Brevet FR2221217A1 — publié le 19741011

La présente invention a pour objet un dispositif de perçage de trous d'assemblage le long d'un bord d'une structure plane composite. Il s'applique particulièrement aux structures de grandes dimensions, dont les éléments constitutifs comportent un bord relevé en forme de cornière, telles- qu'utilisées en aéronautique. Ce dispositif permet notamment de serrer fortement, autour du trou à percer, au moins deux pièces l'une contre l'autre, d'aligner et de bloquer, avant perçage, les deux pièces en position par rapport au profil de l'une d'entre elles prise comme référence, ces différentes opérations pouvant s'enchaîner automatiquement en vue de l'exécution du perçage. Il existe déjà de nombreux dispositifs de mise en place et de blocage de pièces mécaniques, bien que la plupart d'entre eux ne puissent maintenir qu'une seule pièce à percer. Un dispositif connu comporte, par exemple, pour le maintien d'une pièce à percer, un étau à mors supérieur fixe et à mors inférieur monté de façon amovible sur une table constituant la tête d'un piston mobile dans un cylindre situé dans le socle du bâti de ce dispositif. Il est connu également, dans une machine à percer et à river automatique, de brider des pièces pendant les opérations de perçage au moyen d'un serre-flancs constitué de deux pieds de biche venant s'appliquer contre les éléments de structure et entre les branches desquels est exécuté le trou à percer. Un tel serrage n'évite pas la formation de bavures et l'interposition de copeaux entre les éléments. Il est donc nécessaire ensuite de débrider ces derniers pour en effectuer le nettoyage par jet d'air, avant d'appliquer une couche d'enduit et de procéder au rivetage. De plus, ce bridage n'assure aucun positionnement des éléments l'un par rapport à l'autre. En outre, la position et le guidage du foret par rapport au trou à percer ne sont pas assurés. Enfin, les pieds de biche s'adaptent mal aux éléments comportant un bord relevé. La présente invention a pour objet un dispositif de perçage qui remédie à ces divers inconvénients. Selon l'invention, ce dispositif comprend un bâti en C dont les extrémités sont équipées, l'une, d'un foret rotatif, mobile axialement dans un canon de perçage solidaire du bâti, l'autre, d'un presseur tubulaire mobile coaxialement audit canon et poussé vers celui-ci par un vérin, tandis que la partie centrale du bâti comporte un patin, de position réglable, pour l'appui contre le bord de la structure composite à percer. Dans une forme avantageuse de réalisation de l'invention, applicable en particulier au perçage de trous d'assemblage dans une structure composite formée de deux éléments plans munis de bords relevés en sens opposés, la branche du bâti en C située du côté du presseur porte, autour d'un axe d'articulation perpendiculaire au plan médian du bâti et situé vers la partie centrale de celui-ci, un poussoir dont l'extrémité active est adaptée au rentrant du bord relevé tourné vers le presseur, cette extrémité, par l'intermédiaire dudit poussoir, étant reliée élastiquement et de manière articulée audit presseur tubulaire. Ainsi, lorsque le presseur est déplacé par le vérin vers le canon de perçage, il entraîne le poussoir qui, contraint de pivoter autour de son axe d'articulation, se déplace en direction du patin et applique contre celui-ci le bord relevé de l'élément tourné vers ledit presseur, alors que l'autre bord relevé est déjà, à la mise en place du dispositif, appuyé contre ce patin. Ainsi, les deux bords relevés se trouvent automatiquement alignés. Dans une forme avantageuse de réalisation, le bâti du poussoir est en forme de U dont les branches sont disposées de part et d'autre du bâti en C pour s'articuler sur celui-ci. De plus, les poussoirs proprement dits sont des tiges cculissant, à l'encontre de ressorts, dans des guides portés par le bâti de poussoir, tiges dont l'extrémité active comporte au moins un galet porté par un axe transversal. La liaison articulée d'entraînement entre le bâti de poussoir et l'organe d'appui peut alors être constituée par un étrier articulé sur les branches du bâti de poussoir et dont la partie centrale coopère avec un épaulement du presseur. La position du patin d'appui dans la partie centrale du C peut être réglée de multiples façons classiques dans la technique. Dans une forme préférentielle de l'invention, qui permet l'adaptation immédiate du dispositif à des structures dont les bords relevés sont obliques par rapport au plan des éléments constitutifs et à des perçages pratiqués à une distance quelconque de ces bords, le patin est porté par deux tiges coulissant dans le plan du bâti en C, et ces tiges sont appuyées contre des vérins à calage hydraulique. Pour le perçage de structures de grandes dimensions, le dispositif selon l'invention est mobile en translation sur un portique. Il est suspendu par un mécanisme qui permet l'équilibrage et le maintien de l'axe de perçage perpendiculairement au plan de travail. De plus, un support circulaire enveloppant le bâti en C et sur lequel celui-ci prend appui par des galets, rend possible la rotation du dispositif autour de l'axe de per çage afin de pouvoir suivre sans difficulté le contour des pièces à percer. Tout en facilitant l'exécution du perçage des pièces, un tel dispositif permet un gain de temps considérable. Avec les moyens utilisés, le démontage des éléments percés pour l'ébavurage des trous n'est pas nécessaire, pas plus qu'au préalable la mise en position des pièces par bridage et épinglage, ce qui est long et nécessite un appareillage important et coûteux qui ne donne pas entière satisfaction. Ce dispositif permet 1 'interposition, avant le perçage des pièces, d'une couche anti-corrosion rendant l'assemblage étanche. Dans les réalisations antérieures, cette opération ne s'effectuait qu'après avoir percé au préalable les deux pièces et procédé à leur ébavurage. S'il en était autrement, les copeaux venaient s 'insérer dans la couche anti-corrosion, ce qui était préjudiciable à la tenue des pièces. De plus, l'ébavurage entraînait, entre les deux portions alignées d'un même perçage, un chambrage annulaire provoquant le fluage du rivet dans ce chambrage, tendant ainsi a écarter les deux pièces avant la fin complète du rivetage. Si, en outre, le foret est animé d'une grande vitesse de rotation, on évite les bavures à l'entrée et au débouché du forage. Les figures suivantes permettent de bien comprendre comment l'invention peut être mise en oeuvre. La figure 1 est une vue en perspective, avec arrachés partiels, du dispositif de perçage objet de la présente invention. La figure 2 en est une vue de dessus. Les figures 3 et/4 sont des coupes respectivement par III-III et IV-IV de la figure 2. Le dispositif de perçage montré par ces figures comprend un bâti 1 en forme générale de C, dont les branches sont dirigées vers le bas, tandis que la partie centrale est sensiblement horizontale. A la branche la tournée vers l'utilisateur sont fixées deux poignées 2 et 3 pour la manipulation de ce bâti, poignées qui sont terminées par les boutons-poussoirs de commande 4 et 5. Cette branche la est évidée par un canal 7 qui débouche, d'une part, en direction du centre du bâti en C, d'autre part, en s'évasant, dans la face 6 du bâti tournée vers l'utilisateur. Ce canal permet à cet utilisateur, dont l'oeil est par exemple en a, d'apercevoir le travail en cours d'exécution. Dans l'extrémité de la branche la, en direction de la branche lb, est ménagé un alésage 8 recevant l'ensemble de perçage 9. Celui-ci comprend, dans un piston annulaire 10 coulissant sous l'action d'un fluide dans le cylindre 13, un moteur pneumatique m d'entraînement, par l'intermédiaire d'un mandrin, d'un foret 12. Celui-ci, par le déplacement du piston 10, coulisse dans le canon de perçage 11 qui, localement en lIa, comporte une section en fer à cheval tournée vers le bas, pour l'évacuation des copeaux provoquée par un jet d'air sous pre-ssion amené par le canal llb. Dans l'alésage 15 de la branche opposée lb du bâti, alésage coaxial au foret 12 et à son canon, est engagé le presseur 14 poussé par le vérin hydraulique 16 capable de développer une poussée de quelques centaines de kilogrammes. Dans la partie centrale incurvée du bâti en C, est disposé le patin d'appui 25 qui peut être réalisé avantageuse sement en matière plastique stratifiée. Ce patin, de forme en U, est articulé aux extrémités de deux tiges parallèles 26 disposées dans le plan médian du bâti, tiges qui coulissent dans les douilles 28 engagées dans les alésages 27 et sont appuyées sur les extrémités des leviers 30 eux-mêmes poussés par les tiges de piston 29a de dispositifs de calage hydrauliques 29. En outre, sur l'axe 45, transversal au bâti et situé au-dessus du presseur 14, sont articulées les extrémités de branches d'un bâti de poussoir 23 en forme de U. A la partie horizontale de ce bâti est fixé le bloc 21 comportant deux forages servant de guides aux tiges 20 soumises aux ressorts 22 et maintenues par les rondelles d'arrêt 22a. L'extrémité active des tiges 20 est constituée par une paire de galets 19 montés sur un axe transversal à ces tiges. Vers le milieu de chacune des branches du bâti 23 s'articulent les extrémités d'un étrier en U 24 dont la partie centrale repose sur le presseur 14, lequel comporte un épaulement 14a. Lorsque le vérin 16 est rétracté, le bâti 23, par son poids, prend la position basse 231, la partie centrale de l'étrier 24 reposant sur l'extrémité du presseur qui dépasse alors encore la branche lb. Lorsque le presseur est poussé vers la gauche sur la figure 3, par l'épaulement 14a, il entraîne l'étrier 24 et, en conséquence, le bâti de poussoir 23 qui, pivotant autour de l'axe 45, s'élève, de sorte que les galets 19 viennent s'engager dans le rentrant du bord relevé d'une tôle 43 et poussent celleci contre le patin 25 en comprimant les ressorts 22. Ainsi, lorsque le patin est déjà appliqué contre le bord relevé d'un élément 42, l'autre bord relevé est contraint de s'aligner sur le premier. Le dispositif de perçage est équipé de circuits hydrauliques et électriques de commande et de distribution comprenant, en plus des poignées de manutention 2 et 3 déjà mentionnées - une valve de séquence 31 permettant le blocage des dispositifs de calage 29 avant l'avance du presseur 14 et, par conséquent, du poussoir 19-23, - un distributeur 32 commandant la rotation, l'avance et le retour de la perceuse, - un détendeur 33 pour le réglage de la pression de fluide admis dans le cylindre 13 pour assurer l'avance de la perceuse. Pour son déplacement à la main, le dispositif de perçage est mobile en rotation, comme montré sur la figure 1, autour de l'axe de perçage, par l'intermédiaire de chaises 34 fixées sur le bâti 1, chaises portant des chapes 35 recevant des galets 36 agencés pour parcourir un secteur circulaire 37. En outre, ce dispositif est mobile en translation, dans tous les plans, par l'intermédiaire d'un mécanisme de suspension représenté partiellement sur la figure 1 et comportant des élingues 38 fixées, d'une part, au secteur circulaire 37 et à un arceau complémentaire 39 solidaire dudit secteur et, d'autre part, à des chariots mobiles sur un portique (non représenté). Ce mécanisme est agencé pour permettre l'équilibrage du dispositif de perçage et assurer la conservation de l'axe de perçage perpendiculaire au plan de travail. Afin de protéger le dispositif contre les détériorations, celui-ci est équipé, à la fois, d'-un carter 40 de protection des éléments solidaires de la branche lb du bâti et d'un carter 41, représenté en traits mixtes sur les figures 3 et 4, enveloppant entièrement le dispositif de perçage. La mise en place des différents éléments constltu- tifs d'une structure et l'enchaînement des opérations de fonctionnement de blocage du dispositif et de perçage s'effectuent de la façon suivante Un cadre 42 (premier élément), représenté en pointillés sur la figure 3, est fixé contre une grille de perçage 44 pourvue de trous au diamètre du canon 11. Cette grille de perçage est disposée et fixée dans le plan du portique de soutien du dispositif de perçage. Un second élément 43 en forme de cornière, représenté également en pointillés sur la figure 3, est mis en place contre le cadre 42, sans aucun épinglage, après avoir, au préalable, reçu une couche anti-corrosion sur la face en regard dudit cadre 42. La cornière 43 est maintenue en place par deux pinces (non représentées) à chaque extrémité. Les moyens de pressage et les agencements de mise en position et de blocage, ainsi que l'ensemble de perçage, étant en position rentrée, le dispositif de perçage est amené à proximi té du cadre et de la cornière. Le canon 11 est alors engagé dans un trou de la grille de perçage 44 de telle façon que ce canon vienne s'appuyer contre le cadre 42. L'opérateur agit alors sur le bouton de commande 4, ce qui provoque, par l'intermédiaire des tiges 26, des leviers 3C et des dispositifs de calage 29, l'application du patin 25 contre le bord relevé du cadre 42 et,-par l'intermédiaire de la valve de séquence 31, le blocage, dans cette position, dudit patin, puis l'avance du presseur 14 qui, par l'intermédiaire de l'étrier 24, provoque le déplacement des galets 19 en direction du rentrant de la cornière 43, ctest-à-dire vers le patin immobilisé. Ainsi, les deux éléments sont pressés fortement l'un contre l'autre dans la position où leurs bords relevés sont alignés. Cependant, le cylindre 10 étant piloté dans la chambre du presseur 14 par l'intermédiaire d'un conduit présentant une fuite, l'obturation de cette fuite assure, après le serrage des éléments, la mise en rotation de la perceuse puis son avance. Le recul après perçage et l'arrêt de la rotation du foret sont obtenus en rétablissant la fuite du. circuit. L'action sur l'autre bouton de commande 5 libère tous les organes en action, c'est-à-dire entraîne le retour du presseur 14 et, par conséquent, des poussoirs, puis la libération des vérins de blocage du patin 25. L'invention s'applique particulièrement a la réalisation des cadres, couples, longerons et autres organes constituant l'armature des aérodynes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de perçage de trous d'assemblage le long du bord d'une structure plane composite, dispositif comprenant un bâti en C, caractérisé en ce que les extrémités de ce bâti sont équipées, l'une, d'un foret rotatif, mobile axialement dans un canon de perçage solidaire du bâti, l'autre, d'un presseur tubulaire, mobile coaxialement audit canon et poussé vers celui-ci par un vérin, tandis que la partie centrale du bâti comporte un patin, de position réglable, pour l'appui contre le bord de la structure composite à percer. 2. Dispositif de perçage selon la revendication 1, appliqué a une structure composite d'au moins deux éléments extérieurs plans, munis de bords relevés en sens opposés, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un poussoir lié au bâti et capable d'agir, sous l'action du presseur, dans l'angle rentrant du bord relevé de l'élément tourné vers ce presseur. 3. Dispositif de perçage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le poussoir est articulé, sur la branche du bâti en C qui porte le presseur, au delà de celui-ci vers la partie centrale, l'extrémité active du poussoir étant, par 1 'in- termédiaire de celui-ci, reliée élastiquement et de manière articulée au presseur. 4. Dispositif de perçage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bâti du poussoir est en forme de U dont les branches sont disposées de part et d'autre du bâti en C pour s'articuler sur celui-ci. 5. Dispositif de perçage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les poussoirs proprement dits sont des tiges coulissant, à l'encontre de ressorts, dans des guides portés par le bâti du poussoir, tiges dont l'extrémité active comporte au moins un galet porté par un axe transversal, lesdites tiges étant perpendiculaires au plan du bâti en U. 6. Dispositif de perçage selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la liaison articulée entre le bâti de poussoir et le presseur est constituée par un étrier articulé sur les branches du bâti de poussoir et dont la partie centrale coopère avec un épaulement du presseur. 7. Dispositif de perçage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le patin d'appui est articulé à l'extrémité de deux tiges coulissant dans le plan du bâti en C et auto réglables en position. 8. Dispositif de perçage selon la revendication 7, caractérisé en ce que la mise en position de chacune des tiges est assurée par un dispositif à calage hydraulique. 9. Dispositif de perçage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bâti en C est porté à l'intérieur d'un support circulaire, centré sur l'axe commun du foret et du presseur tubulaire, par des galets portés par des chaises fixées audit bâti. 10. Dispositif de percage selon la revendication q caractérisé en ce que le support circulaire est complété par une extension latérale et suspendu par une pluralité d'élingues à au moins un chariot d'un portique.