 et le support 14. Il n'y a donc pas de résine en excès. On n'utilise aucun récipient ou outil spécifique pour réaliser le mélange de résine 18 et de catalyseur 22 ce qui simplifie l'utilisation de la résine. FIG. 2 shows the insert 10 which is fixed in the fixing hole 12 by means of the cured and cured resin 18a. We see how the attachment projections 28 arranged on the outer wall of the insert 10 penetrate the resin layer 18a to ensure good anchoring of the insert 10 in the fixing hole 12. The volume of resin 18 and Catalyst 22 has been provided to produce a volume of polymerized resin 18a in an amount just sufficient to fill the gap between the insert 10 and the support 14. There is therefore no excess resin. No specific container or tool is used to make the mixture of resin 18 and catalyst 22, which simplifies the use of the resin.
La pièce rapportée 10 ainsi fixée dans le support 14 sert elle-même de support pour la vis 26. The insert 10 thus fixed in the support 14 itself serves as a support for the screw 26.
On voit à la figure 3 une variante de pièce rapportée 32. La paroi de la pièce rapportée 32 qui est en regard avec la paroi du trou de fixation 12, comporte des saillies d'accrochage 28 qui sont similaires à celles montrées aux figures 1 et 2. De même la pièce rapportée 32 comporte une collerette 34 au niveau de l'ouverture du trou de fixation 12 remplissant des fonctions identiques à la collerette 30 de la pièce rapportée 10 décrite précédemment. Par contre, la pièce rapportée 32 est prolongée axialement à l'extérieur du trou de fixation 12 par une partie externe 36 de manière à former un goujon 32, Cette partie externe 36 comporte sur sa surface extérieure un filetage. Elle est destinée à recevoir un élément de fixation comportant un filetage complémentai re, par exemple un écrou, non représenté sur la figure. FIG. 3 shows a variant of the added part 32. The wall of the added part 32 which faces the wall of the fixing hole 12 has hooking projections 28 which are similar to those shown in FIGS. 1 and 2. Similarly, the insert 32 has a collar 34 at the opening of the fixing hole 12 fulfilling functions identical to the collar 30 of the insert 10 described above. On the other hand, the insert 32 is extended axially outside the fixing hole 12 by an external part 36 so as to form a stud 32. This external part 36 has a thread on its external surface. It is intended to receive a fixing element comprising a complementary thread, for example a nut, not shown in the figure.
Il est également possible de donner des formes particu hères au goujon 32 afin de l'adapter à différents éléments de fixation. Il est notamment possible que la surface extérieure de la partie externe 36 du goujon 32 soit lisse.It is also possible to give particular shapes to the stud 32 in order to adapt it to different fixing elements. It is in particular possible that the external surface of the external part 36 of the stud 32 is smooth.
On voit à la figure 4 une vue similaire à celle de la figure 1 dans laquelle la pièce rapportée est une vis 38 comportant un filetage 40. On libère la résine 18 et le catalyseur 22 des capsules 16,20 et on effectue le mélange de ces produits comme on l'a décrit précédemment pour la pièce rapportée 10 montrée aux figures 1 et 2. A la différence du cas précédent, on a recouvert la surface extérieure de la vis 38, qui comporte le filetage 40 et qui est en regard avec la paroi du trou de fixation 12, d'une couche 42 d'un matériau de type connu empêchant la résine polymérisée d'adhérer sur cette surface. We see in Figure 4 a view similar to that of Figure 1 in which the insert is a screw 38 having a thread 40. The resin 18 and the catalyst 22 are released from the capsules 16,20 and the mixing of these products as described above for the insert 10 shown in Figures 1 and 2. Unlike the previous case, we covered the outer surface of the screw 38, which has the thread 40 and which is opposite with the wall of the fixing hole 12, of a layer 42 of a material of known type preventing the polymerized resin from adhering to this surface.
On voit à la figure 5 comment la vis 38 est fixee dans le trou de fixation 12 au moyen de la résine polymérisée 18a. La couche 42 permet d'empêcher la résine polymérisée 18a d'adhérer sur les surfaces de la vis 38 avec lesquelles elle est en contact. Cependant la résine polymérisée 18a s'est moulée autour du filetage 40 de la vis. Comme la résine 18a n'adhère pas à la vis 38 il est possible de dévisser celle-ci et de l'extraire du support 14. Comme on le voit à la figure 6, la résine 18a conserve une empreinte 40a qui correspond à un filetage complémentaire du filetage 40 de la vis 38. FIG. 5 shows how the screw 38 is fixed in the fixing hole 12 by means of the polymerized resin 18a. The layer 42 makes it possible to prevent the polymerized resin 18a from adhering to the surfaces of the screw 38 with which it is in contact. However, the polymerized resin 18a is molded around the thread 40 of the screw. As the resin 18a does not adhere to the screw 38, it is possible to unscrew the latter and extract it from the support 14. As can be seen in FIG. 6, the resin 18a retains an imprint 40a which corresponds to a thread complementary to the thread 40 of the screw 38.
On voit donc que ce procédé de fixation d'une pièce rapportée dans un trou de fixation d'un support est particulièrement bien adapté pour fixer une pièce rapportée métallique dans un support en matériau composite. It can therefore be seen that this method of fixing an insert in a fixing hole of a support is particularly well suited for fixing a metallic insert in a support made of composite material.
Cependant le support et la pièce rapportée peuvent être fabriqués dans tous les types de matériaux adaptés pour être insérés dans de la résine ou pour adhérer avec de la résine. En dosant les volumes adéquats de résine et de catalyseur dans des capsules en verre frangibles, on évite les excès de résine polymérisée et les opérations de mélange et de malaxage réalisées à l'extérieur du trou de fixation. On évite également les risques de salissures puisque la résine et le catalyseur ne sont libérés qu'au fond du trou de fixation, une fois que la pièce rapportée est mise en place. Les capsules peuvent être dans un matériau frangible autre que du verre, adapté pour contenir la résine et le catalyseur.However, the support and the insert can be manufactured in all types of materials suitable for being inserted into resin or for adhering with resin. By dosing the appropriate volumes of resin and catalyst in frangible glass capsules, excess polymerized resin and the mixing and kneading operations performed outside the fixing hole are avoided. The risks of soiling are also avoided since the resin and the catalyst are released only at the bottom of the fixing hole, once the insert is put in place. The capsules may be in a frangible material other than glass, adapted to contain the resin and the catalyst.
Il est possible de préparer à l'avance des capsules de résine et de catalyseur qui sont facilement transportables, qui contiennent des quantités de résine et de catalyseur dans des proportions adéquates, qui sont fonction des dimensions du trou de fixation et de la pièce rapportée à fixer, et dont l'utilisation ne requiert aucun outillage. It is possible to prepare in advance resin and catalyst capsules which are easily transportable, which contain quantities of resin and catalyst in adequate proportions, which are a function of the dimensions of the fixing hole and of the part attached to it. fix, and whose use requires no tools.
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