Brevet FR2502034A1 — publié le 19820924

-La présente invention concerne un procédé pour fixer ensemble une pluralité de pièces au moyen d'un rivet, et plus précisément un tel procédé o le jeu dans les direc- tions à la fois longitudinale et transversale par rapport à la tige du rivet est sensiblement éliminé. Lors de la fabrication d'appareils de précision tels que des dispositifs de réglage du carburant des moteurs à turbine à gaz, des raccordements rivetés de pièces rela- tivement mobiles sont exigés. Dans les dispositifs de régla- ge du carburant des moteurs à turbine à gaz, de telles pièces comprennent des leviers, des tringles etc. qui pivotent en réponse à la demande de l'opérateur et aux conditions de fonctionnement du moteur, et la précision du flux de carburant amené au moteur par le dispositif de réglage dépend en grande partie de la précision du mouvement de tels éléments pivotables. Typiquement, les rivets disponibles dans le commerce utilisés pour de tels raccordements comprennent une première tête élargie comportant une surface interne plane et une tige généralement droite s'étendant perpendiculairement par rapport à la surface interne, la jonction entre la première tête et la tige comprenant un arrondi. Le raccordement est réalisé par l'insertion de la tige du rivet au travers d'ouvertures alignées dans les pièces et par la déformation de l'extrémité de la tige pour former une seconde tête élargie, les pièces étant piégées entre les deux têtes du rivet. La qualité du raccordement riveté, (l'absence de jeu dans celui-ci) est une fonction de la précision avec laquelle les ouvertures des pièces s'ajus- tent avec la tige qu'elles recoivent et la précision avec laquelleles têtes du rivet butent contre les surfaces externes des pièces. Il a été déterminé que la non-unifor- mité des diamètres des tiges des rivets disponibles dans le commerce, ainsi que ue la forme de la tête, et de la géométrie' f'arrondi à la jonction tête -tige, ainsi que l'excentricité tête-tige, rendent l'obtention de raccorde- ments pivotables, uniformes, sans jeu indésirable, difficile pour ne pas dire impossible avec les techniques de rivetages connues. -2- Un autre problème associé aux raccordements rivetés au moyen des techniques connues est que, lorsqu'on chauffe le raccordement là o des matières adhésives utilisées dans l'appareil sont cuites, ou lorsque le raccordement est utilisé dans un environnement chaud, une relaxation et un allongement permanent du rivet peuvent en résulter contribuant davantage à créer un jeu dans le raccordement. Il est un but de la présente invention de mettre en oeuvre un procédé pour assembler une pluralité de pièces par rivetage o on réduit le jeu dans l'assemblage riveté de telle façon que le fonctionnement de l'assemblage sous des conditions thermiques variables ne résulte pas en un jeu exagéré dans le raccordement. Selon la présente invention, la tête fabriquée du rivet est d'abord remise en forme de telle façon que la surface interne de celle-ci prenne une forme concave et la surface en section transversale de l'arrondi est réduite pour favoriser l'ajustement entre la tête et la pièce adjacente_. La tige de rivet est alors insérée au travers d'ouvertures alignées dans les pièces et les pièces sont pressées contre la tête fabriquée, applatissant ainsi la surface interne de la tête contre la pièce adjacente. Alors que les pièces sont maintenues pressées contre la première tête, une seconde tête élargie est formée à l'extrémité libre de la tige dans un contre-alésage réali- sé dans une des ouvertures de sorte que la longueur requise du rivet est réduite au minimum pour diminuer la dilatation du rivet sous des conditions de températures élevées. Pour que l'invention puisse être mieux comprise, référence est faite aux figures suivantes o: La figure 1 est une vue, partiellement en coupe, de la première étape du procédé selon l'invention au cours de laquelle la surface interne de la tête fabriquée du rivet est remise en forme pour avoir une forme permettant un raccordement riveté avec un minimum de jeu. La figure 2 est une vue en coupe montrant la tête du-rivet remise en forme au cours de l'étape montrée dans la figure 1. -3- La figure 3 est une vue partiellement en coupe de la troisième étape du procédé selon l'invention o des pièces sont pressées contre la tête fabriquée du rivet pour la diminution du jeu entre les pièces et une conforma- tion précise de la géométrie de la tête avec la pièce adjacente à celle-ci. La figure 4 représente l'étape finale du procédé selon l'invention o une seconde tête est formée à l'extré- mité libre de la tige du rivet. Dans la figure 1, un rivet typique, disponible dans le commerce est montré en 10,comprenant une première tête ou tête fabriquée 15 comportant une surface interne généralement plane et une tige 25 s'étendant perpendicu- lairement à partir de celle-ci, la jonction entre la tête et la tige étant définie par un arrondi 30. On peut voir que si un tel rivet était inséré dans une ouverture d'une pièce ayant une surface externe plate, l'arrondi 30 écar- tera la surface interne 20 de la tête de la surface externe de la pièce ce qui résulterait en un jeu parallèle à l'axe longitudinal du rivet. Sans changer la géométrie du rivet, le seul moyen pour fixer avec précision la surface interne sur une pièce adjacente serait de réaliser une ouverture de pièce pour recevoir la tige, suffisam- ment large en section transversale pour tenir compte de l'arrondi. Cependant, ceci résulterait en un jeu trans- versal excessif dans le raccordement résultant, ce qui est également indésirable.- Selon la présente invention, la tête fabriquée 15 est préformée pour réduire la surface en section trans- versale de l'arrondi et pour modifier la surface interne plane en une surface concave de la manière représentée dans la figure 1. Dans la figure 1, le rivet est inséré dans un alésage 35 créé dans une matrice 40 comprenant une surface 45 de formaqe convexe (conique) et est compriim entre la matrice 40 et un élément de support o fixe 47 comprenant un creux 50 généralement conique. La forme conique du creux 50 garantit que la force de préformage est répartie uniformément autour de la tête du rivet pour obtenir le préformage uniforme autour de la périphérie de -4- la tète. La compression de la tête du rivet entre la pièce fixe 47 et la matrice résulte en une forme de rivet montrée dans la figure 2. Dans la figure 2, on peut voir que la surface en section tranversale de l'arrondi est sensiblement réduite de telle façon, qu'en section transversale, la surface interne 20 et la surface externe définissent un angle généralement aigu. En outre, on peut voir que la surface interne, après préformage, n'est plus plane mais prend une forme concave (conique). D'après la figure 3, une fois que la tête de rivet a été préformée selon le procédé décrit ci-dessus, on instre la tige du rivet dans les ouvertures alignées prévues pour recevoir cette tige, dans les pièces 55 et 60. L'ouverture dans la pièce 60 comporte un contre-alésage en 65 et une fraisure en 70, le contre-alésage permettant à la tige d'être sensiblement plus courte que l'épaisseur combinée des pièces. On a découvert que la dilatation longitudinale du rivet à cause des cycles thermiques subis par le raccordement et à cause de l'allongement élastique du rivet peut être sensiblement réduite en réduisant au minimum la longueur du rivet ainsi que cela est permis par le contre- alésage 65. La fraisure 70 favorise le passage de la matiè- re de la tige ou son mouvement lorsque l'extrémité de la tige est déformée en une seconde tête. Pour éliminer les espaces entre les pièces et entre la pièce 55 et la premiè- re tête 15, les pièces sont pressées contre la surface interne de la tête entre l'outil fixe 47 et un poinçon ou pilon creux 75. En plus de réduire de tels espaces, ce pressage applatit la surface interne concave 20, soumettant les parties radialement externe de la tête de rivet à une prétension de sorte que, lorsque l'extrémité de la tige est déformée en une seconde tête, les pièces sont ferme- ment saisies par le rivet entre les têtes de celui-ci. Alors que les pièces restent pressées contre la première tête 15 au moyen du pilon creux 75, l'extrémité de la tige 25 est formée en une seconde pièce élargie par compression du rivet le long de l'axe longitudinal de celui-ci entre l'outil fixe 47 et un poinçon solide 85, _5- achevant ainsi le raccordement riveté. (Figure 4). Ainsi qu'on l'a décrit ci-dessus, les tolérances de fabrication des rivets disponibles dans le commerce sont telles que le diamètre de la tige et la géométrie de la tête fabriquée et de l'arrondi varient de façon significative ainsi que l'excentricité tête-tige. Pour adapter des tiges de diamètre variable, les ouvertures dans les pièces 55 et 60 pour recevoir la tige doivent être légèrement plus grandes que le diamètre maximum de la tige que l'on rencontrerait dans les rivets disponi- bles dans le commerce ayant des caractéristiques données. Donc, on peut voir dans la figure 3 que la tige et les ouvertures pour recevoir la tige définissent un jeu entr'elles qui, s'il est laissé tel quel, causerait un jeu substantiel dans l'assemblage fini. Si ce n'était le contre-alésage de la pièce 60 qui permet la réduction au minimum de la longueur du rivet, avec la formation d'une seconde tête par les techniques connues,on risquerait une déformation de la tige en créant un gauchissement dans les ouvertures pour recevoir la tige. Cependant, la compression d'une tige 25 de longueur minimum pour la formation d'une tête 80 empêche ce gauchissement décrit ci-dessus, associé à la formation de la tête dans les procédés connus dans la technique. Bien plus, la formation de la tête 80 résulte en un "dimensionnement " ou expansion (élargissement) de la section transversale de la tige pour l'ajuster avec précision aux dimensions des ouvertures pour recevoir la tige dans les pièces, réduisant encore davantage le jeu dans l'assemblage. Par conséquent, on peut voir que le procédé de la présente invention élimine sensiblement tout jeu dans le raccordement riveté ainsi formé. Le dimensionnement ou élargissement de la partie tige garantit un ajustement presque parfait entre la tige et les ouvertures des pièces. Le préformage de la tête du rivet réduit au minimum le jeu dû à l'arronc. i et ajuste la surface interne de la tête en vue d'une rétention ferme des pièces entre les têtes des rivets. Le maintient du pressage des pièces contre la première tête alors que la seconde tête est formée, réduit - 6au minimum le risque qu'il se produise un espace entre les pièces elles-mêmes ou les pièces et la première tète. Le fraisage de la tête des rivets réduit au minimum la dilatation thermique du rivet et le jeu au raccordement qui peut en résulter. -7- Revendications: 1. Procédé pour fixer ensemble une pluralité de pièces au moyen d'un rivet comprenant une première tête élargie comportant une surface interne généralement plane et une tige s'étendant perpendiculièrement à partir de cette surface interrne,le raccordement entre cette tête et cette tige étant défini par un arrondi, ce procédé consistant à créer des ouvertures alignées dans ces pièces pour recevoir cette tige de rivet, à insérer cette tige dans ces ouvertureset à déformer l'extrémité libre de cette tige pour former une seconde tête élargie, caractérisé en ce qu'avant cette formation de la secon- de tête élargie (80): a) on reforme simultanément cette surface interne (20) en une forme concave et on réduit la surface en section transversale de cet arrondi (30) par compression de cette tête (15) à cette surface interne (20) contre une première matrice (40) ayant une surface de formage (45) convexe, et ensuite b) on presse ces pièces (55,60) contre cette première tête (15) élargie pour éliminer les espaces entre les pièces (55,60) et entre cette première tête élargie (15) et la pièce (55) adjacente à celle-ci. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ce pressage de ces pièces (55,60) contre cette première tête (20) est maintenu prendant la formation de cette seconde tête (80). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé,en outre,ence que cette première tête (20) à la surface externe de celle-ci est reçue dans un creux (50) d'une pièce fixe (47) étendant cet élargissement de cette tige(25) peidant ce pressage de ces pièces (55,60) contre cette première tête (15) et pendant la formation de cette seconde tête (80). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ce creux (50) de la pièce fixe (47) est généralement de forme conique. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce qu'on réalise une fraisure (70) à l'ouverture -8- de la pièce (55) adjacente à l'endroit de formation de cette seconde tête (80). 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce qu'on réalise un contre-alésage (65) à l'ouver- ture de la pièce (55) adjacente à l'endroit de la formation de cette seconde tête (80), cette seconde tête (80) étant formée à l'intérieur de ce contre-alésage (65) de sorte que la longueur requise du rivet (20) est réduite au minimum pour diminuer la dilatation lontitudinale de ce rivet à la fois à cause de la dilatation thermique et de l'allongement élastique de celui-ci.