Brevet FR2532206A1 — publié le 19840302

La présente invention concerne la ségrégation et la présentation automatique des rivets et autres éléments de fixation pour leur mise en place dans les trous prévus pour les recevoir. Dans les industries de construction mécanique, on utilise couramment les liaisons par rivets ou par vis pour assurer l'assemblage des divers éléments d'un ensemble. Ainsi, dans le domaine de l'aéronautique pour ne citer qu'un exemple parmi d'autres, la fixation du revêtement extérieur sur la structure interne d'un avion s'opère généralement au moyen de rivets, ce qui représente une quantité énorme de rivets à manipuler et à mettre en place. I1 existe des systèmes d'alimentation automatiques de rivets adaptés sur des riveteuses automatiques dont l'utilisation est limitée aux panneaux de grandes surfaces et pour lesquelles l'accessibilité est aisée. En général, ces machines sont très volumineuses, très onéreuses et très compliquées.Or, généralement, les assemblages s'effectuent in situ et la mise en place des éléments de liaison se fait manuellement car seule la méthode manuelle assure une souplesse suffisante pour accéder à des zones et en des positions particulières. Dans le domaine de la robotique, on peut imaginer l'utilisation de certains robots capables un jour de suppléer et de remplacer l'homme dans ce type d'opérations. Mais dans le secteur aéronautique le coût représenté par un tel investissement rapporté au nombre réduit des séries à fabriquer, limite pour le moment les recherches dans ce domaine. On connaît des marteaux-riveurs pneumatiques de type manuel munis à leur extrémité d'une bouterolle et qui par percussions permettent d'obtenir une rivure à l'extrémité opposée à la tête du rivet par compression et écrasement entre ladite bouterolle et un tas qui lui est opposé. L'alimentation en rivets de ces marteaux-riveurs s'effectue manuellement : on prélève unitairement chaque rivet dans le bac de stockage, on le présente (problème de centrage compte tenu des tolérances) et on l'introduit dans l'alésage correspondant. Encore faut-il que le rivet reste en place, ce qui n'est pas toujours évident en fonction de la configuration occupée dans l'espace par le rivet et de l'accessibilité qu'il présente la tête du rivet doit rester en contact avec la portée prévue pour le recevoir. Les diverses méthodes de savoir-faire utilisées à cette fin présentent toutes des inconvénients. Ainsi, l'utilisation d'une bande adhésive permettant le maintien des têtes de rivets en contact des tôles, si elle permet de préparer plusieurs rivets à l'avance, est très difficile à retirer après qu'elle ait été écrasée lors de l'opération de formation de la rivure. Ainsi, également, l'emploi de graisse interposée entre le rivet et le trou et qui joue le rôle de colle est prohibitif pour des raisons techniques et économiques (conductibilité électrique, ...). Le but principal de la présente invention est de remédier aux-inconvénients précités et de réaliser un dispositif capable d'alimenter instantanément et de présenter automatiquement les rivets fût en avant, dans le conduit situé en bout de bouterolle des marteaux-riveurs. Un autre but de l'invention est de supprimer la prise en main, et de maintenir le rivet coincé, fût en avant, pendant la phase de présentation, de l'introduire dans l'alésage correspondant et d'être prêt à la percussion. Un autre but est d'améliorer la qualité du rivetage en obtenant une percussion de la bouterolle parfaitement dans l'axe du rivet et de l'alésage afin d'assurer une absence de déviation de la tête ou de la rivure lors de l'opération de rivetage. Un autre objectif est de réduire de façon très notable le temps de travail de l'opérateur qui tient le marteauriveur et de son assistant qui tient le tas en contre-coup. La présente invention permet d'atteindre les buts précités grâce à la réalisation d'un dispositif de présentation automatique des rivets ou autres éléments de fixation qui est agencé en bout de bouterolle d'un marteau-riveur pneumatique d'un type quelconque connu, ledit dispositif étant relié au moyen d'un conduit souple à un distributeur d'un type quelconque connu, comme par exemple, du type trémie ou bol vibrant, qui est actionné, automatiquement ou au coup par coup pour acheminer un rivet en bout de dispositif de présen tation fût en avant. Le dispositif de présentation est agencé, conforme mément à l'invention de façon telle que dès qu'un rivet se trouve en position de-présentation fût en avant, à l'extrév mité du dispositif, l'opérateur n'a plus qu'à le faire péné- trer, par pression sur le marteau-riveur, dans le trou d'assemblage qui lui est destiné pour provoquer automatiquement la mise en place parfaite du rivet et la mise en contact de la bouterolle du marteau-riveur avec leXrivet et procéder alors à la rivure. Dès que celle-ci est terminée, un nouveau rivet est acheminé en position de présentation dans le dispositif et ainsi de suite sans que l'opérateur ait à prendre en main des rivets à un moment quelconque. Le dispositif de présentation conforme à l'invention se caractérise par le fait qu'il se compose i d'une pince de forme cylindro-conique disposée coaxialement à l'extrémité de la bouterolle d'un marteau-riveur pneumatique et constituée d'une demi-coquille supérieure et d'une demi-coquille inférieure qui s'articulent à leur partie arrière sur deux axes assurant leur liaison independamment de la bouterolle, cesdites demi-coquilles venant en appui d'une pièce de support, elle-e susceptible de coulisser sur une tige fixée à la carcasse du marteauriveur, contre l'action d'un système de rappel élastique ; d'un conduit débouchant dans la partie cylindrique de l'une des deux demi-coquilles et permettant -l'acheminement d'un rivet provenant d'un distributeur pneumatique, dans la partie conique antérieure de la pince où il se trouve coincé le fût en avant et faisant saillie hors de la pince, sous l'action d'un système élastique rappelant les deux demicoquilles l'une contre l'autre ; et dsun systèmé de liaison entre la bouterolle et les deux demi-coquilles, qui est agencé de façon que lorsque l'operateur, après avoir introduit le fût du rivet dans l'alésage qui lui est destiné et jusqu"à contact de la pince avec le plan d'appui de la tête du rivet, poursuit sa pression sur le marteauriveur, cette pression provoque le déplacement vers l'avant de la bouterolle en meme temps que l'ouverture de la pince puis la mise en contact de la bouterolle sur la tête du rivet, moment auquel l'opérateur peut procéder à la rivure, après quoi l'ensemble revient à sa position première sous l'action des systèmes de rappel. D'autres caractéristiques, avantages et particularités de la présente invention ressortiront de -la description qui en est donnée ci-après en référence aux dessins annexés représentant, schématiquement et simplement à titre d'exemple nullement limitatif, une forme de réalisation possible de ladite invention. Sur ces dessins la figure 1 est une vue schématique de l'ensemble des moyens mis en oeuvre pour réaliser un système conforme à l'invention t la figure 2 est une vue de détail à plus grande échelle représentant , en coupe longitudinale axiale le dispositif de présentation proprement dit conforme à l'invention tel qu'il se présente, une fois monté sur un marteau-riveur pneumatique d'un type connu représenté en élévation, le rivet étant en place prêt à être présenté dans un alésage t la figure 3 est une vue de détail analogue à celle de la figure 2, mais le dispositif de présentation étant représenté, cette fois, tel qu'il se présente, le rivet étant introduit dans l'alésage qui lui est destiné ;; la figure 4 est une vue de détail à plus grande échelle représentant en coupe longitudinale axiale le dispositif de pince de réception et de maintien du rivet, ce dernier étant représenté dans trois positions sucessives qu'il occupe au cours de son acheminement vers sa position en bout de pince, de la figure 2 la figure 5 est une vue de détail représentant la demi-pince supérieure, vue du dessous avec coupe partielle suivant la ligne V-V de la figure 2 et la figure 6 est une vue de détail représentant la charnière d'articulation des deux demi-pinces en coupe transversale suivant la ligne VI-VI de la figure 2. L'ensemble des moyens mis en oeuvre pour réaliser un système conforme à l'invention dont le but principal est de réaliser un dispositif capable d'alimenter instantanément et de présenter automatiquement les rivets, fût en avant, dans le conduit situé en bout de bouterolle des marteaux-riveurs, est schématisé sur la figure 1. Ces moyens sont essentiellement constitués par un marteau-riveur pneumatique d'un type quelconque connu désigné par la référence générale 1 ; un dispositif de présentation automatique des rivets désigné par a référence générale 2 qui est aménagé.en bout de la bouterolle lAdu marteauriveur ; un système de montage désigné par la référence géné- rale 3 qui permet, tout à la fois, le maintien du dispositif 2 dans une position initiale par rapport à la carcasse 1B du marteau-riveur ainsi que son coulissement coaxial par rapport à la bouterolle 1 pour l'amener dans une position finale un conduit souple désigné par la référence générale 4 reliant le dispositif de présentation des rivets 2 à un distributeur de rivets d'un type quelconque connu, comme par exemple à trémie ou bol vibrant, désigné par la référence générale 5. Il y a lieu de noter que ce distributeur a pour but d'amener automatiquement chacun des rivets qu'il contient, tel que le rivet 6, à l'embouchure du conduit souple 4, le fût en avant. Un système de commande pneumatique, schématisé en 7, permet d'acheminer chacun des rivets, le rivet 6 en l'occurrence, jusqu'au dispositif de présentation 2, via le conduit souple 4. Bien évidemment, on peut déClencher la sélection et l'arrivée d'un rivet dans le dispositif 2 en actionnant le système de commande 7 de toute façon appropriée. C'est ainsi par exemple que le système de commande 7, peut être une commande au pied actionné, au coup par coup, par l'opérateur'. Toutefois, il est préférable d'actionner le système de commande 7 par l'intermédiaire du mouvement de recul de la bouterolle 1A, à la fin de l'opération de rivetage sur le rivet précédent. De toute façon, le système suivant l'invention rend inutile toute prise en main des rivets par l'opérateur. D'une façon plus particulière, le dispositif de présentation proprement dit, schématisé en 2 et 3 sur la figure 1, et représenté en détail sur les figures 2 à 6, se compose d'une pince métallique de forme générale cylindro-conique constituée d'une demi-coquille supérieure 8 et d'une demi-coquille inférieure 9 qui s'articulent à leur partie arrière sur deux axes transversaux 10A et lOB assurant leur liaison indépendamment de la bouterolle. Une pièce en forme de fourche 11 comporte à sa partie supérieure un orifice cylindrique 12, qui permet de la monter sur l'extrémité d'une tige creuse 13 et de la faire coulisser le long de cette tige dont l'autre extrémité est fixée dans un support 14 fixé, lui-même, par une vis 15 sur la carcasse 16 du marteau-riveur 1.Un ressort de compression 17 est adapté sur la tige 13, entre le support 14 et la fourche 11, de façon que l'ensemble fourche 11 - demi-coquilles 8-9 soit constamment sollicité vers l'avant. Par ailleurs il y a lieu de noter que les différents éléments décrits ci-dessus ont des dimensions adaptées pour que la partie cylindrique arrière des demi-coquilles 8, 9 soit disposée autour de la partie avant de la bouterolle 1A et que cette dernière puisse coulisser à l'inte- rieur des demi-coquilles et provoquer l'ouverture de la pince comme on va le décrire en détail plus loin. I1 y a lieu de remarquer que la partie antérieure de la bouterolle 1A comporte une butée ou goupille de maintien 18, qui a pour but d'empêcher la fourche 11 d'échapper à la tige 13 sous l'action du ressort 17, et de limiter la course vers l'avant de l'ensemble fourche 11 - demi-coquilles 8-9 à la position antérieure représentée sur la figure 2. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la demi-coquille inférieure 9 comporte un conduit 19 incliné vers le bas dans la direction arrière qui débouche à son extrémité avant dans la partie cylindrique de ladite demi-coquille 9 et, sur l'extrémité arrière duquel vient s'adapter le conduit souple 4. On voit immédiatement que le conduit 19 permet l'acheminement des rivets successifs provenant du distributeur 5, via le conduit souple 4, dans la partie antérieure de la pince. Afin que les demi-coquilles 8 et 9 puissent bien guider les rivets sans qu'ils soient déviés dans leur trajectoires les parties avant 8A et 9A de ces coquilles sont coniques et se raccordent aux parties cylindriques 8 et 9. D'une façon plus détaillée on voit, en se reportant plus particulièrement à la figure 4 qui est à plus grande échelle que l'axe longitudinal Y-Y' du conduit 19 fait un angle eN d'environ 300 avec l'axe X-X' passant par'axe de la bouterolle 1A, et l'axe du rivet représenté dans la position de présentation 6C, étant à noter que le même rivet a été également représenté en trait mixte dans deux autres positions intermédiaires successives, respectivement 6a lorsqu'il se trouve encore dans le conduit 19 et 6b lorsqu'il pénètre, sous l'effet de la pression de l'air, dans la zone conique 8Ar 9A des demi-coquilles. te point P, situé à l'intersection des axes XX' et YY', correspond sensiblement au début de l'étranglement de la partie cylindrique intérieure des demi-coquilles 8-9.La partie conique 8A, 9A de ces demicoquilles, s'étend sur une longueur égale à environ deux fois le diamètre nominal du rivet et se termine par une ouverture cylindrique 20 dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre nominal du rivet de façon que soit exercé un pincement sur le fQt dudit rivet, lorsqu'il se trouve en position de présentation 6c. Dans cette position de. présentation, la tête T du rivet vient se loger dans une gorge circulaire 21 pratiquée dans la partie conique interne 8A et 9A des demicoquilles formant pince et empêche ledit rivet de reculer. Un ressort torique 22 rappelle les deux demi-coquilles formant pince l'une contre l'autre en position fermée, ledit ressort 22 étant logé dans une gorge 23 creusée sur la périphérie de la demi-coquille supérieure 8 et s'appuyant sur la face externe du conduit 19 de la demi-coquille inférieure 9. Enfin, les tranches des parties cylindriques des deux demi-coquilles 8 et 9 qui viennent en regard l'une de l'autre sur la longueur de la bouterolle 1A, lorsque la pince est fermée, comme représentée sur les figures 1, 2 et 4, sont creusées de façon à déterminer des lumières latéra- les 24 dans lesquelles sont logées les extrémités de la butée ou goupille de maintien 18 dont est munie la bouterolle 1A. On voit immédiatement que lorsque l'ensemble des demi-coquilles 8 et 9 reçoit un mouvement relatif par rapport à la bouterolle 1A dans le sens de la flèche F de la figure 4 (pour les raisons que l'on va décrire en détail plus loin dans le fonctionnement du dispositif selon l'invention) il arrive un moment où la butée 18 de la bouterolle 1A, se trouve dans la position relative représentée en pointillé sur la figure 4 c'est-à-dire à l'extrémité de la lumière 24. Il ressort à l'évidence que tout mouvement complémentaire de ltensemble des demi-coquilles 8, 9 dans le sens de la flèche F va provoquer automatiquement l'ouverture de la pince. Du point de vue fonctionnement du dispositif selon l'invention on voit, en partant de la figure 2 pour laquelle un rivet se trouve dans la position 6 c1 est-à-dire coincé en bout de pince, et prêt à être présenté dans l'alésage 25 qui lui est destiné, l'opérateur du marteau-riveur 1 aligne le fût du rivet 6c et l'axe du trou 25 et exerce une poussée c pour introduire le rivet dans son logement, jusqu'à ce que la face avant de la pince 8A-9A vienne en butée contre la face d'entrée du trou qui va constituer le plan d'appui 28 de la tête du rivet.Plus particulièrement à partir de cet instant la pression exercée provoque la caWpression du ressort de rappel 17 ainsi que le déplacement vers l'avant de la bouterolle 1A, puis, à partir du mazent où la butée 18 arrive en fin des lumières 24, le deplacement de la bouterolle 1A et en même temps l'ouverture dela pince et enfin la mise en contact de la bouterolle sur la tête du rivet alors en position 6d. Le dispositif se trouve alors dans la position représentée sur la figure 3. La poussée axiale de l'opérateur étant maintenue il suffit que celui-ci commande la percussion par la détente 27 du marteau-riveur pour procéder à la rivure contre le tas schématisé en 26, maintenu en contre coup par l'assistant. Lorsque la rivure est terminée et que l'opérateur abandonne toute pression, un nouveau rivet est acheminé, par action automatique ou volontaire du système de commande 7 du distributeur 5, comme cela a été décrit précédemment et l'on se retrouve, dans la position initiale de la figure 2 pour la pose d'un nouveau rivet. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre préférentiel et qu'on pourra apporter des équivalences dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de ladite invention, lequel est défini dans les revendications annexées. C'est ainsi par exemple qu'on reste dans'le cadre de l'invention pour un dispositif de présentation de rivets dans lequel l'alimentation s'effectuerait côté tas de rivetage, celui-ci étant placé du côté de la tête du rivet et qu'on opèrerait la rivure à l'aide du marteau-riveur par frappe sur le fût du rivet. REVENDICATIONS 1. Dispositif de présentation automatique des rivets et autres éléments de fixation pour leur mise en place dans les trous prévus pour les recevoir au moyen d'un marteauriveur pneumatique d'un type quelconque connu, dispositif ca ractérisé par le fait qu'il se compose : d'une-pince (2) de forme cylindro-conique disposée coaxialement (X X') à l'extrémité de la bouterolle (1A) d'un marteau-riveur pneu matique (1) et constituée d'une demi-coquille supérieure (8-8A) ) et d'une demi-coquille inférieure (9-9A) qui s'arti- culent: a leur partie arrière sur deux axes (lOA-lOB) assurant leur liaison indépendamment de la bouterolle, ces deux demi-coquilles venant en appui d'une pièce de support (11), elle-meme, susceptible de coulisser sur une pièce (13) fixée à la carcasse (16) du marteau-riveur, contre l'action d'un systyle de rappel élastique (17) ; d'un conduit (19) débou- chant dans la partie cylindrique de l'une des deux demi-coquilles (8-9) et permettant l'acheminement d'un rivet (6) provenant d'un distributeur pneumatique (5), dans la partie conique antérieure (8A"9A) de la pince ou il se trouve coincé (6c) le fût en avant et faisant saillie hors de la pince, sous l'action d'un système élastique (22) rappelant les deux demi-coquilles l'une contre l'autre ; et d'un système de liaison (18-24) entre la bouterolle(lA) et les deux demicoquilles, qui est agencé de façon que lorsque l'opérateur, après avoir introduit le fût du rivet (6c) dans l'alésage (25) qui lui est destiné jusqu'à contact de la pince (2) avec le plan d'appui de la tête du rivet (28), poursuit sa pression sur le marteau-riveur (1), cette pression provoque le déplacement vers l'avant de la bouterolle (1A) en même temps que l'ouverture de la pince (2) puis la mise en contact de la bouterolle (1A) - sur la tête (T) du rivet (6d) moment auquel l'opérateur peut procéder à la rivure, après quoi l'ensemble revient à sa position première, sous l'action des systèmes de rappel (17-22). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe longitudinal (Y-Y') du conduit (19) acheminant les rivets successifs dans la pince (2) fait un angle de l'ordre de 300 avec l'axe longitudinal (XX') de la bouterolle (1A) le point de rencontre (P) des deux axes longitudinaux (XX'-YY') correspondant sensiblement au début de la partie conique (8A-9A) de la pince, cette partie conique se terminant,d'une part, par un orifice (20) dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre nominal du rivet (6c) pour en assurer le coincement, d'autre part, comporte une gorge circulaire (21) dans laquelle vient se loger la tête (T) du rivet. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le système de liaison entre la bouterolle et les deux demi-coquilles est consti tué d'une butée (18) solidaire de la bouterolle (1A) r dont les extrémités coulissent dans deux lumières latérales (24) pratiquées, pour moitié chacune, dans les parties cylindriques haute et basse (8 et 9) des demi-coquilles de façon que lors du déplacement de la bouterolle (1A) à l'intérieur de la pince, la butée, lorsqu'elle arrive en fin de course desdites lumières latérales, provoque l'ouverture automatique de ladite pince. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 d 3, caractérisé en ce que le conduit (19) solidaire d'une des demi-coquilles est relié par un conduit souple (4) à un distributeur automatique pneumatique des rivets (6) d'un type quelconque connu muni d'un système de commande (7) permettant d'acheminer, au moment opportun, chacun des rivets successifs dans la pince (2).