Comment concevoir un assemblage avec des goupilles spiralées pour le positionnement et l'alignement?

Pour obtenir un alignement optimal, deux éléments de conception très importants doivent être respectés :

1. Les diamètres des trous du composant hôte et du composant à joindre doivent être correctement calibrés pour obtenir l'interférence et la précision de l'alignement souhaitées.
2. Dans toutes les applications, la longueur d'engagement de la goupille spiralée dans le composant fournissant la rétention principale ne doit pas être inférieure à 60 % de la longueur totale de la goupille. La longueur restante qui dépasse s'alignera sur le composant à joindre. Une augmentation de la longueur initiale de l'engagement est conseillée pour les applications perforées ; cependant, la goupille spiralée doit encore dépasser pour s'aligner sur le composant à joindre. (Figure 1) 

Les goupilles spiralées sont des ressorts fonctionnels qui s'adaptent aux logements. La force d'assemblage pour obtenir une précision d'alignement maximale ne doit pas dépasser une « légère » pression pour loger les composants à joindre. En fonction de la série, la quantité de goupilles d'alignement et le matériel hôte, cette pression peut représenter un petit coup avec la paume de la main ou un maillet. Un ajustement serré ne doit pas être confondu avec celui d'une douille pleine traditionnelle qui nécessite habituellement d'être logé au moyen d'une presse pneumatique ou hydraulique. C'est un des principaux avantages de la goupille spiralée.

Idéalement, pour garantir un ajustement légèrement pressé,  la taille du logement du composant hôte et du composant  à joindre doit perçés simultanément dans la plage de tolérance recommandée. Cela peut ne pas être pratique si les trous ne sont pas être identique. 

Quand les trous ne sont pas identiques ou si le coût du rodage/ alésage est prohibitif, un véritable avantage de la goupille spiralée est sa capacité à s'adapter à des tolérances plus grandes. La plage de tolérance conseillée peut être répartie entre les composants, comme expliqué ci-dessous.

(Remarque : l'utilisation d'une tolérance de fabrication autorisée moins grande permettra d'améliorer l'ajustement et l'alignement de l'assemblage.)

L'attribution de la tolérance plus grande à l'emplacement de rétention de 60 % assure une interférence entre l'extrémité libre de la goupille et le trou opposé confectionné à la moitié inférieure de la tolérance. Où il y a interférence, il n'y a pas de jeu ce qui assure une bonne projection de la position du trou principal.

Si un ajustement avec jeu est souhaité pour une facilité d'assemblage, il est nécessaire de compenser l'expansion liée à l'élasticité à l'extrémité libre de la goupille. Pour déterminer le diamètre maximum de l'extrémité libre de la goupille, poser la goupille à 60 % de sa longueur dans le plus grand trou du composant de rétention principal et mesurer le diamètre exposé. Un facteur de jeu de 0,025 mm (0,001") à 0,05 mm (0,002") doit être ajouté à l'extrémité libre de la goupille en fonction de la précision d'alignement voulue. (Figure 3)

Lorsqu'on l'utilise commedouille d'alignement pour ajustement libre, la force d'assemblage n'est pas à prendre en compte ; il est cependant important de noter que la goupille spiralée peut être utilisée comme solution d'ajustement serré. Comme indiqué plus haut, les goupilles spiralées offrent l'avantage d'un ajustement avec zéro jeu sans la complexité de la force d'insertion élevée.

Ce schéma illustre une profondeur d'installation correcte. Quand une goupille spiralée est installée à moins de 60 % de sa longueur totale, deux situations peuvent se présenter :

• (y) ou le diamètre de l'extrémité libre, ne sera pas bien contrôlé, créant un ajustement incompatible quand les pièces sont assemblées en aval du processus de production.
• La goupille peut ne pas conserver sa position dans le composant dans lequel elle doit être maintenue durant le démontage ultérieur. C'est de la plus haute importance quand plusieurs goupilles d'alignement sont utilisées entre des composants.