Les goupilles élastiques sont utilisées dans de nombreux assemblages pour diverses raisons : elles servent d'axes et d'axes de charnière, permettent d'aligner des composants ou simplement de fixer plusieurs composants ensemble. Elles sont formées par laminage et conformation d'une bande métallique en une forme cylindrique permettant une compression radiale et une récupération. Correctement mises en œuvre, les goupilles élastiques assurent des assemblages fiables et robustes avec une excellente rétention.
Lors de l'installation, les goupilles élastiques se compriment et épousent la forme du petit trou d'accueil. La goupille comprimée exerce alors une force radiale vers l'extérieur contre la paroi du trou. La rétention est assurée par la compression et le frottement qui en résulte entre la goupille et la paroi du trou. C'est pourquoi la surface de contact entre la goupille et le trou est essentielle.
L'augmentation de la contrainte radiale et/ou de la surface de contact peut optimiser la rétention. Une goupille plus grande et plus lourde présentera une flexibilité réduite et, par conséquent, une charge du ressort installée ou une contrainte radiale plus élevée. Les goupilles à ressort spiralées font exception à cette règle : elles sont disponibles pour de multiples applications (légère, standard et lourde) afin d'offrir une plus grande plage de résistance et de flexibilité pour un diamètre donné.
Il existe une relation linéaire entre le frottement/la rétention et la longueur d'engagement d'une goupille élastique dans un trou. Par conséquent, augmenter la longueur de la goupille et la surface de contact entre la goupille et le trou d'insertion permet d'obtenir une meilleure rétention. Comme le chanfrein n'entraîne aucune rétention à l'extrémité de la goupille, il est important de prendre en compte la longueur du chanfrein lors du calcul de la longueur d'engagement. Le chanfrein de la goupille ne doit en aucun cas se trouver dans le plan de cisaillement entre les trous correspondants, car cela pourrait entraîner une conversion de la force tangentielle en force axiale, ce qui pourrait entraîner un déplacement de la goupille hors du plan de cisaillement jusqu'à sa neutralisation. Pour éviter ce scénario, il est recommandé que l'extrémité de la goupille soit au moins égale au diamètre de la goupille par rapport au plan de cisaillement. Ce problème peut également être dû à des trous coniques, qui peuvent également convertir la force tangentielle en mouvement vers l'extérieur. Il est donc recommandé de réaliser des trous sans conicité et, si nécessaire, de la maintenir inférieure à 1°.
Les goupilles élastiques retrouvent une partie de leur diamètre initial lorsqu'elles ne sont plus soutenues par le matériau hôte. Pour les applications d'alignement, la goupille élastique doit être insérée à 60 % de sa longueur totale dans le trou initial afin de fixer définitivement sa position et de contrôler le diamètre de l'extrémité saillante. Pour les applications de charnières à ajustement libre, la goupille doit rester dans les éléments extérieurs, à condition que la largeur de chacun de ces emplacements soit supérieure ou égale à 1,5 fois son diamètre. Si cette règle n'est pas respectée, il peut être judicieux de conserver la goupille dans le composant central. Les charnières à ajustement par friction nécessitent que tous les composants soient équipés de trous correspondants et que chaque composant, quel que soit le nombre de segments, optimise son engagement avec la goupille.
Date de publication : 11 janvier 2022