Comprendre les différents types d'épingles

Les goupilles mécaniques constituent une catégorie fondamentale de fixations et de dispositifs de positionnement, essentiels à l'assemblage et au fonctionnement des machines. Bien que leur utilisation paraisse simple, leur sélection repose sur des principes d'ingénierie précis liés aux tolérances mécaniques et aux exigences opérationnelles. Cet article présente un aperçu des différents types de goupilles.

Qu'est-ce qu'une épingle ?

Une goupille est un composant de machine utilisé pour le positionnement lors de l'assemblage mécanique, la connexion de pièces et comme dispositif de sécurité pour protéger contre la casse.

Matériaux courants pour les broches

Principaux types d'épingles

Goupilles

Les goujons sont principalement utilisés pour l'assemblage de pièces afin d'assurer un positionnement répétable et interchangeable des composants.

Goupilles cylindriques : principalement utilisées pour le positionnement, elles peuvent également servir à l’assemblage. Disponibles en quatre classes de tolérance de diamètre (m6, h8, h11 et u8), elles répondent aux exigences de différentes applications. L’installation se fait généralement par alésage après perçage, ce qui garantit la précision d’assemblage requise.

Goupilles cylindriques filetées : elles servent principalement au positionnement, mais peuvent également être utilisées pour l’assemblage. Le filetage intérieur facilite le démontage. Il en existe deux types :

Le type A est destiné aux trous traversants, et le type B aux trous borgnes. La seule classe de tolérance de diamètre est n6. Le diamètre minimal de la goupille est de 6 mm. La méthode de montage courante consiste en un alésage après perçage, garantissant ainsi la précision d'assemblage requise.

Broches cylindriques étagées : principalement utilisées pour le positionnement, elles peuvent également servir à la connexion. Elles offrent un haut degré de personnalisation et peuvent être adaptées à des conditions et exigences de travail spécifiques.

Goupilles diamantées : Les goupilles diamantées servent principalement au positionnement et sont généralement utilisées avec des goupilles cylindriques. Dans ce cas, il est important d’orienter correctement la goupille diamantée. La pointe de la goupille diamantée doit être alignée avec la tangente circulaire au centre de la ligne reliant les centres des goupilles cylindrique et diamantée.

Goupilles cylindriques filetées sans tête et fendues : principalement utilisées pour le positionnement, elles peuvent également servir à l’assemblage. La méthode d’installation courante consiste en un alésage après perçage afin de garantir la précision d’assemblage requise. Ces goupilles présentent une tolérance de diamètre importante et une faible précision de positionnement ; elles sont donc principalement utilisées dans des applications ne nécessitant pas un positionnement de haute précision.

Goupilles élastiques : Flexibles, les goupilles élastiques sont maintenues en place par friction contre les parois de leur logement, ce qui empêche leur desserrage. Elles requièrent une faible précision de logement et ne nécessitent pas d'alésage, offrant une bonne interchangeabilité et permettant des démontages et remontages répétés. Leur faible rigidité les rend inadaptées aux positionnements de haute précision. Pour les charges importantes, plusieurs goupilles peuvent être emboîtées, l'écartement entre les goupilles intérieures et extérieures adjacentes étant décalé de 180°. Elles sont utilisées dans les applications soumises à des chocs et des vibrations et peuvent remplacer certaines goupilles cylindriques, coniques, fendues ou à chape.

Goupilles élastiques enroulées : Fabriquées par enroulement de tôles d’acier, les goupilles élastiques enroulées sont faciles à produire. Flexibles, elles se desserrent facilement après assemblage. Elles nécessitent peu de précision de perçage et peuvent être démontées et remontées plusieurs fois. Leur faible rigidité les rend inadaptées aux positionnements de haute précision. Elles peuvent être utilisées dans des applications soumises à des chocs et des vibrations.

Plongeurs à ressort : également appelés plongeurs à bille ou plongeurs indexeurs, ils sont dotés d’un ressort intégré à leur filetage. Ce sont des goupilles de positionnement dont la force de précharge peut être ajustée en modifiant la profondeur de vissage.

Plongeurs d'indexage à ressort : Ces plongeurs sont principalement commandés manuellement pour étendre et rétracter la tige, assurant ainsi des fonctions d'indexage, de positionnement et de limitation de course. Ils sont largement utilisés dans divers types de machines, notamment pour l'indexage, le positionnement précis et la limitation de course dans les gabarits et les montages. Ils existent en plusieurs versions : à position de repos, autobloquants, à bouton, à bride et compacts.

Goupilles coniques : Les goupilles coniques présentent un profil conique de 1:50, s’adaptant parfaitement aux alésages coniques pour une installation aisée. Elles servent principalement au positionnement, mais peuvent également être utilisées pour la fixation de pièces et la transmission de puissance. Elles sont fréquemment employées dans les applications nécessitant des démontages fréquents. Elles offrent une précision de positionnement supérieure aux goupilles cylindriques et sont autobloquantes sous l’effet de forces latérales.

Goupilles coniques filetées internes : Le trou fileté permet leur démontage, ce qui les rend utilisables dans les trous borgnes. Leur conicité de 1:50 correspond à celle d'un trou alésé conique. Faciles à installer et à retirer, elles sont réutilisables, offrent une précision de positionnement supérieure aux goupilles cylindriques et sont autobloquantes. Elles dépassent généralement des deux côtés de la pièce fixée pour faciliter l'installation et le retrait.

Goupilles coniques filetées : Le filetage permet le démontage. Elles présentent une conicité de 1:50, compatible avec les alésages coniques. Faciles à installer et à retirer, elles sont réutilisables, offrent une précision de positionnement supérieure aux goupilles cylindriques et sont autobloquantes. Elles dépassent généralement de chaque côté de la pièce fixée pour faciliter l'installation et le retrait.

Goupilles de connexion et de retenue

Ces dispositifs servent principalement à assembler des pièces et à empêcher leur desserrage.

Axes de chape : également appelés axes de charnière, ils sont couramment utilisés comme axes de charnière et sont fixés par des goupilles fendues pour un fonctionnement fiable.

Goupilles à chape sans tête : utilisées dans les assemblages à charnière, elles sont fixées aux deux extrémités par des goupilles fendues pour un démontage facile.

Goupilles à ressort : Elles servent à fixer d’autres pièces, comme des arbres et des écrous crénelés. C’est une méthode très fiable et largement répandue.

Goupilles fendues : Fabriquées en acier rigide de haute qualité et offrant une bonne élasticité, elles empêchent le desserrage des écrous ou des goupilles de chape. Après l’insertion d’une goupille de chape dans son logement ou le serrage d’un écrou crénelé, une goupille fendue est insérée dans le logement de la goupille et/ou la fente de l’écrou, puis son extrémité est repliée pour empêcher la goupille de sortir ou l’écrou de tourner par rapport au boulon.

Goupilles fermées : Elles sont principalement utilisées dans les applications exigeant une forte rétention et conviennent à la fixation de composants robustes. Fermées aux deux extrémités, elles présentent une capacité de charge supérieure, ce qui les rend idéales pour la connexion et la fixation de pièces lourdes dans les machines, véhicules et équipements lourds.

Clips en R : Leur conception ouverte facilite l’insertion et la fixation. Disponibles en différentes spécifications selon les besoins de l’application, ils ont généralement une forme en R ou en ressort, leur forme et leurs dimensions exactes étant déterminées par l’application et les exigences de conception. Cette forme assure une meilleure stabilité et une plus grande adaptabilité de la connexion.

Colliers en R à double boucle : Leur conception ouverte facilite l’insertion et la fixation. Disponibles en différentes spécifications selon les besoins de l’application, ils ont généralement une forme en R ou en ressort, leur forme et leurs dimensions exactes étant déterminées par l’application et les exigences de conception. Cette forme assure une stabilité et une adaptabilité accrues de la connexion.

Goupilles coniques fendues : Leur conicité de 1:50 s’adapte à un alésage conique. Après leur insertion dans l’alésage, les extrémités peuvent être légèrement écartées pour éviter tout desserrage, ce qui les rend adaptées aux applications soumises à des chocs et des vibrations.

Goupilles rainurées : Trois rainures de formes et de profondeurs différentes sont roulées ou forgées sur toute la longueur de la goupille. Elles sont insérées par pression dans l’alésage et maintenues en place par friction contre les parois, ce qui empêche leur desserrage. Elles résistent aux vibrations et aux charges variables. L’alésage n’est pas nécessaire et la goupille peut être démontée et remontée à plusieurs reprises.

Goupilles à rainures parallèles sur toute leur longueur et à profil chanfreiné : Grâce à leurs rainures parallèles sur toute leur longueur et à leur profil chanfreiné ou à leur extrémité, la pression entre la goupille et la paroi du trou est mieux répartie. Elles conviennent aux applications soumises à de fortes vibrations et à des chocs importants.

Goupilles à rainure centrale (1/3 de la longueur / 1/2 de la longueur) : La rainure centrale mesure 1/3 ou 1/2 de la longueur totale. Elles servent généralement d'arbres pour fixer des pièces munies d'un moyeu au niveau de la rainure.

Goupilles coniques rainurées sur toute leur longueur / Goupilles coniques rainurées sur une demi-longueur / Goupilles coniques rainurées sur une demi-longueur inversée : Les rainures, en forme de coin, fonctionnent de manière similaire aux goupilles coniques, mais la répartition de la pression entre la goupille et la paroi du trou est inégale. Plus faciles à installer et à retirer que les goupilles coniques, elles offrent cependant une précision de positionnement moindre. Elles sont souvent utilisées comme arbres.

Goupilles rainurées à tête ronde / Goupilles rainurées à tête fraisée : Elles peuvent remplacer les rivets ou les vis et sont utilisées pour fixer les plaques signalétiques, les colliers de serrage de tuyaux, etc.

Épingles de sûreté

Les goupilles de sûreté ont une structure simple et se déclinent en différentes formes. Une rainure peut être usinée dans la goupille pour des applications spécifiques. Afin d'éviter d'endommager la paroi en cas de rupture, une douille peut être ajoutée à l'intérieur du trou. Elles sont utilisées pour la protection contre les surcharges dans les dispositifs et machines de transmission, et comme éléments de cisaillement dans les accouplements de sécurité.

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