Brevet FR2157673A1 — publié le 19730608

La présente invention concerne un outil destind à poser des rivets expansibles à mandrin et en particulier un outil actionné à la main. On utilise fréquemment des rivets A mandrin pour assujettir deux ou plusieurs pièces lorsqu'on ne peut accéder qu'h l'une face seulement de ces pièces. Ce genre de rivets comporte un mandrin allongé relié à une tête de façon à pouvoir en etre arraché lorsqu'on exerce sur lui une traction prédéterminée. Le mandrin est entouré du côté de sa tête par une courte tige tubulaire comportant une bride.Lorsqu'on introduit cette tige dans les trous en coSncidence des pièces à assembler et qu'on exerce une traction sur le mandrin, la tette de celui-ci déploie la tige de façon à serrer les pièces entre cette extrémité déformée et aplatie de la tige qui constitue ainsi la tête fermante du rivet et la bride qui en constitue la teste de pose; on arrache ensuite le mandrin de ta tette, on le retire de l'outil et ou le jette au rebut. On a réalisé plusieurs types d'outils destinés å la pose de ce genre de riveta. (Voir par exemple les brevets des Etats-Unis d'Amérique NO 3 280 615, BO 3 324 700, N 3 328 985 et NO 3 399 561). La présente invention concerne un outil perfectionné, notamment un outil capable de serrer et de maintenir un mandrin avant l'introduction de la tige du rivet dans les pièces, d'éjecter automatiquement le mandrin usagé dans un récipient approprié, et dont il est possible de régler la force de serrage en fonction du métal constituant le mandrin. La présente invention concerne donc un outil perfectionné actionné à la main, destiné à poser des rivets à mandrin, capable de saisir légèrement le mandrin pour maintenir le rivet et permettre de l'insérer dans une pièce présentant une orientation quelconque par rapport à l'opérateur, cet outil pouvant etre réglé facilement à volonté tant en ce qui concerne le mode d' éjection du mandrin que la force de serrage exercée sur lui par les machoires de l'outil. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant b titre explicatif, mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins la figure 1 est une élévation de l'outil selon l'invention la figure 2 est une vue en bout du mdme outil la figure 3 est une coupe longitudinale de l'extrémité de l'ensemble principal de l'outil qui maintient le rivet la figure 4 est une coupe selon la ligne 4-4 de la figure 1 et montre la partie de l'outil où s'articulent la poignée d'actionnement et ledit ensemble ; la figure 5 est une coupe axiale détaillée à plus grande échelle d'une forme de réalisation du mécanisme de maintien et d'actionnement du rivet, montrant l'introduction de ce dernier la figure 6 représente le mécanisme de la figure 5 en position de serrage et d'extraction du mandrin les figures 7 et 8 représentent en perspective et en coupe une des mâchoires de serrage la figure 9 est une vue en plan d'une paire de mdchoires ;; la figure 10 est une coupe transversale partielle d'une autre forme de réalisation du mécanisme de maintien et d'actionnement du rivet, dans laquelle on utilise un anneau fileté pour régler la compression du ressort la figure 11 est une vue en plan de l'anneau de la figure 10 la figure 12 montre l'addition d'un récipient collecteur des mandrins d la forme de réalisation de la figure 10 ; et la figure 13 est une coupe partielle d'une autre forme de réalisation du mécanisme de maintien et d'actionnement du rivet, ce mécanisme comportant un dispositif de réglage de la compression du ressort et du dispositif collecteur des mandrins. Les figures 1 et 2 sont des vues latérales et en bout de l'outil à main selon l'invention qui comporte un ensemble principal 10, une poignée d'actionnement 11 et un mécanisme 12 de serrage et de traction. L'ensemble 10 et la poignée 11 s'articulent l'un à l'autre et le mécanisme 12 relié à la poignée 11 se déplace longitudinalement dans l'ensemble 10. L'ensemble 10 est constitué d'une tette avant 15, d'un bloc saillant 16 formant pivot et comportant une ouverture 17 permettant le passage d'un fourreau et une butée plate 18, enfin d'une poignée allongée et curviligne 19 destinée à entre saisie par les doigts de l'opérateur et pouvant entre partiellement recouverte d'une gaine 20 dont la surface assure une bonne prise. La poignée 11 actionnée par la paume de la main, est constituée d'une partie avant fourchue 25 dont' les deux bras 26 et 27 passent de chaque c3té du bloc 16, et d'une extrémité curviligne 30 de prise dont la partie avant 31 plus large est recouverte d'une gaine 32 assurant une bonne prise.Les deux poignées incurvées et la partie plus large 31 assurent à l'utilisateur une prise commode tout en lui permettant de maintenir sa main dans la position appropriée. Des orifices taraudés disposés sur le dessus de la poignée 11 supportent des enclumes 34, 35 et 36 dont les orifices présentent un diamètre variable. Les poignées 10 et 11 s'articulent l'une å l'autre autour d'un axe 40 (voir figure 4) passant d'une part dans un fourreau 41 installé dans l'ouverture 17 et d'autre part dans deux fourreaux 42 et 43 à brides externes disposés dans des ouvertures de taille appropriée ménagées dans les bras 26 et 27. Des anneaux å ressort appropriés 44 empêchent le mouvement axial de l'axe 40. La tête 15 de l'ensemble 10 contient une chambre 51 (voir figure 3) dont la forme permet le mouvement axial du mécanisme 12. Cette chambre 51, ouverte à son extrémité supérieure, comporte au niveau de ce qu'on peut appeler le museau de la tette 15 une ouverture taraudée 52 dans laquelle se visse une enclume filetée 33, cote on va l'expliquer plus loin. La partie inférieure tronconique 53 de la chasbre est formée par une paroi inclinée 54. La figure 5 est une coupe détaillée du mécanisme 12 prêt à s'emboîter sur le mandrin, c'est-h-dire dans sa position basse correspondant à l'écartement maximal des deux poignées 11 et 19. Dans cette position de l'outil, il est possible d'y introduire facilement le mandrin du rivet, puis, gracie à un léger routement pivotant vers le bas de le poignée 11, de le maintenir fermement dans l'outil, ce qui permet d'utiliser ce dernier pour introduire la tige et la tette fermante du rivet dans les trous des pièces.Le fait que l'outil présente cette propriété de pouvoir maintenir le mandrin permet de l'utiliser facilement pour aseerbler des pièces auxquelles il serait difficile d'accéder s'il fallait maintenir le rivet å la main jusqu'8 la mise en place de l'outil. Sur la figure 5, dans laquelle les divers composants identiques de l'outil portent les nOies références que dans les figures 1 à 4, on voit le rivet en position d'assemblage sur les pièces 58 et 59 à réunir. Le rivet est constitué d'un mandrin 60 se terminant par une titre 61 attachée à lui de manière qu'une force prédéterminée soit nécessaire pour les séparer l'un de l'autre, et d'une tige tubulaire 62 comportant une bride 63 et glissée par-dessus le mandrin pour être fixée å Sa tête. L'extraction du mandrin force sa tête à déformer et aplatir la tige et donc å serrer 1 'une contre l'autre les pièces 58 et 59 entre la bride constituant la tête de pose du rivet et la partie déformée et aplatie de la tige qui en constitue la tdte fermante. Un manchon 65 à cavité interne 66 contient le mécanisme 12 et est articulé par son extrémité supérieure aux bras 26 et 27 au moyen d'axes 67 et 68 partiellelent filetés afin de se visser dans les bras et d'y rester fixés. Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 5 et 6, ces axes font saillie å l'intérieur du manchon dans la cavité 66 et servent de points d'appui à un ressort comme décrit ci-après. L'extrémité inférieure du manchon est sensiblement tronconique et sa surface externe 70 (figure 6) coSncide avec la paroi tronconique 54 de la chambre 51. La paroi interne 72 du manchon est également tronconique, l'angle formé entre elle et l'axe du manchon étant inférieur å celui formé avec cet axe par la surface externe 70.Comme le manchon doit monter et descendre sur la surface conique 73 de l'enclume 33, son bord inférieur 74 est taillé de manière à présenter une surface entrant en contact avec la surface 73. L'enclume 33 est filetée de manière à se visser dans le taraudage de l'ouver- ture 52, et comporte un alésage 75 de diamètre suffisant pour permettre le passage du mandrin 60. Les enclumes 34, 35 et 36 comportent des alésages de diamètres différents capables de s' adapter à des mandrins de diamètres correspondants et sont bien entendu facilement interchangeables. Les figures 7, 8 et 9 représentent en détail deux mâchoires sensiblement semi-circulaires 78, destinées à serrer le mandrin, qui, lorsqu'elles sont assemblées dans le manchon comme le montrent les figures 5 et 6, constituent un ensemble sensiblement tronconique correspondant à la forme de la paroi interne inférieure 72 du manchon et forment entre elles un creux 80 dentelé ou strié destiné à serrer le mandrin. Chaque måchoire 78 est taillée de manière à présenter une surface plane supérieure principale 81 descendant vers l'axe de la cavité et se croisant de préférence avec une surface plane plus petite 82 un peu moins inclinée et faisant avec le meme axe un angle voisin de 900. Cette surface 82 facilite l'ouverture des mâchoires lorsqu'une force s'applique sur la surface 81. L'extrémité inférieure des mâchoires est taillée de la même manière de façon à présenter une surface inférieure plane principale 83 montant vers l'axe de la cavité et croisant une surface plane plus petite 84 moins inclinée et faisant avec le mame axe un angle voisin de 900. L'angle de taille de la surface principale est calculé de manière à permettre un contact entre la surface 83 de la mâchoire et la surface 73 de l'enclume le long de laquelle elle se déplace. La surface 84 assume sensiblement la même fonction que la surface 82. Un poussoir 88 monté dans la chambre 51 actionne les mâchoires par sa paroi inférieure inclinée 89 qui entre en contact avec les surfaces 81 de ces dernières. Ce poussoir comporte un alésage longitudinal 90 de diamètre suffisant pour permettre le passage des plus gros mandrins 60, et sa paroi supérieure 91 forme l'autre point d'appui d'un ressort de compression 92 dont le premier point d'appui est constitué par les axes 67 et 68 faisant saillie dans la cavité 66, ce ressort exerçant donc une force sur les mdchoires par l'intermédiaire du poussoir. En fonctionnement, lorsqu'on écarte l'une de l'autre les poignées 11 et 10, le manchon 65 descend jusqu'à la position représentée sur la figure 5. La force exercée par le ressort 92 sur le poussoir 88 maintient les mâchoires en contact avec la surface 72 du manchon et la surface 73 de l'enclume. Les mâchoires se trouvent ainsi déployées ou ouvertes, le creux de serrage 80 est élargi et le mandrin peut facilement glisser dans la position représentée sur la figure 5. Il suffit de laisser retomber la poignée 11 sans exercer sur elle aucune force pour que le manchon 65 se soulève assez pour refermer les måchoires sur le mandrin et maintenir le rivet en position. Cette position "de chargement" préalable à l'insertion de la tige du rivet dans les pièces à assembler est intermédiaire entre les deux positions représentées sur les figures 5 et 6. Pour poser le rivet, on presse la poignée 11 vers la poignée 19 de façon å tirer le manchon 65 par rapport à l'ensemble 10 et à serrer les machoires sur le mandrin, Cette opération provoque d'abord la déformation de la tige du rivet pour lui faire prendre la forme un peu aplatie 64, puis l'arrachement du mandrin de sa tête. Moyennant un alignement approprié du point d'articulation (axe 40) par rapport aux axes 67 et 68, le mécanisme 12 extrait le mandrin sensiblement en ligne droite, ltenlèvement de ce dernier étant donc facile soit en le laissant tomber de l'outil, soit en l'éjectant automatiquement dans un récipient approprié. La butée 18 limite la course des poignées l'une vers l'autre et permet donc d'éviter qu'elles ne coincent entre elles les doigts de l'opérateur. On peut enfin retirer le mandrin soit par l'alésage de ltenclume, soit par le haut du manchon. n est avantageux de pouvoir régler dans n' importe quel outil la force de serrage des mâchoires sur le mandrin. Si ce dernier est en aluminium, cette force doit être inférieure à celle qui est nécessaire si le mandrin est par exemple en acier inoxydable ou en autre métal plus dur. Dans le cas d'un métal relativement tendre, par exemple de l'aluminium, il est souhaitable d'exercer une force de serrage moindre, afin de réduire au minimum la saillie du métal entre les dentelures des mbchoires. Si cette saillie est excessive, il est nécessaire de remplacer les mâchoires. En revanche, dans le cas de métal plus dur, il est bien entendu néces spire d'exercer une force de serrage plus grande sur le mandrin.Les figures 10 h 13 représentent des variantes de l'outil permettant lo réglage de la forco de serrage et le remplacement les uns par les autres de ressorts présentant des forces de compression différentes. Sur la figure 10, dans laquelle on utilise pour les éléments identiques les mines références que dans la figure 5, l'élément supérieur de retenue du ressort est un anneau fileté 95 se vissant dans un taraudage 96 de la paroi interne du manchon 65 et dont la position permet d'exercer une force de compression plus ou moins grande sur le ressort 92. Cet anneau doit comporter des éléments permettant à un outil de le visser dans la position désirée, par exemple des encoches 97 (figure 11). Les axes 67 et 68 n'étant plus utiles pour retenir le ressort, comme dans la figure 5, peuvent s'achever dans la paroi du manchon comme représenté. La figure 12 montre comment peut être utilisé l'anneau 95 pour régler la force de serrage et comment peut être incorporé au dispositif un r cipicnt 100 peut collecteur de mandrins qui / être relié à l'anneau 95 ou faire corps avec lui. Lorsqu'on utilise des outils destinés à poser des rivets du type considéré, on laisse généralement tomber les mandrins de l'outil sur les lieux de travail, ce qui est très inopportun du point de vue de la sécurité du personnel qui peut faire des chutes dangereuses en marchant dessus. Le récipient collecteur 100 de la figure 12 permet d'éviter ce risque et on peut l'utiliser d'une ou deux manières différentes. Si l'on utilise un ressort dont la force de compression est normale, on peut recueillir le mandrin simplement en retournant l'outil, ce qui le fait tomber librement dans le collecteur 100. Le second mode de fonctionnement correspond à l'utilisation d'un ressort plus faible, qui, lorsque le mandrin est arraché de sa tête, le projette dans le collecteur 100. On peut régler la force du ressort en donnant à l'anneau la position appropriée. Dans la variante représentée sur la figure 13, les axes 67 et 68 font saillie dans le manchon, comme sur les figures 6 et 7. Ces axes peuvent s'engager dans plusieurs rainures 101, 102 et 103 d'un élément annulaire 104 ajusté dans le manchon et servant d'élément de retenue du ressort dont la force de compression est déterminée par l'engagement des axes dans la rainure appropriée. On peut prévoir naturellement un nombre quelconque de rainures ou de trous, et l'élément 104 peut être fixé à un collecteur de mandrins 105 ou faire corps avec lui. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentCe qu'a' titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de plusieurs variantes sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. - Outil destiné à poser des rivets à mandrin, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble comportant d'une part un bloc st itur. seul en unit formant pivot et une poignée allongée actionnée par les doigts de 1' opérateur, d'autre part une chambre interne ouverte vers le haut, tronconique vers le bas au niveau d'une partie dudit ensemble en forme de museau, et se terminant en cet endroit par une ouverture taraudée, une poignée fourchue étant destinée à Outre actionnée par la paume de la main de l'opérateur et ses deux bras passant (ierl.ier de chaque côté dudit bloc et s'articulant sur cel, un manchon coulissant dans ladite chambre et présentant extérieurement une forme tronconique correspondant sensiblement à celle de cette dernière au niveau dudit museau et intérieurement dans Sa partie basse une forme également tronconique, une enclume filetée se vissant dans ladite ouverture taraudée et comportant une surface de contact conique et un alésage de diamètre prédéterminé permettant le passage du mandrin d'un rivet, deux mâchoires, disposées dans la cavité interne du manchon, présentant, une fois assemblées, une surface externe sensiblement adaptée à la paroi tronconique interne du manchon et formant entre elles un creux dentelé destiné à serrer le mandrin d'un rivet, chacune d'entre elles étant taillée de manière à présenter des surfaces planes inclinées supérieure et inférieure dont la première descend vers 1 'axe du manchon et la seconde monte vers le même axe en entrant en contact au moins partiellement avec la surface conique de l'enclume, un élément creux ou poussoir étant disposé dans la cavité interne du manchon et une de ses surfaces entrant en contact avec lesdites surfaces supérieures des mâchoires, une articulation reliant les bras de ladite poignée au manchon qui passe entre eux, et un organe en contact avec la paroi supérieure interne du manchon étant destiné à retenir dans la cavité de ce dernier un ressort comprimé entre lui et la surface supérieure dudit poussoir. 2. - Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite articulation est constituée par des axes traversant ledit manchon, faisant saillie dans sa cavité interne et assumant la fonction d'organe de retenue du ressort. 3. - Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de retenue du ressort est constitué d'un anneau fileté vissé dans la surface sup6- rieure interne taraudée du manchon, de façon à permettre de régler la force de compression du ressort. 4. - Outil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un élément collecteur de mandrins est fixé sur l'anneau fileté. 5. - Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite articulation est constituée par des axes traversant le manchon et faisant saillie dans sa cavité interne, l'organe de retenue du ressort étant constitué d'un élément annulaire rainuré ou percé de trous dans lesquels s'engagent lesdits axes, de façon à permettre de régler la force de compression du ressort. 6. - Outil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un élément collecteur de mandrins est fixé sur ledit élément annulaire. 7. - Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'articulation de la poignée d'actionnement sur ledit ensemble est constituée d'un axe de pivot passant d'une part dans des fourreaux à bride traversant les bras de la poignée et d'autre part dans un fourreau traversant ledit bloc aillant, cet axe étant bloqué pour emp8cher son mouvement axial.