Brevet FR2598640A1 — publié le 19871120

La présente invention concerne un procédé de rivetage de tôles, permettant notamment la réalisation d'une machine de rivetage suffisamment légère et compacte pour être mobile et utilisable selon de nombreuses modalités et en toutes positions. L'invention couvre d'ailleurs une telle machine pour la mise en oeuvre du procédé. De façon générale, dans le domaine du rivetage de tôles, le procédé actuel consiste à immobiliser les tôles entre deux mâchoires et à effectuer les opérations de perçage, de fraisurage et de présentation du rivet à partir d'un côté d'une mâchoire, en principe une mâchoire supérieure, puis à effectuer l'opération d'écrasement de la queue du rivet sur une bouterolle mobile que l'on commande à partir du côté de la mâchoire opposée, ou la mâchoire inférieure. Cette manière de procéder conduit à la réalisation de machines lourdes et encombrantes constituées par un bâti en C dont les extrémités libres forment les mâchoires. La mâchoire supérieure est munie des organes mécaniques nécessaires d'immobilisation, de perçage-fraisurage, généralement hydrauliques, ainsi que des organes d'alimentation et de présentation des rivets, éventuellement de leur encollage préalable.Au niveau de la mâchoire supérieure, on effectue l'immobilisation au moyen d'un vérin dont la semelle d'appui est évidée de manière à y introduire dans l'axe les organes de perçage et de fraisurage, que l'on amène en place par translation. Du fait que l'on maintient actif l'organe d'immobilisation pendant le cycle de rivetage, on est obligé d'assurer l'opération d'écrasement à l'opposé dudit organe, c'est-à-dire du côté de la mâchoire inférieure. A cet effet, celle-ci comporte un vérin convenable que l'on commande en position active en direction de la mâchoire supérieure. Selon cette manière de procéder à la réalisation du cycle de rivetage, les deux mâchoires sont chacune munie d'organes mécaniques relativement encombrants qui ne permettent pas d'envisager une réduction des dimensions de la machine en vue de la rendre transportable. La présente invention vise donc à remédier à ces inconvénients en fournissant un procédé de rivetage permettant de conduire à la réalisation d'une machine d'encombrement réduit, légère et transportable. Conformément au procédé selon l'invention, dans lequel on maintient les tBles accolées et l'on effectue le perçage, le fraisurage et la mise en place du rivet à partir de la première face desdites tôles, on constitue selon l'axe du rivet, du côté de la seconde face des tôles, deux surfaces coaxiales comprenant une surface d'appui périphérique mobile à recul élastique taré et une surface intérieure fixe en retrait d'une certaine distance par rapport à ladite surface périphérique, on maintient constante cette distance pendant les opérations de perçage, fraisurage et présentation du rivet, puis l'on réduit ladite distance en appliquant une force d'écrasement à l'encontre de ladite surface intérieure fixe, tout en maintenant la surface d'appui périphérique au contact de la seconde face des tôles, moyennant quoi on effectue tous les stades opératoires y compris l'écrasement de la queue de rivet, à partir du côté de la première face des tôles. En procédant de cette manière, on peut en particulier réaliser une machine légère et peu encombrante où tous les organes moteurs sont disposés d'un même côté par rapport aux surfaces à traiter, ce qui assure une utilisation aisée en toutes positions, même en des endroits jusqu'à maintenant difficilement accessibles. Ainsi, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la machine selon l'invention, comprenant un bâti en C dont la première branche est munie d'un vérin d'immobilisation des tôles, d'organes mobiles de perçagefraisurage, d'alimentation et de présentation des rivets selon l'axe passant par les branches du bâti, comporte en outre sur sa première branche un vérin d'écrasement axial, tandis que sa seconde branche comporte un dispositif de rappel élastique relié à un coulisseau axial dont l'extrémité dirigée vers la première branche forme une surface d'appui périphérique au centre de laquelle est disposée une bouterolle fixe par rapport à la seconde branche, l'extrémité de ladite bouterolle étant en retrait par rapport à l'extrémité du coulisseau d'une distance correspondant à la course réglable du dispositif de rappel élastique. Suivant une autre caractéristique, les organes de perçage-fraisurage et d'alimentation en rivets sont montés en un bloc mobile avec la tige du vérin d'immobilisation et le support de l'organe de perçage-fraisurage est en outre mobile en rotation dans un plan perpendiculaire au plan du bâti en C. La machine telle que définie ci-dessus est bien entendu reliée aux sources appropriées d'alimentation en fluide hydraulique de commande des vérins et comporte avantageusement sa propre unité de programmation des séquences d'opérations du cycle de rivetage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente une vue schématique en coupe de la branche de machine de rivetage illustrant le procédé selon l'invention la la figure 2 représente une vue schématique de face d'une machine de mise en oeuvre du procédé selon l'invention la figure 3 représente une vue schématique de droite de la machine selon la figure 2 les figures 4 et 5 représentent une vue respectivement de droite et de face du coulisseau ; les figures 6 à 8 représentent des vues schématiques des organes de perçage respectivement de dessus, en position de repos et en position de travail, ainsi qu'en élévation ; et la figure 9 représente une vue partiellement en coupe d'une variante du dispositif de rappel élastique. Sur ces dessins, les mêmes références désignent les mêmes éléments. En se référant à la figure 1, deux tôles maintenues accolées présentent une première face 1 et une face opposée 2 au contact d'une surface d'appui périphérique S d'un coulisseau de référence générale 3 pouvant se translater selon l'axe longitudinal de travail A-A dans lequel est égale ment disposé un rivet 4 après perçage-fraisurage des tôles. Une surface intérieure 5, coaxiale au coulisseau 3, est fixe par rapport à une branche 6 d'un bâti en C et elle est disposée en retrait d'une distance d par rapport à la surface d'appui périphérique du coulisseau, celui-ci étant prolongé par une tige 7 munie d'un épaulement portant sur une plaque 8 elle-même au contact de ressorts 9 tarés renfermés dans un bottier 10 solidaire de la branche 6. Le réglage de la course de rappel élastique du coulisseau 3 est tel que cette course corresponde à la distance d, elle-même sensiblement égale à la longueur de la queue 11 du rivet 4 et permettant d'effectuer les opérations de perçage-fraisurage préliminaires à la présentation du rivet.En exerçant une force F axiale en direction de la surface intérieure fixe 5, supérieure à la force de rappel élastique, on fait diminuer la distance d par recul du coulisseau 3 dont la surface périphérique d'appui continue de maintenir les tôles par la face 2, et le rivet subit l'écrasement sur la surface 5 agissant en bouterolle. Le relâchement de la force F permet de ramener la distance d à sa'valseur initiale sous l'effet du rappel élastique du coulisseau et le cycle de rivetage peut reprendre après translation des tôles. I1 est clair que ce procédé de rivetage permet d'éliminer tous les organes moteurs à action positive de la branche 6, ce qui conduit par sa mise en oeuvre à une machine peu encombrante et compacte du fait que lesdits organes peuvent être regroupés sur la branche opposée du bâti en C. En se référant aux figures 1 à 3, la machine de rivetage comprend le bâti en C 12, dont la branche 6 comporte le dispositif de rappel élastique dans son bottier 10, et la branche opposée 13 des organes moteurs qui seront décrits ci-après. Un vérin 14 d'immobilisation des tôles est disposé parallèlement à l'axe A-A et sa tige 15 est solidaire, d'une part, d'une pièce d'appui 16 en fourche 17 guidée sur une tige 18 et, d'autre part, d'un bloc de référence générale 19 dont les éléments seront détaillés ci-après. Un vérin d'écrasement 20 est disposé selon l'axe A-A et sa tige 21 peut passer coaxialement dans la fourche 17. La branche 13 est en outre munie d'organes d'alimentation en rivets (non représentés dans un but de clarté), connus en soi par ailleurs, ainsi que des organes de commande hydrauliques et électriques nécessaires.Le vérin d'écrasement 20 est avantageusement du type à valve de tarage réglable tel que décrit dans la demande de brevet français NO 83 03 896 déposée le 9 mars 1983 au nom de la Demanderesse, afin d'adapter l'effort d'écrasement nécessaire en fonction de la nature et des dimensions des rivets utilisés. En se référant en outre aux figures 4 et 5, le coulisseau 3 compris dans le dispositif de rappel élastique solidaire de la branche 6 est constitué d'un cadre rectangulaire 22 prolongé dans le sens de la longueur selon l'axe A-A par la tige 7 se terminant elle-même par une queue 23 à partir d'un épaulement 24 destiné à porter sur la plaque 8. La queue 23 comporte un filetage en bout 25 destiné à coopérer avec le contre-écrou de réglage 26. A l'extrémité opposée à la tige 7, le cadre comporte un étrier rapporté 27 permettant le montage dans sa lumière L d'un pontet 28, lui-même fixé sur la branche 6 du bâti de la machine. I1 y a lieu de noter qu'en position de repos du dispositif à rappel élastique, l'arête 29 du cadre opposée à l'étrier 27, est à la distance d de l'arête 30 de la branche 6. Le pontet 28 est fixé sur la branche 6 par tout moyen approprié tel que des vis, et il comporte à son extrémité opposée à sa jonction sur la branche 6 un logement de fixation d'une bouterolle fixe 31 dont l'extrémité libre forme la surface fixe 5. En se référant aux figures 6 à 8, représentant schématiquement et de façon simplifiée les éléments de perçagefraisurage contenus dans le bloc 19, un support fixe 32 est solidarisé par une équerre 33 à la branche supérieure 13 du bâti en C 12. Sur le support fixe 32 sont disposés, d'une part, un amortisseur 34 de course de broche et, d'autre part, une plaque 35 montée à rotation autour d'un axe 36 (B-B, figure 8) parallèle à l'axe A-A et comportant un support 37 d'une broche de perçage-fraisurage convenable (non représentée pour raison de clarté) associée à un vérin de perçage-fraisu rage 38 dont la course a selon un axe parallèle à l'axe A-A est réglable.L'amortisseur 34 est monté dans l'axe d'un doigt 39 agissant en fin de course du vérin 38, à la tige duquel il est solidarisé par une entretoise 40 elle-même munie d'une butée réglable 41 pouvant prendre appui sur une seconde entretoise 42. La plaque 35 est solidarisée à la partie opposée de la tige du vérin 38, par exemple au moyen d'un écrou de blocage 43. La plaque 35 est entraînée en rotation par un pignon 44 d'axe B-B engrenant sur une crémaillère pouvant se translater selon un axe perpendiculaire C-C, munie d'un organe d'ajustage 45 et entraînée au moyen d'un moteur 46. En position de repos (figure 6) de l'ensemble de perçage-fraisurage, la plaque 35 dispose le support 37 à l'écart de la branche 13 et le doigt 39 à l'écart de l'amortisseur 34 ; de ce fait, l'axe de travail A-A est dégagé, ce qui permet le rivetage comme décrit précédemment. En position de travail (figure 7) de l'ensemble de perçagefraisurage, la rotation de la plaque 35 amène le support 37 de façon telle que la broche (non représentée) soit placée dans l'axe A-A tandis que le doigt 39 vient au droit de l'amortisseur 34 ; immédiatement après cette mise en position, le vérin 38 est activé et sa tige effectue la course a de perçage et fraisurage. Après la fin de cette opération, l'ensemble reprend la position de repos selon la figure 6. Bien que la machine selon l'invention soit suffisamment compacte, on peut la rendre encore moins encombrante, conformément à une variante du dispositif de rappel élastique du coulisseau 3. En se référant à la figure 9, le bottier 10 est alors disposé selon un axe D-D perpendiculaire à l'axe A-A, ledit boîtier étant juxtaposé à la branche 8 du bâti en C 12. Selon cet agencement, un renvoi d'angle 47 monté à pivotement autour d'un axe 48 est destiné à transmettre le mouvement du coulisseau 3 au dispositif de rappel élastique contenu dans le boîtier 10. Suivant une forme de réalisation avantageuse, ce dispositif est du type hydraulique tel que représenté sur la figure 9, bien qu'il puisse être également à ressort taré, comme illustré en regard de la figure 1. Dans les deux cas et en se référant aux figures 4 et 5, du fait de la présence du renvoi d'angle 47, le coulisseau 3 ne comporte pas de queue 23 et se termine à l'extrémité de la tige 7 en un arrondi 49 destiné à porter sur l'aile 50 du renvoi 47, la seconde aile 51 portant sur la tige du dispositif de rappel. Comme représenté sur la figure 9, cette tige 52 est celle d'un piston 53 d'un vérin 54 dont l'effort est adapté à celui de l'écrasement du rivet, par une alimentation en fluide 55 à la pression convenable. La machine de mise en oeuvre du procédé selon l'invention peut être munie bien entendu des organes usuels d'alimentation en produit adhésif ou d'étanchéité, de détection de rivet et de visée optique. Du fait de sa légèreté et de sa compacité, elle peut être supportée par bras compensateur, par bras robotisé ou par maintien en étau, ses organes de commande pouvant être intégrés ou distants -et comprendre une unité centrale programmée en vue de la réalisation entièrement automatique de la séquence d'opérations du cycle de rivetage. A titre d'exemple nullement limitatif, on peut ainsi réaliser une machine à commande intégrée d'un poids de 25 kg, pouvant poser des rivets d'alliage léger ou de titane d'un diamètre compris entre 2 et 4 mm avec un cycle de 7 secondes. I1 est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif mais nullement limitatif et qu'on pourra y apporter toute modification utile, notamment dans le domaine des équivalences techniques, sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé de rivetage de tôles, dans lequel on maintient les tôles accolées et l'on effectue le perçage, le fraisurage et la mise en place du rivet à partir de la première face (1) desdites tôles, caractérisé par le fait que l'on constitue selon l'axe (A-A) du rivet, du côté de la seconde face (2) des tôles, deux surfaces coaxiales comprenant une surface d'appui périphérique mobile (S) à recul élastique taré et une surface intérieure fixe (5) en retrait d'une certaine distance (d) par rapport à ladite surface périphérique, que l'on maintient constante cette distance pendant les opérations de perçage-fraisurage et de présentation du rivet, puis que l'on réduit ladite distance en appliquant une force (F) d'écrasement à l'encontre de ladite surface intérieure fixe, tout en maintenant la surface d'appui périphérique au contact de la seconde face (2) des tôles, moyennant quoi on effectue tous les stades opératoires, y compris l'écrasement de la queue de rivet, à partir du côté de la première face (1) des tôles. 2. Machine de rivetage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un bâti en C (12) dont la première branche (13) est munie d'un vérin (14) d'immobilisation des tôles, d'organes mobiles de perçage-fraisurage, d'alimentation et de présentation des rivets selon l'axe de travail (A-A) passant par les branches du bâti, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre sur sa première branche un vérin d'écrasement axial (20) et, sur sa seconde branche (6) un dispositif de rappel élastique (10) relié à un coulisseau axial (3) dont l'extrémité dirigée vers la première branche forme une surface d'appui périphérique (S) au centre de laquelle est disposée une bouterolle (31) fixe par rapport à ladite seconde branche, l'extrémité (5) de ladite bouterolle étant en retrait par rapport à l'extrémité du coulisseau d'une distance (d) correspondant à la course réglable du dispositif à rappel élastique. 3. Machine de rivetage selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le dispositif de rappel élastique est disposé selon l'axe de travail (A-A) ou selon un axe perpendiculaire (D-D) par l'intermédiaire d'un renvoi d'angle (47). 4. Machine de rivetage selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée par le fait que le coulisseau est constitué d'un cadre rectangulaire prolongé dans le sens de la longueur (A-A) par une tige (7) destinée à coopérer avec le dispositif de rappel. 5. Machine de rivetage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée par le fait que la tige du coulisseau comporte un épaulement (29) destiné à porter par une plaque sur des ressorts de rappel (9) ou se termine en un arrondi (49) destiné à porter sur le renvoi d'angle (47). 6. Machine de rivetage selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée par le fait que le dispositif de rappel élastique (10) est du type à ressorts tarés (9) ou à vérin hydraulique (54). 7. Machine de rivetage selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée par le fait que le cadre du coulisseau comporte un étrier rapporté (27) destiné au montage dans la lumière (L) dudit coulisseau d'un pontet (28) fixé sur la seconde branche (6). 8. Machine de rivetage selon la revendication 7, caractérisée par le fait que le pontet (28) comporte un logement de fixation d'une bouterolle fixe (31) dont l'extrémité libre forme ladite surface fixe (5). 9. Machine de rivetage selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée par le fait que l'organe de perçage-fraisurage est monté sur un support fixe (32) comportant un amortisseur (34) de course de broche et une plaque (35) montée à rotation autour d'un axe (36) parallèle à l'axe de travail (A-A) et munie d'un support (37) de broche et d'un vérin (38) de perçagefraisurage. 10. Machine de rivetage selon la revendication 9, caractérisée par le fait que la plaque est solidaire d'un pignon (44) engrenant sur une crémaillère, elle-même entraînée par un moteur (46), la tige du vérin (38) étant destinée à déplacer la plaque en translation sur la course (a) de la broche. 11. Machine de rivetage selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre ses organes de commande, en particulier une unité centrale programmée en vue de la réalisation automatique de la séquence d'opérations du cycle de rivetage.