Brevet FR2316015A1 — publié le 19770128

a présente invention se rapporte à des matériels utilisés pour effectuer la pose de rivets à bagues serties et elle concerne, plus particulièrement, les matériels de type oléopneumatique destinés à être utilisés dans des atmosphères explosives, telles que mines ou industries pétrochimiques par exemple. On sait en effet que dans certaines industries, tout circuit électrique est prohibé en raison d'étincelles toujours possibles et que seules des énergies sous formes pneumatiques ou hydrauliques sont admises. A cet effet, les matériels de pose de rivets concernés par l'invention comportent un dispositif hydraulique utilisé pour la force motrice de pose du rivet et un circuit pneumatique séparé pour la génération de la pression hydraulique et le contrôle de la durée du cycle de pose. Un tel contrôle était obtenu dans ltart antérieur par un système de préréglage assez complexe par fuite gazeuse contrôlée, ce qui rendait la temporisation difficile et occasionnait une assez grande consommation de fluide. le matériel de pose de rivet visé par l'invention comporte un pistolet et un générateur et la commande de cycle est, en prin- cipe, intégrée dans le pistolet même. D'une manière générale, la pose d'un rivet à bague sertie consiste à rétreindre,à l'aide d'une filière solidaire d'un ois- tolet,une bague malléable sur une tige, ou corps de rivet, comportant des gorges destinées à assurer l'ancrage de l'assemblage. la tige traversant l'assemblage comporte une tête de forme quelconque en appui sur l'une des faces de cet assemblage et, de l'autre, une queue ,triée permettant la préhension par une pince qui exerce une force axiale de serrage sur l'assemblage. la bague malléable de sertissage est à la fois fortement serrée sur les gorges et mise en appui contre l'autre face de l'assemblage grâce à un mors de pose, ou filière, coaxial à la pince. Lorsque lia bague est sertie, la queue de préhension se sépare de la tige réalisant l'assemblage proprement dit, au droit drune gorge de cisaillement calibrée prévue à cet effet. A la fin du cycle de pose la oueue est éjectée. L'invention propose un dispositif oléopneumatique à généra- eur et pistolet pourvu d'un système d'arrêt ausomatiq e iDrs chaque cycle de pose, ce qui limite ainsi strictement le temps de fonctionnement au temps utile du cycle, réduisant de la sorte la consommation de gaz au minimum. cet effet, le dispositif selon l'invention comporte un pistolet de pose, une valve de mise à l'air libre, un distributeur, une valve oléopneumatique, une valve de sectionnement, un clapet de sécurité et une valve de mise à la bâche. L'invention va de toutes manières être bien comprise dans la suite du texte qui va décrire, à titre d'exemple non limitatif et à l'appui des dessins annexés, une forme de réalisation préférée dans laquelle le cycle-caractéristiaue de cette invention est obtenu à partir d'un minimum de composants intégrés hydrauliques et pneumatiques. Sur les dessins - la figure 1 est un schéma montrant, en coupe axiale, le pistolet de pose de rivet conforme à l'invention, avec sa gâchette incorporée; - la figure 2 est un schéma montrant, en coupe axiale, le positionnement dudit pistolet sur le rivet à bague sertie dans la phase précédant la pose; - la figure 3 est un schéma montrant, en coupe axiale, le positionnement du même pistolet sur le rivet à bague sertie dans la phase suivant la pose et après rupture de la queue; - la figure 4 est un schéma montrant, en coupe axiale, la dernière rhase visant l'éjection de la queue; - la figure 5 est un schéma de principe montrant l'ensemble des circuits hydraulique et pneumatique dans le dispositif conforme à l'invention; - la figure 6 est une vue en coupe longitudinale d'une partie du générateur selon l'invention;; - la figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'une de-uxième partie du générateur selon l'invention et - la figure 8 est une vue en coupe longitudinale d'une troi sime partie du générateur selon l'invention. oi l'on se reporte tout d'abord aux figures 1 à 4 pour comprendre le processus de pose d'un rivet à bague sertie, on voit que ledit rivet 1 coor+ une tete d'un côté de l'assemblage 2 et ue, fe l'autre côte, ,on extrémité comporte, d'une part, une série de gorges la, de stries lb et d'une saignée de rupture 1c précalibrée. Une bague Malléable 3 est placée selon la figure 2 et le nez du pistolet de pose,repéré 10 dans son ensemble,vient coiffer ensemble de cette partie du rivet de telle sorte que la filière 11 se trouve au contact de la bague et prête à la laminer et que les pinces 12 soient dans la position de serrage sur les stries de la queue du rivet. Selon la figure 3 et après que les efforts axiaux ont été exeroés par traction du pistolet 10, la bague 3 est laminée tandis que la queue du rivet est sectionnée selon lc. La fin d'opération est représentée sur la figure 4 où la queue du rivet est - bectée par l'éjecteur 17 et le pistolet est prêt pour une nouvelle opération. Outre toutes ces opérations connues nécessaires pour la pose d'un rivet du type -selon l'invention, la figure 5 va maintenant expliciter le rôle fonctionnel de tous les éléments qui coopèrent plus particulièrement dans la présente invention. L'action de laminage par la filière et l'action des pinces sont tout d'abord déterminées par la mise en pression de la chambre C1. L'faction inverse est obtenue par mise en dépression de cette chambre C1 et mise en pression corrélative de la chambre G2, tandis que l'action de la pression sur la tête de l'éjecteur détermine l'action d'éjection de la queue lb. La circulation du fluide hydraulique est assurée par les canalisations 14 et 15 qui raccordent le pistolet 10 à un distributeur 20 dont la description va en être donnée maintenant. Ce distributeur comporte essentiellement, comme le montre la figure 5, un boisseau coulissant pouvant mettre en communication, d'une part, les canalisations hydrauliques (flèches traits pleins) 14 et 18 allant à la bâche 19 et, d'autre part, les canalisations 15 et 17 venant de la pompe à huile; la canalisation 16 restant fermée dans cette position. Dans une autre position, le même boisseau coulissant peut mettre en communication, d'une part, les canalisations hydrauliques (flèches pointillées) 15 et 16 sur la canalisation 18 menant à la bâche 19 et, d'autre part, les canalisations 14 et 17 amenar.t a pression à la chambre C1 du pistolet. Le boisseau du distributeur est solidaire d'un premier système pneumatique à deux chambres S1 et S2 reliées à un ajutage A et d'une valve V2 comportant un ressort taré Ra. Ce boisseau est lui-même soumis à l'action du ressort Rb dont le rôle sera expliqué par la suite. Du distributeur 20 partent également des canalisations peut matiaues:21 vers la commande de mise à l'air libre 30 placée, en principe, sur le pistolet,22 vers l'alimentation en fluide à pression P,27 vers l'ajutage A, 24 vers la chambre S5 de la valve 50, et 22 vers la chambre S4 de la même valve 50. Une valve de mise à la bâche V5 repérée 70 et reliée aux canalisations hydrauliques 15, 16 et 18 comporte un piston 71 qui agit par un pointeau 72 sur un orifice 73 en faisant varier la pression dans la chambre C3 avec retour en O à la bâche 19, tandis qu'un ressort Rc agit de manière antagoniste sur la pression hydraulique. Une autre valve oléopneumatique V4 repérée 40 présente un piston 42 soumis à l'action hydraulique par la canalisation 16, tandis que le pointeau 43, qui lui est lié, est soumis à l'action antagoniste du ressort Rd. La commande de mise à l'air-libre V1 repérée 30 comporte essentiellement une gâchette 31 reliée à un pointeau 32 soumis à l'action antagoniste d'un ressort 33, tandis que l'arrivée de fluide s'effectue par la canalisation 21. Un clapet de sécurité repéré 60 envoie un éventuel excès de pression hydraulique à la bâche 19 par la canalisation 18 comme cela est connu dans la pratique. Une valve de sectionnement V3,repérée 50, possède un piston à double section formant plusieurs chambres dont la première, S5, est reliée à la valve V2 du distributeur 20 par la canalisation 24 et à la valve oléopneumatique V4 par la canalisation 41, la deuxième 34 est reliée à la même valve V2 et à l'arrivée de fluide par la canalisation 22 et la troisième, S3 est reliée au groupe moteur 80 à air entraînant la pompe à huile par la canalisation 25. Enfin, le schéma est complété par un ensemble repéré 90 comportant un filtre 91 et un graisseur 92 connus en eux-mêmes, interposés dans l'arrivée 93 du fluide gazeux qui est habituellement de l'air comprimé. Le début du cycle "traction" est déclenché par l'ouverture de la valve de commande de mise à l'air libre V1 sous l'action de l'opérateur agissant sur la gâchette 31. L'ajutage A est calibré de telle sorte que (P dans S2 x section de S2) + Ressort Rb de 91 Par suite le boisseau de distribution se déplace et établit la commutation suivant les flèches en pointillés entratnant simultanément l'alimentation en huile de C1 et la mise de C2 à la bâche. De même et simultanément, la chambre C3 de la valve V5 est drainée et le pointeau 72 retombe sur son siège 73 sous l'action du ressort Rc. La pression s'annulant sur le piston 42 de la valve V4, le ressort Rd coupe, par le pointeau 43, la mise à l'air libre de la chambre S5 de V3 par la canalisation 41. La valve V2 alimente alors la chambre S5 de V3, par la canalisation 24 et comme section S5 > section S4 - section S3 le piston double repéré 51 se déplace vers la gauche alimentant de ce fait le moteur pneumatique du groupe 80 par la canalisation 25. il est important de noter qu'en fin de course de traction la pression hydraulique est limitée par le canal de communication f ménagé dans le pistolet même et que tout instant toute surpression hydraulique est empêchée par le clapet de sécurité 60. te début du cycle "retour" est déclenché par la fermeture de la valve de commande de mise à l'air libre V1 sous l'action de l'opérateur relâchant la gâchette 31. Par suite, les pressions dans S1 et S2stégalisent et le ressort Rb repousse lGe boisseau du distributeur qui établit la commutation suivant les flèches en traits pleins entranant simultane- ment l'alimentation en huile de C2 et la mise de C1 à la bâche. te piston du pistolet commence la course retour et, parallèlement,C3 n'est plus à la bâche, de même que V2 n'alimente plus S5. Toutefois, le piston 51 reste dans sa position à gauche puisque V4 est fermé par le fait que la canalisation 16 n'est pas alimentée. Cette position du piston 51 laisse permise l'alimentation du groupe 80 par la canalisation 25 et corrélativement la pression hydraulique continue à croître pour atteindre en fin de course une valeur fixée par la section 56 de V5 et le ressort c. ne poinfteau 72 se soulève alors et permet un débit assuré par 15 qui est @@@@@ à la bâche 19 par l'orifice 0 sous une pression réduite fixée par la section S7 et le ressort Rc. Une telle pression se maintient en C2 à l'arrêt et assure l'éjection de la queue de rivet 16 tout en permettant l'introduction du rivet suivant. Cette même pression est également appliquée au piston 42 de V4 qui comprime alors le ressort Rd. Ensuite, la valve V4 met S5 à l'air libre et comme section section S3, le piston 51 se déplace vers la droite en coupant l'alimentation pneumatique du groupe 80 par la canalisation 25. Le moteur est donc coupé et tous les éléments se trouvent dans la position initiale du début du cycle "traction'1 qui est celui représenté sur le schéma de la figure 5. Pour la facilité d'éxécution du générateur conforme à la forme de réalisation selon l'invention, les figures 6, 7 et 8 montrent la disposition des divers composants oléopneumatiques à l'in- térie-ur de blocs juxtaposés les uns aux autres. Sur la figure 6,le bloc 100 comporte les éléments de la valve VS et, assemblé avec les blocs 120 et 140, il constitue un ensemble recevant le distributeur 20 ainsi que la valve V2. Sur la figure 8, le-bloc 120 reçoit en sa partie latérale, d'une part, la valve V5 et, d'autre part, le clapet de sécurité repéré 60, tandis que la figure 7 montre le positionnement du bloc 160 recevant la valve V4. Tous ces blocs sont, bien entendu, assemblés entre eux de la manière habituelle. Tous les éléments essentiels à la mise en application du principe de fonctionnement du dispositif selon l'invention ayant déjà été repérés sur le schéma de la figure 5, les éléments fonctionnels les plus importants vont maintenant être décrits à l'appui des figures 6 à 8. Sur la figure 6, les chambres définies par les sections 4 35 et 35 sont matérialisés par le piston à double alésage 51 et joints toriques 105, 104, 105 coulissant dans les alésages différents 101, 102. 3ur cette même figure 6, la valve V2, soumise à la pression P par 22, est constituée par, outre le ressort Ra, d'un pointeau 106 reposant sur un Joint 107. Enfin et toujours sur la figuré 6, le distributeur 20 consis te en un boisseau 108 portant des gorges et des méplats 10ex, 108b, 108c destinés à mettre en communication entre elles les différentes chambres annulaires 109, 110, 111, 112 et 115 de manière à matérialiser ainsi le sens des flèches représentées sur le schéma de la figure 5. Le boisseau 108 est soumis aux actions du ressort Rb par le poussoir 114, et des chambres S2 et Si par le piston à poussoir 115 et joints toriques, tandis que l'ajutage A est un orifice calibré percé entre 32 et P. La figure 8 montre comment sont disposés pratiquement cote à côte dans le bloc 120, d'une part, la valve V5 et, d'autre part, le clapet de sécurité 60. Ces deux dispositifs sont réglables au moyen des vis 121, 122. D'autre part, le groupe 80 fournissant la pression d'huile à partir d'une pression pneumatique est bien connu en lui-m8me et n'a pas a etre décrit. De même, le filtre 91 et le graisseur 92 sont d'un usage courant dans la pratique et ne sont pas nouveaux en eux-mêmes. On peut résumer la description du-générateur en indiquant que la pression hydraulique est obtenue par une pompe à piston entrainée par un moteur pneumatique à mouvement alternatif, que l'alimentation du moteur est contrôlée par la valve de sectionnement Vs pilotée à une extrémité par les valves V2 et V4 à rappel par pression pneumatique et que le signal de fin de cycle est donné par la valve de mise à la bâche V5 vers V4. Dans le but de n'avoir qu'un tuyau de commande reliant le générateur au pistolet, le distributeur hydraulique est piloté par un dispositif pneumatique à dépression avec rappel par ressort. La valve de mise à l'air libre V1 est en outre, en principe, intégrée au pistolet et contrôle le pilotage complet du distributeur. A titre d'exemple tout à fait indicatif, le dispositif conforme à la présente invention autorise la pose d'un rivet à bague sertie~de 20 ma de diamètre en acier 1/2 dur en un temps de l'ordre de 25 secondes. Dans une telle opération, la pression d'air est d'environ 4 à 7 bars amenant une pression hydraulique de Tordre de 400 bars pour une force de rupture du rivet de l'ordre de 15 à 17 tonnes. REVENDICATIONS 1.- Dispositif oléopneumatique pour régler la séquence de pose d'un rivet à bague sertie, caractérisé par le fait qu'il comporte un pistolet de pose (10) comprenant une chambre (C1) dite de traction et une chambre (C2) dite de retour, une valve de mise à l'air libre, ou gâchette (V1) comprenant un pointeau (32) et un ressort antagoniste, un distributeur (20) comprenant un boisseau à trois voies, un ressort (Rb), un piston séparant deux chambres (S1) (32), un ajutage (A) et une valve pneumatique (V2) à pointeau et ressort taré antagoniste (Ra), -une valve oléopneumatique (V4) comprenant un pointeau (43) un ressort antagoniste (Rd) un piston (42), -une valve de sectionnement (V7) comprenant un piston double définissant trois chambres (35) (34) (S5), un clapet de sécurité (60) comprenant un pointeau et un ressort antagoniste, une valve de mise à la bâche (V5) comprenant un pointeau (71) agissant sur un orifice (56) et définissant une chambre (ars) communiquant avec la bâche par un orifice (O), et un groupe (80) comprenant une pompe à huile actionnéé par un moteur à air; ces divers éléments étant agencés de telle sorte que, d'une part, le début du cycle traction est déclenché par l'ouverture de la valve (V1) sous l'action de l'opérateur et que, du fait du calibrage de l'ajutage (A) tel que la pression P agissant sur l'une des faces (S2) du piston du distributeur (20), se produit le déplacement du boisseau entrainant simultanément l'alimentation hydraulique de la chambre (C1) et la mise à la bâche de la chambre (C2) ainsi que le drainage de la chambre (C7) de la valve (V5), la pression agissant sur le piston (42) de la valve (V4) s'abaissant, le ressort (Rd) coupe par le pointeau (43) la mise à l'air libre de la chambre (S5) de (V3), la valve (V2) alimente alors la chambre (35) de (V3) et, du fait que la section 35 est plus grande que la différence entre les sections 54 et S3, le piston double (51) se déplace en venant alimenter le moteur pneumatique entraînant la mise sous pression du circuit hydraulique et , d' autre part, le début du cycle retour est déclenché par la fermeture de la valve de commande de mise à l'air libre (vî).sous l'action de l'opérateur relâchant la gâchette ( par suite, la pression dans S1 et 52 s'égalisant, le ressort (Rb) repousse le boisseau du distributeur qui entraîne simaltanément l'alimentation de C2 et la mise de Cl à la bâche, la chambre (C3) n'est plus à la bâche de même que la valve V2 n'alimente plus 55, 1 a pression hydraulique croit dans la chambre C2 pour atteindre en fin de course une valeur fixée par S6 et le ressort Rc, faisant soulever ainsi le pointeau (71) et chuter cette pression par évacuation à la bâche à travers l'orifice (o) sous pression réduite fixée par S7 et le ressort Rc, cette pression réduite se maintient dans la chambre C2 en permettant l'éjection de la queue du rivet et l'introduction du rivet suivant, ladite pression est également appliquée au piston (42) de (V4) qui comprime alors le ressort Rd et , p a r la valve V4 mettant S5 à l'air libre, du fait que lasurface S4 est plus grande que la surface S3, le piston se déplace en venant couper l'alimentation pneumatique du groupe (80). 2.- Dispositif oléopneumatique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les chambres Cl et C2 comportent un canal de communication (f) limitant la pression en fin de course de traction. 3.- Dispositif oléopneumatique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit hydraulique comporte un clapet de sécurité (60). 4.- Dispositif oléopneumatique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la commande de mise à l'air libre est sol 4ire du pistolet de pose.