Brevet FR2306034A1 — publié le 19761029

La présente invention concerne un outil d'assemblage, et en particulier un pistolet de traction, de type hydropneumatique, destiné à la pose de rivets. Dans le pistolet de l'invention,des mâchoires de traction tirent l'extrémité du rivet opposée à sa tête, et une pièce de réaction du pistolet applique une force de réaction contre la périphérie d'une douille entourant les gorges de verrouillage du rivet, au niveau des pièces à assembler, de façon à sertir la douille dans ces gorges, et à fixer ainsi l'élément d'assemblage, qui peut être un rivet borgne, ou un élément analogue. Le rivet est normalement saisi par les mâchoires de traction au niveau d'une queue qui, sous la force de traction, se casse au niveau d'une section affaiblie, une fois le rivet posé. Des outils d'assemblage de ce type sont décrits dans le brevet U.S. N 2 820 566, et dans le manuel technique de la Firme Huck Manufacturing Company , intitulé "200 Installation Tool, Instruction Manual1,, (1965). L'invention a pour objet un outil d'assemblage perfectionné présentant des caractéristiques nouvelles et avantageuses en ce qui concerne la soupape depoussée,et/ou en ce qui concerne la soupape d'équilibrage. L'invention a également pour but d'améliorer la fiabilité de outil, et la résistance des éléments d'assemblage posés à l'aide de l'outil. L'outil d'assemblage de l'invention est un pistolet de traction de type hydropneumatique qui est destiné à être utilisé avec un élément d'assemblage comprenant une douille et un rivet muni d'une tête, et cet outil comprend un corps comportant un premier cylindre et un second cylindre, et une tige de piston accouplée aux pistons des cylindres respectifs de façon à se déplacer d'un mouvement de va-et-vient dans ces pistons; une tête de pose comprenant un piston de traction et un piston de poussée ; et un dispositif de détente actionnant un circuit hydropneumatique. Ce circuit hydropneumatique comprend une soupape de poussée et une soupape d'équilibrage pouvant fonctionner de façon sélective de façon à actionner tout d'abord le piston de traction en appliquant un fluide sous pression contre ce piston, pour provoquer le serrage et la traction de la tige d'un rivet. ensuite, quand une pression prédéterminée s'est établie dans le circuit hydropneumastique, la soupape de poussée s'ouvre et le piston de poussée se déplace vers l'avant pour fixer une douille sur la tige du rivet. L'ouverture de la soupape d'équilibrage permet alors un mouvement vers l'arrière du piston de traction. Ce piston de traction est conçu de façon à tirer l'extrémité du rivet opposée à sa tête.Lorsque le dispositif de détente est relâché, il provoque un mouvement en sens inverse des pistons du premier et du second cylindre, ce qui ramène le piston de traction et le piston de poussée à leur position d'origine. La soupape de poussée comprend un ressort de compression et un piston de guidage montés dans une douille de façon à empêcher le gauchissement de ce ressort. L'invention sera décrite plus en détail en se référant aux dessins annexés sur lesquels -La figure 1 est une coupe longitudinale d'un pistolet de traction de type hydropneumatique -La figure 2 est une représentation latérale en élévation de l'outil de la figure 1 -La figure 3 est une coupe transversale selon la ligne 3-3 de la figure 1 ; et -La figure 4 est une représentation schématique du circuit hydropneumatique de l'outil des figures 1 à 3. Le mode de réalisation de l'invention qui est décrit fait partie d'un pistolet de traction de type hydropneumatique, à double effet, désigné globalement par la référence 5,qui convient particulièrement à la pose de rivets borgnes à verrouillage classiques,comme par exemple des rivets à élément de verrouillage conique, mais on notera que l'invention est susceptible d'autres applications. Le pistolet de traction 5 comprend un corps 6 qui définit un cylindre 7 dans lequel se trouve un mécanisme à piston pneumati que8.Le corps 6 comporte également un col 9 ne faisant qu'une seule pièce avec le reste du corps, et une tete hydraulique de pose 10, montée à l'extrémité du col 9 opposée au cylindre 7.Le col 9 sert de poignée, et définit également un cylindre 11, de forme allongée, dans lequel un mécanisme à piston hydraulique 12 est monté de façon à pouvoir être animé d'un mouvement de va-et-vient. Le cylindre 11 est empli d'un fluide hydraulique et le mécanisme à piston hy hydraulique 12 transmet à la tête de pose 10 la pression de fluide appliqlze sur le mécanisme à piston pneumatique 8. Une détente 14 est montée de façon pivotante sur le col 9 du corps, près de la tête 10. La détente 14 est accouplée à une vanne 20 (vanne pneumatique à quatre voies mieux visible sur les figures 3 ou 4), par l'intermédiaire de pièces d'accouplement 15 et 17 qui fonctionnent de façon à enfoncer le piston de détente 14t lorsqu'on appuie sur la détente. Le mécanisme à piston pneumatique 8 comporte un piston 24 qui est monté de façon à pouvoir effectuer un mouvement de vaet-vient dans le cylindre 7, et ce piston est accouplé par une tige d'entratnement 26 à un piston 28 monté de façon à pouvoir effectuer un mouvement de va-et-vient dans le cylindre 11. Avec une telle configuration, l'enfoncement de la détente 14 actionne la vanne pneumatique à quatre voies 20 (voir figure 4), par 1' l'in- termédiaire des pièces d'accouplement 15 et 4, comme il sera expliqué de façon plus détaillée ci-après. La tête de pose 10 du pistolet comporte un collier, ou des mâchoires de serrage (non représentés) qui servent à serrer et à tirer la tige d'un rivet au cours de la pose de celui-ci. Ces machoires sont vissées de manière classique dans un tube d'entratnement qui est lui-même vissé à la tige 44 du piston de traction. La tige de piston 44 est fixée au piston de traction 46, monté de façon à pouvoir effectuer un mouvement de va-et-vient dans un cylindre 48. Le fonctionnement de la tête de pose 10, au cours de la traction et de la fixation d'un rivet borgne, est similaire à celui décrit dans le brevet U.S. NO 2.820 566. On décrira maintenant le fonctionnement du pistolet de traction de type hydropneumatique, en se référant à la représentation schématique de la figure 4. Lorsqu'on enfonce à fond la détente 14, on enfonce également le piston de détente 14'J ce qui actionne la vanne pneumatique à quatre voies, 20, et permet à l'air de pénétrer sous le piston 24, par la canalisation 25. Le piston 24 se déplace ainsi vers le haut. L'air emprisonné au-dessus du piston pneumatique 24 peut s'échapper vers l'extérieur par l'intermédiaire de la canalisation 27,de la soupape à bille 29, en position ouverte et de la canalisation 31. L'air qui déplace le piston pneumatique 24 comprime également le réservoir 33 de façon à maintenir le plein d'huile dans le circuit hydraulique, et à empêcher la formation d'un vide. Simultanément, le piston hydraulique 28 se déplace vers le haut et la tige 44 du piston de traction commence à se déplacer vers l'arrière sous l'action de l'huile agissant sur le piston de traction 46, à l'intérieur du cylindre 48. Ceci provoque une action de serrage sur l'élément d'assemblage, non représenté. L'huile emprisonnée derrière le piston de traction 46 ouvre la soupape de surpression 52 et passe derrière le piston hydraulique 28, par 1' intermédiaire des canalisations 55, 57, 59, 61, 63, 63a, 63b, ou directement par la canalisation 65 . Plus précisément, l'huile emprisonnée derrière le piston 46 ouvre laspe de surpression 52 en exerçant une pression hydraulique sur celle-ci, et cette huile passe derrière le piston hydraulique 28 en empruntant la canalisation 65.A ce moment, la soupape d'équilibrage 51 est encore fermée. Simultanément, l'huile emprisonnée derrière le piston de traction 46 exerce une pression sur la soupape de poussée 70 qui est tarée de façon à s'ouvrir à une certaine pression, grâce au dispositif de réglage 73. Le réglage de la pression d'ouverture de cette soupape dépend de la taille de l'élément d'assemblage posé. Lorsque cette pression est atteinte, la soupape de poussée 70 s'ouvre sous l'action de la pression exercée sur elle par l'huile se trouvant dans la canalisation 75. L'huile sous forte pression qui est emprisonnée en avant du piston de poussée 45 peut alors s'écouler vers l'arrière du piston hydraulique 28, en empruntant la canalisation 77 et la canalisation 79, et ceci maintient toujours la soupape d'équilibrage 51 en position de fermeture. Ceci a pour effet de maintenir de l'huile emprisonnée derrière le piston de traction 46.Le piston de poussée 45 se déplace donc vers l'avant, en serrant la douille de verrouillage sur le rivet (ces éléments ne sont pas représentés). Dans ces conditions, la soupape d'équilibrage 51 maintient le piston de traction 46 en équilibre, tandis que le piston de poussée 45 se déplace vers l'avant. A la fin de ce mouvement, la soupape d'équilibrage 51 s'ouvre et le piston de traction 46 recommence à se déplacer vers l'arrière, sur toute sa course, en rompant la queue du rivet. Le cycle de traction de l'outil d'assemblage est alors terminé. On relâche ensuite la détente 14, et donc le piston de détente 14', ce qui introduit de l'air comprimé au sommet du piston pneumatique 24, et déplace ce piston vers le bas. L'air se trouvant sous le piston pneumatique 24 peut s'écouler par la canalisation 25 et le clapet anti-retour 25'. Ceci tire le piston hydraulique 28 vers le bas, et ouvre les clapets anti-retour 81 et 83. Dans ces conditions, le piston de traction 46 et le piston de poussée 45 peuvent retourner en position de repos. L'outil d'assemblage de l'art antérieur fabriqué par la Firme Huck sous la référence ',Model 200 Fastener Tool", s'est avéré très utile dans de nombreuses applications, mais présente un défaut au niveau de la soupape de poussée. Ce défaut se traduit le plus souvent par des variations erratiques de la charge du ressort de tarage, dues à la structure des soupapes de poussée de l'art antérieur. Ce défaut est plus marqué lorsque la pression d'ouverture de la soupape de poussée est réglée à une valeur éle vée, ctest-à-dire lorsque les ressorts utilisés dans ces soupapes de l'art antérieur sont soumis à un effort de compression élevé, et ont une tendance marquée à se gauchir. La structure correspondant à l'invention réduit la tendance au gauchissement du ressort, en empêchant le gauchissement de celui-ci sous des charges élevées, et la nouvelle structure du mécanisme de la soupape de poussée, décriteci-après, fonctionne extrêmement bien pour des réglages élevés de la pression d'ouvre ture de la soupape de poussée. Cette nouvelle structure de la soupape de poussée améliore également de façon notable la fiabilité de l'outil, et la résistance de l'élément d'assemblage. Le mécanisme de la soupape de poussée correspondant à l'invention comprend une vis de réglage 73, un ressort 101, un piston de guidage 103, et une douille 105. Le mécanisme de la soupape d'équilibrage correspondant à l'invention comporte une vis de retenue 511, un ressort 512, une pièce 513 jouant à la fois le rôle d'obturateur, de tige et de guide de ressort, et un siège de soupape 514. Le mécanisme de la soupape d'équilibrage de l'invention comporte trois avantages principaux. Tout d'abord, ce mécanisme est plus simple et plus efficace, et comporte moins d'éléments mécaniques que dans l'art antérieur. Ceci est également vrai pour le mécanisme de la soupape de poussée de l'invention. Secondement, le mécanisme de la soupape d'équilibrage de l'invention comporte une tige 513b dont la section présente une augmentation de l'ordre de 70 à 80 par rapport à l'art antérieur, ce qui augmente notablement la durée de vie de la soupape d'équilibrage 51.Troisièmement, le mécanisme de la soupape d'équilibrage de l'invention comporte un prolongement 5l3a qui accomplit deux fonctions. Ce prolongement sert de guide pour le ressort 512, ce qui augmente la durée de vie utile de ce ressort, et il est logé dans la pièce de retenue 511. En définissant de façon appropriée la géométrie de la pièce 513a et du logement 513c de la pièce de retenue, cette dernière sert de butée, ce qui évite d'utiliser une butée distincte, comme il était nécessaire dans le mécanisme des soupapes d'équilibrage de l'art antérieur. Cette butée distincte présentait de nombreux inconvénients. Elle était constituée par un fil d'acier cannelé et se rompait fréquemment sous l'action de l'élément portant la référence 53. Les fragments de la butée rompue étaient ensuite emmenés dans les différentes parties de l'outil par l'huile du circuit hydraulique > ce qui bouchait les orifices, endommageait les sièges et rendait l'outil inutilisable. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux dispositifs décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS -1. Outil d'assemblage constitué par un pistolet de traction de type hydropneumatique, destiné à être utilisé avec un élément d'assemblage comprenant une douille et un rivet muni d'une tête,cet outil comprenant un corps comportant un premier cylindre et un second cylindre, et une tige de piston accouplée à des pistons pouvant se déplacer d'un mouvement de va-et-vient dans les cylindres respectifs ; une tête de pose comprenant un piston de traction et un piston de poussée ; et un dispositif de détente faisant fonctionner un circuit hydropneumatique, caractérisé en ce que le circuit hydropneumatique comporte une soupape de poussée et une soupape d'équilibrage pouvant fonctionner de façon sélective pour actionner tout d'abord le piston de traction en appliquant un fluide sous pression contre ce piston, pour provoquer le serrage et la traction d'un rivet, la soupape de poussée s'ouvrant lorsqu'une pression prédéterminée est établie dans le circuit hydraulique, de façon à déplacer le piston de poussée vers l'avant, pour fixer une douille sur le rivet, la soupape d'équilibrage permettant le mouvement vers l'arrière du piston de traction, quand elle est ouverte ; ledit piston de traction étant conçu de façon à tirer l'extrémité du rivet opposée à sa tête ; le relâchement du dispositif de détente provoquant un mouvement en sens inverse des pistons logés dans le premier et le second cylindre, ce mouvement déterminant le retour du piston de traction et du piston de poussée en position initiale ; et la soupape de poussée comprenant un ressort de compression et un piston de guidage du ressort montés dans une douille, ce piston de guidage empêchant le gauchissement du ressort. -2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape d'équilibrage comporte un ressort de compression réglable, un siège de soupape, une pièce combinée comprenant une tige, un obtundxur et un guide de ressort, et une pièce de retenue.