Brevet FR2622257A1 — publié le 19890428

La présente invention concerne les procédés d'assemblage d'au moins un panneau de relativement grandes dimensions longitudinales mais de faible épaisseur avec un autre panneau, notamment par rivetage, comme ceux qui sont à assembler pour la réalisation des structures des aéronefs, et plus particulièrement des fuselages. Les procédés actuellement connus pour assembler deux panneaux de grandes dimensions longitudinales et de faible épaisseur consistent essentiellement, tout d'abord, à pré-percer des trous pour la mise en place de rivets, en ayant soin d'épingler les deux bords des panneaux en un nombre de points sensiblement égal à environ 10% du nombre total des rivets nécessaires pour constituer l'assemblage final. Quand l'épinglage et le pré-perçage sont terminés, l'assemblage des deux panneaux, y compris l'épinglage, est entièrement démonté.Les deux bords à assembler sont ensuite nettoyés et enduits de mastic assurant l'étanchéité de la jonction et/ou la protection contre la corrosion, puis repositionnés l'un sur autre et épinglés à nouveau, mais à environ un trou sur deux, pour bien solidariser ces deux bords et éviter qu'ils ne bougentpendant la prise et la solidification du mastic. Le rivetage définitif, à savoir l'alèsage du trou au diamètre final puis l'introduction et le sertissage du rivet, débute alors par des rivets placés dans les trous non épinglés, et se termine par des rivets mis en remplacement des "épingles". La mise en oeuvre de ce procédé est très longue et très coûteuse. Très longue car un nombre important d'opérations de préparation, de montage et démontage est nécessaire, très coûteuse à cause, d'une part, de ce nombre important d'opérations, et d'autre part, du nombre important "d'épingles" utilisées, en particulier dans le domaine de l'aéronautique pour l'assemblage des panneaux constituant le fuselage des aéronefs. La présente invention a pour but de mettre en oeuvre un procédé d'assemblage de panneaux de grandes dimensions longitudinales mais de faible épaisseur qui obvie aux inconvénients mentionnés ci-dessus en permettant un gain de temps important pour ces assemblages, notamment pour la construction des fuselages des aéronefs. Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé d'assemblage, par recouvrement de deux bords et rivetage en une pluralité de points en des emplacements prévus, de deux panneaux dont un au moins est un panneau de relativement grandes dimensions longitudinales mais de faible épaisseur, comme ceux qui sont assemblés dans le domaine aéronautique pour la réalisation des fuselages, caractérisé par le fait qu'il consiste - à enduire de mastic la surface de recouvrement d'au moins un des deux bords avec un mastic ayant un temps de prise donné, cedit temps de prise étant au moins égal au temps nécessaire au rivetage total des deuxdits bords, - à superposer les deuxdites surfaces de recouvrement des deux bords à assembler en leur donnant une position sensiblement définitive, - à effectuer un pré-rivetage des deux bords en un nombre de premiers points correspondant à un pourcentage faible du nombre total des points de rivetage prévus, ces premiers points étant situés à des distances sensiblement égales les uns des autres, tout en ajustant la position des deuxdits bords pour leur donner leur position définitive respective, - à effectuer le rivetage définitif sur lesdits emplacements prévus, en partant d'un point pré-riveté et en effectuant le rivetage de point en point successifs, le rivetage s'effectuant en groupant dans une seule phase le perçage, l'alèsage, l'introduction et le sertissage du rivet. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 représente deux tronçons de fuselage d'un aéronef pour lequel la mise en oeuvre du procédé selon l'invention présente un intérêt évident. Les figures 2 et 3 représentent deux schémas permettant d'expliciter la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Les figures 4 et 5 représentent deux vues d'un mode de réalisation d'un rivet utilisé pour effectuer un pré-rivetage du type "épinglage". Les figures 6 et 7 représentent deux vues d'un mode de réalisation d'un autre rivet pour effectuer un rivetage définitif de deux panneaux. Les figures 8 et 9 représentent respectivement deux modes d'assemblage de panneaux utilisés dans l t aéronautique, auxquels s'applique avantageusement le procédé selon l'invention. La figure 1 représente deux tronçons 1 de fuselage 2 d'un aéronef. Ce type de construction comporte des parois 3 faites de plaques métalliques 4 formées de panneaux de grandes dimensions longitudinales mais de faible épaisseur assemblées de façon très sûre et étanche, pour constituer le fuselage de l'aéronef et assurer le confort des passagers avec toute la sécurité voulue. Le problème posé pour l'assemblage de ces panneaux est le fait qu'ils sont très grands mais peu épais. Ils peuvent donc se déformer assez facilement et la "couture", qui est le nom donné par les techniciens à la ligne d'assemblage 5 des panneaux, peut ne pas être parfaitement jointurée, en faisant par exemple des "plis" qui empêchent l'étanchéité d'être parfaite. Les figures 2 et 3 donnent deux schémas explicitant la mise en oeuvre du procédé permettant d'assurer l'assemblage de ces panneaux avec un gain de temps important par rapport à celui imposé par l'art antérieur, mais aussi d'assurer la précision de cet assemblage et de lui faire remplir toutes les conditions, par exemple de solidité et d'étanchéité, notamment pour la réalisation des fuselages dans le domaine de l'aéronautique. Pour assembler deux panneaux 6 et 7 les surfaces 8,9 des deux bords 10,11 à assembler sont préaiablement parfaitement nettoyées. Cette opération terminée, au moins l'une de ces deux surfaces, et si nécessaire les deux, est recouverte d'un mastic ayant un temps de prise donné, mais choisie de type "lent", de façon que ce temps de prise soit au moins égal au temps nécessaire pour effectuer toutes les opérations d'assemblage définitif des deux bords 10 et 11. Quand les deux surfaces 8,9 sont enduites de mastic, elles sont superposées en leur donnant une position respective, sensiblement définitive, et les emplacements des points de rivetage 12,13,14,15, sont définis et éventuellement marqués par tout moyen. Dans cette position respective, les deux bords 10,11 des deux plaques sont alors pré-rivetés en un nombre de points 15 correspondant à un pourcentage faible du nombre total des points de rivetage 12,13,14,15,..., ces points 15 étant situés à des distances sensiblement égales les uns des autres en des emplacements judicieusement choisis de manière à répartir uniformément les jeux et garantir un maintien de l'assemblage en position définitive pour les opérations suivantes. A titre d'exemple donnant un bon résultat final, ce pourcentage est de l'ordre d'environ dix pour cent. Ce pré-rivetage terminé, le rivetage définitif est alors effectué. Ce rivetage définitif est réalisé aux points de rivetage prédéterminés et repérés 12,13,14,... en partant d'un point 15 pré-riveté et en effectuant le rivetage de point en point successifs, par exemple en commençant par le point 12 le plus près d'un point 15, figure 3, en continuant par le point 13, puis par le point 14 et tous les autres points successifs en se dirigeant vers le prochain point 15. Quand la procédure de rivetage définitif arrive à un pré-rivet 15, ce pré-rivet peut être éliminé et remplacé par un rivet définitif, et le rivetage se continue de point en point, de la façon explicitée ci-avant jusqu'au pré-rivet suivant qui est lui aussi éliminé, ces opérations se répétant jusqu'au rivetage complet des deux bords. A ce stade, le mastic 16 peut commencer à prendre et à durcir pour assurer l'étanchéité entre les deux bords 10,11 des deux surfaces 8,9. Aussi, pour la mise en oeuvre de ce procédé est-il particulièrement avantageux d'utiliser un mastic dont la prise, et donc le durcissement, sont obtenus par polymérisation à température ambiante. Dans un mode de réalisation préférentiel de mise en oeuvre du procédé, le pré-rivetage est effectué avec des rivets 20 comme celui qui est représenté sur la figure 4. Ce rivet 20 comporte un corps 21 en forme de manchon 22 comportant à une de ses extrémités un épaulement 23, et une tige 24 disposée coulissante dans la percée centrale 29 du manchon. Cette tige a une longueur plus grande que celle du manchon et comporte à une de ses extrémités 25 un renflement 26 d'un diamètre supérieur à celui de la percée du manchon 22. Pour effectuer un pré-rivetage avec un tel rivet 20, un perçage 28 est réalisé dans l'épaisseur des deux bords 10,11 d'un diamètre au moins égal au diamètre extérieur du manchon 22. Le rivet est alors introduit dans ce perçage 28, l'épaulement 23 étant plaqué contre la paroi extérieure de l'un des deux bords. Ensuite, sur l'extrémité 27 de la tige 24 émergeant du manchon par l'ouverture bordée par l'épaulement, il est exercé une traction qui, par le renflement 26, permet de déformer l'autre extrémité du manchon qui se dilate et constitue un deuxième épaulement qui, avec le premier, emprisonne les deux bords 10 et 11 et donc les maintient, figure 5. Quand cette déformation est suffisante, la tige est enlevée de la percée centrale 29 du manchon pour la laisser libre. Dans le cadre du procédé décrit ci-dessus, le rivetage définitif pour les coutures orbitales est par contre effectué à l'aide de rivets comme celui 30 illustré sur la figure 6. Ce rivet comporte une tige 31 comportant à une extrémité une tête plate 32 formant épaulement, la tige 31 étant d'une longueur nettement supérieure à l'épaisseur des deux bords à assembler. Cette tige 31 comporte en outre un rétreint 33 défini à une distance de la tête qui soit légèrement supérieure à l'épaisseur desdeux bords, dans lequel peut venir se placer, par déformation, une bague 34 apte à s'enfiler sur la tige. La tige peut aussi comporter, en retrait derrière la bague 34 lorsqu'elle est mise en place, un point de faiblesse 35 qui permettra de casser la partie de la tige du rivet devenue inutile une fois ie rivetage effectué. Pour effectuer le rivetage définitif des deux bords 10,11, est dtabord réalisé un perçage 36 de ces deux bords superposés, d'un diamètre au moins égal à celui de la tige 31. La tige est ensuite introduite dans ce perçage, la tête d'épaulement 32 située sur une face choisie 39 de l'un des deux bords, cette face pouvant éventuellement être celle qui sera tournée vers l'extérieur de la construction, c > est-à-dire, dans l'exemple d'application choisi, du fuselage de l'aéronef. Ensuite, la bague 34 est enfilée sur l'extrémité 37 de la tige opposée à celle comportant la tête d'épaulement 32.En exerçant alors une traction sur la tige par rapport à ladite bague, la bague 34 se déforme en 38 pour venir se loger en partie dans le rétreint 33 et s'appliquer fortement contre la face 40 du bord opposé à celui contre lequel s'appuie la tête 32, ces actions entrainant le sertissage de la bague 34 sur la tige tout en emprisonnant parfaitement ces deux bords 10,11. L'utilisation, dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, de rivets comme ceux décrits ci-avant présente incontestablement des avantages. Comme les panneaux sont de grandes dimensions, il est relativement difficile à une même personne d'intervenir de chaque côté de ces panneaux. Or, avec ces rivets, une équipe de techniciens peut intervenir d'un côté des panneaux pour, par exemple, placer et fixer les rivets de pré-rivetage 20, pour pré-percer les deux bords et placer les rivets définitifs 30. Une autre équipe peut, elle, intervenir de l'autre côté des panneaux pour bien positionner les deux bords et fixer les rivets 30. En effet, avec une structure comme celle des rivets 20 de pré-rivetage, il est possible de percer les panneaux et de fixer ces rivets en restant d'un même côté de ces panneaux, puisque la tige 24 émerge du même côté que celui de l'épaulement 23 et que c'est sur cette portion de tige émergente que la traction doit être exercée. Par contre, pour les rivets 30, la tige émerge du côté opposé à la partie qui sert d'épaulement et la fixation de ces rivets doit donc être effectuée du côté des panneaux opposé à celui qui est utilisé pour les autres rivets. De plus, comme cela a été dit précédemment, les rivets 20 doivent être finalement éliminés et remplacés par des rivets définitifs 30. Comme la percée 29 est libérée de la présence de la tige, elle constitue un parfait guide par pré-perçage pour, par exemple, un foret d'un diamètre légèrement supérieur à celui du manchon qui est ainsi automatiquement éliminé pour permettre de lui substituer un rivet définitif 30. Pour les coutures dites longitudinales il est possible d'utiliser des rivets monobloc à bouteroller au lieu des rivets 30, les rivets à bouteroller assurant un serrage suffisant pour de telles coutures rectilignes, donc présentant peu de défaut de concordance des formes avant assemblage final. A titre d'exemple, les figures 8 et 9 représentent deux modes d'assemblage de panneaux couramment rencontrés dans le domaine aéronautique pour la réalisation de fuselages d'aéronefs. La figure 8 représente l'assemblage de deux panneaux 51 et 52 qui se recouvrent par leurs bords 53,54 et qui sont assemblés suivant le procédé décrit ci-dessus, l'assemblage de ces deux panneaux de grandes dimensions étant effectué en renforçant la "couture" 55 par une pièce particulière 56 "lisse" ou "éclisse" bien connue dans ce domaine de construction de fuselage. Cet assemblage est donné à titre d'exemple pour montrer que les rivets peuvent emprisonner les deux bords 53,54, mais également chaque panneau renforcé par une pièce de renfort 56. La figure 9 représente un exemple d'assemblage de deux panneaux 61 et 63 juxtaposés suivant deux de leurs bords, une pièce de renfort étant accolée à ces deux panneaux le long de la ligne de juxtaposition. La figure 9 illustre donc en fait un double assemblage tel que celui décrit ci-avant, panneau 61 - partie de pièce de renfort 62 et panneau 63 - partie de pièce de renfort62. Les exemples illustrés par les figures 8 et 9 ont été donnés pour montrer que le procédé selon l'invention peut s' appliquer dans le domaine aéronautique et pour différents modes d'assemblage de divers panneaux lorsqu'au moins l'un des panneaux a des dimensions longitudinales importantes mais une faible épaisseur, et qu'il permet d'obtenir un assemblage parfait avec une très bonne étanchéité le long de la "couture". REVENDICATIONS 1 - Procédé d'assemblage étanche, par recouvrement de deux bords (10,11) et rivetage en une pluralité de points (12,13,14,15) en des emplacements prévus, de deux panneaux (6,7) dont un au moins est un panneau de relativement grandes dimensions longitudinales mais de faible épaisseur, comme ceux qui sont assemblés dans le domaine aé-onautique pour la réalisation des fuselages (2), caractérisé par le fait qu'il consiste - à enduire de mastic la surface de recouvrement (8,9) d'au moins un des deux bords avec un mastic (16) ayant un temps de prise donné, cedit temps de prise étant au moins égal au temps nécessaire au rivetage total des deuxdits bords, - à superposer les deuxdites surfaces de recouvrement (8,9) des deux bords (10,11) à assembler en leur donnant une position sensiblement définitive, - à effectuer un pré-rivetage des deux bords en un nombre de premiers points (15) correspondant à un pourcentage faible du nombre total des points de rivetage prévus, ces premiers points étant situés à des distances sensiblement égales les uns des autres, tout en ajustant la position des deuxdits bords pour leur donner leur position définitive respective, - à effectuer le rivetage définitif sur lesdits emplacements prévus, en partant d'un point pré-riveté (15) et en effectuant le rivetage de point en point successifs (12,13,14), le rivetage s'effectuant en groupant dans une seule phase le perçage, l'alèsage, l'introduction et le sertissage du rivet. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qutil consiste à remplacer un desdits pré-rivetages (15) par un rivetage définitif (12,13,14) lorsque le dernier point de rivetage définitif précédant le point pré-riveté pris dans le sens de progression du rivetage définitif est effectué. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ledit nombre de points pré-rivetés (15) est sensiblement égal à dix pour cent dudit nombre total de points de rivetage. 4 - Procédé selon l'une-des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il consiste à procéder à un nettoyage desdites surfaces de recouvrement (8,9) préalable à l'enduction de mastic. 5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ledit pré-rivetage est effectué avec des premiers rivets (20) à corps épaulé (21,22,23) et à tige coulissante (24) dans ledit corps, ladite tige comportant une tête (26), une traction sur ladite tige effectuant une déformation, par la tête, dudit corps pour emprisonner lesdits deux bords superposés. 6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le rivetage est effectué avec des seconds rivets (30) comportant une tige (31) avec tête (32), et avec une bague d'épaulement (34), une traction sur la tige par rapport à ladite bague effectuant un sertissage de ladite bague sur ladite tige. 7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que ladite enduction de mastic est effectuée avec un mastic polymérisable. 8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il consiste, préalablement audit rivetage, à réaliser un pré-perçage.