Brevet FR2660886A1 — publié le 19911018

La présente invention concerne un dispositif de préhension destiné à prendre un organe, tel qulun nez de pose de rivets, immobilisé sur un support de stockage ou dans un magasin, et accoupler ledit organe à un appareillage tel que la partie de puissance d'un outil de pose de rivet, afin de constituer un ensemble opérativement utilisable, et à replacer ledit organe sur ledit support de stockage ou magasin, en le désaccouplant dudit appareillage, ce dispositif étant apte à coopérer à volonté avec un organe choisi parmi plusieurs organes différents. De manière connue, de tels outils de pose de rivets comprennent une partie de puissance comportant un vérin et une partie active, ou nez de pose, dans un fourreau duquel est susceptible de se déplacer une pince de traction d'un rivet, sous l'action du piston de vérin. Une difficulté, dans l'utilisation de tels outils de pose, réside dans la grande diversité des types de rivets employés dans une industrie donnée, par exemple l'aéronautique, et il s'est avéré indispensable de concevoir un dispositif de changement d'outil, simple, efficace et économique. En effet, on peut admettre que la partie de puissance des unités de pose peut être commune à plusieurs diamètres de rivets, plusieurs longueurs ou même plusieurs types différents de rivets, par contre, le nez de pose est nécessairement différent à chaque fois que l'on passe d'un diamètre à un autre ou d'un type de rivet à un autre. Le but de la présente invention est de fournir un dispositif de préhension permettant le changement du nez de pose, par rapport à une unité de pose standard, soit manuellement soit automatiquement par robot ou manipulateur. A cet effet, l'invention fournit un dispositif de préhension d'organe, notamment outil de pose de rivets du type cité au début, comportant des moyens d'accouplement qui sont constitués d'une douille à baïonnette standard, ctest-à-dire de dimensions et forme communes à tous les organes à saisir, solidaire en rotation d'un élément d'entraînement et apte à s'accoupler avec une partie correspondante desdits organes par l'intermédiaire d'ergots radiaux ménagés sur ceux-ci. Selon une modalité de l'invention, l'organe à saisir est initialement immobilisé sur un support de stockage ou magasin, par l'intermédiaire de moyens de fixation déverrrouillables par action rotative de la douille sur l'organe, à la suite de la rotation d'accouplement de ces derniers. De préférence, ces moyens de fixation déverrouillables sont constitués d'une collerette de l'organe, destinée à venir en appui sur le support de stockage dans laquelle est ménagé au moins un évidement et dont la partie supérieure peut coopérer avec un épaulement d'un pion porté par le support de stockage et pénétrant, pour l'ancrage, dans ledit évidement. Avantageusement, l'ancrage du pion épaulé sur la collerette de l'organe est maintenu effectif par des moyens d'appui élastique exerçant une action tangentielle sur ladite collerette. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens d'appui élastique sont constitués par un doigt agissant tangentiellement à l'encontre d'un organe élastique et susceptible de coulisser dans un guide, dans un sens ou dans l'autre, selon qu'il est sollicité en verrouillage ou en déverrouillage. Selon une particularité, le doigt appuie tangentiellement sur la collerette par l'intermédiaire d'un méplat de cette dernière ménagé perpendiculairement à l'axe du doigt. Selon une autre particularité, le doigt comporte un chanfrein apte à permettre le glissement de la collerette de l'organe, au montage de ce dernier sur le support de stockage. Selon une application particulièrement intéressante, l'invention est appliquée à un outil de pose de rivets comprenant une partie de puissance comportant un vérin et une partie active ou nez de pose de rivet, cette partie active comportant un fourreau à l'intérieur duquel est susceptible de se déplacer une pince de traction du rivet, sous l'action du piston de vérin. Selon une modalité de l'invention dans cette application, l'outil comprend des moyens de liaison dudit piston de vérin avec ladite pince de traction agissant simultanément avec les moyens d'accouplement constitués par la douille à baïonnette lors de la rotation de celleci. Ces moyens de liaison du piston de vérin avec la pince de traction sont avantageusement constitués par un élément de verrouillage rotatif rendu solidaire axialement du piston de vérin et muni d'au moins une partie excentrée susceptible de se loger dans un logement correspondant coaxial de la pince, ce logement comportant un épaulement pour la retenue axiale, lors d'une rotation, dudit élément de verrouillage, et cette rotation est obtenue par entraînement d'un index radial solidaire de l'élément de verrouillage et traversant la douille par l'intermédiaire d'une lumière et sur les bords latéraux de laquelle il est en appui. Selon une modalité préférée, l'élément de verrouillage rotatif est rendu solidaire axialement du piston de vérin, d'une part, par un rebord périphérique interne sur lequel prend appui l'extrémité de la tige de piston du vérin et, d'autre part, par un jonc inséré dans une gorge ménagée pour partie dans la tige de piston et pour partie dans l'élément de verrouillage rotatif. La description qui va suivre en regard des dessins annexés fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. Figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un outil de pose de rivet muni d'un dispositif de préhension selon l'invention, avant accouplement. Figure 2 est une vue schématique selon la figure 1 représentant l'outil de pose en cours d'accouplement. Figure 3 est une vue frontale d'un outil de pose selon les figures 1 et 2 après accouplement en position verrouillée. Figure 4 est une vue en coupe selon la ligne brisée IV-IV de la figure 3. Figures 5 et 6 représentent respectivement en plan et de côté des moyens de fixation déverrouillables de l'outil de pose sur un support de stockage, en position verrouillée. Figures 7 et 8 représentent respectivement en plan et de côté des moyens de fixation déverrouillables de l'outil de pose sur un support de stockage, en position déverrouillée. L'outil de pose de rivet représenté à la figure 1 comprend, globalement désignées, une partie de puissance constituée par une unité de pose 1 et une partie active constituée par un nez de pose 2 de rivet. Selon l'exemple d'application montré sur les figures, le nez de pose 2 est constitué d'un fourreau 3 dans lequel est susceptible de se déplacer une pince de traction 4, apte à saisir et à déformer un rivet (non représenté) par l'intermédiaire de moyens 5 connus en soi et constituant une extrémité active. Le fourreau 3 du nez de pose 2 est surmonté, à sa partie opposée aux moyens 5, par une partie élargie 6 formant à l'extérieur, un épaulement 7 apte à venir en appui sur la face extérieure 8a d'un support de stockage en magasin 8, qui comporte un logement 9 duquel est introduit le fourreau 3 pour y être retenu. L'intérieur du fourreau présente un épaulement 10 perpendiculaire à un alésage 11 de la partie élargie 6. La pince 4 comporte une extrémité élargie 4a dont le diamètre extérieur correspond, au jeu de glissement près, au diamètre de l'alésage 11, et qui peut coulisser dans celui-ci. Le nez de pose 2 ainsi disposé dans le magasin 8 y est immobilisé par des moyens de fixation déverrouillables. Ces moyens sont constitués par une collerette 12 solidaire de la partie élargie 6 du fourreau 3, apte à venir en appui sur le magasin 8 et dans laquelle sont ménagés deux évidements radiaux 13, 14 diamétralement opposés et par lesquels débouchent, à la partie supérieure 12a (figure 6), correspondant à la face externe de la collerette 12, deux pions 15 et 16 en saillie sur le magasin 8 et s'élargissant au niveau de ladite partie 12a par des épaulements 15a, 16a siués d'un seul côté de chaque pion, vu dans le sens tangentiel, et assurant une retenue axiale dudit nez de pose 2. L'ancrage des pions épaulés 15, 16 sur la collerette 12 est rendu effectif grâce à des moyens d'appui élastiques exerçant une action tangentielle sur ladite collerette 12. Ces moyens sont constitués par un doigt 17 agissant tangentiellement à l'encontre d'un organe élastique 18 constitué par un ressort de compression, et susceptible de coulisser dans un guide 19 d'un support 20 dans des limites définies par les parois 21a, 21b d'une lumière 21 entre lesquelles peut se déplacer une butée 22. Selon une réalisation particulière de la collerette 12, l'appui tangentiel du doigt 17 sur celle-ci s'effectue par l'intermédiaire d'un méplat 23 ménagé à même la collerette 12, parallèlement à l'axe de celle-ci. Egalement, un chanfrein 24 est ménagé sur ledit doigt 17 de manière à permettre le glissement aisé de la collerette 12 du nez de pose 2 lors du montage de ce dernier dans le magasin 8. L'unité de pose 1, représentée avant accouplement à la figure 1, comprend une tige de piston de vérin 25, fournissant la puissance, susceptible d'être solidarisé de la pince de traction 4 pour action, par des moyens de liaison constitués par un élément de verrouillage rotatif 26, solidaire axialement du piston de vérin et muni d'au moins une partie excentrée 27 susceptible de se loger dans un logement correspondant coaxial 28. Le logement coaxial 28 comporte un redan périphérique partiel 30 constituant un épaulement 29 destiné à retenir axialement ledit élément de verrouillage 26.Ce dernier est rendu solidaire axialement de la tige de piston de vérin 25 d'une part par un rebord périphérique interne 31 constituant un fond dudit élément de verrouillage 26 et sur lequel prend appui l'extrémité de la tige de piston 25 et, d'autre part, par un jonc 32 inséré dans une gorge correspondante ménagée pour partie dans la tige de piston 25 et pour partie dans l'élément de verrouillage rotatif 26. Enfin, lors de son entraînement axial par la tige de piston 25, la pince de traction 4 est guidée dans la partie élargie 6 du fourreau 3 par des dents longitudinales 33, aptes à coulisser dans des cannelures correspondantes 34 ménagées dans ladite partie élargie 6 du fourreau 3. L'outil de pose comporte encore, selon l'invention, un dispositif de préhension de manière à pouvoir le déplacer d'une position de stockage ou de magasin vers une position de travail par l'intermédiaire de moyens d'accouplement. Ceux-ci comprennent une douille à baïonnette 35 standard, c'est-à-dire identique quel que soit l'outil de rivetage à saisir, solidaire axialement de la partie de puissance 1, et qui peut être entraînée en rotation par un élément d'entraînement (non représenté). La douille 35 est apte à s'accoupler avec une partie correspondante des moyens d'accouplement, constituée par la partie élargie 6 du fourreau 3, qu'elle coiffe au montage. Cette poutre élargie 6 porte des ergots radiaux 36 diamétralement opposés et insérés dans ladite partie 6 du fourreau 3 à proximité de son extrémité, ou d'une seule pièce avec cette partie 6. Les ergots 36 pénètrent chacun dans une lumière 37 ou 38 axiale pratiquée sur la paroi latérale de la douille 35 et se prolongeant périphériquement sur ladite paroi par une partie perpendiculaire, respectivement 39 ou 40, dont le fond constitue une butée aux ergots 36. Le dispositif de préhension d'un outil de pose de rivet ci-dessus décrit fonctionne de la manière suivante. La douille 35 est disposée dans l'axe XX' du nez de pose 2, en place et verrouillé dans le magasin 8. Des moyens d'entraînement axiaux (non représentés) déplacent, de préférence simultanément, mais non obligatoirement, d'une part, la douille 35 et d'autre part le piston de vérin 25, vers le nez de pose dans le sens de la flèche F (figure 1). Le déplacement axial de ces éléments a lieu, en ce qui concerne la douille 35, jusqu'à ce que les ergots 36, après avoir glissé dans les lumières 37, 38 des baïonnettes, arrivent en butée dans la partie coudée formée par chaque partie perpendiculaire 39; 40 desdites lumières, tandis qu'en ce qui concerne le piston de vérin, sa descente s'arrête quand l'organe de verrouillage 26 qui en est solidaire touche le fond 6a du logement 6 de la pince de traction 4. A ce stade (figure 2 ) , les éléments sont en liaison mais non encore accouplés. L'accouplement de la douille 35 sur la partie 6 du fourreau 3 et de l'élément de verrouillage 26 du piston 25 dans la pince de traction 4 s'effectue simultanément. Une rotation de la douille 35, dans le sens de la flèche R (figure 2), c'est-à-dire le sens anti-horaire en vue de dessus, par exemple par un moteur coaxial d'un bras robotique, (non représenté), entraîne conséquemment en rotation l'élément de verrouillage 26 grâce à un index 41 (figures 3, 4) solidaire de ce dernier et qui pénètre dans une lumière axiale 42 de la paroi latérale de ladite douille 35. L'index 41 vient en appui sur les bords latéraux 42a, 42b de ladite lumière 42. Cette rotation là a pour effet de provoquer l'introduction des ergots 36 dans les parties coudées 39, 40 des lumières 37, 38 jusqu'à mise en butée desdits ergots dans leur fond, alors que simultanément la partie excentrée 27 de l'élément de verrouillage 26 du piston 25 s'engage sous l'épaulement 29 du logement 28 de la pince de traction 4 pour s'y verrouiller. Ainsi les divers éléments précités sont accouplés entre eux et l'outil de pose de rivet peut devenir opérationnel car le nez de pose 2 est solidaire de l'unité de pose 1 désignés dans leur ensemble. L'outil de pose ainsi constitué est ensuite déverrouillé du magasin 8 grâce à une rotation supplémentaire de quelques degrés de l'ensemble accouplé selon la flèche R1 de la figure 5, de manière à ce que les pions épaulés 15, 16 échappent de la face supérieure 12a de la collerette 12 du fourreau 3 du nez de pose 2 (figures 7, 8). A ce moment, le méplat 23 de ladite collerette 12 actionne le doigt 17 à l'encontre de l'organe élastique 18 et le nez de pose 2 est extrait du magasin 8 pour être opérationnel. Le changement d'outil s'opère en effectuant ces opérations en sens inverse. REVENDICATIONS 1. Dispositif de préhension destiné à prendre un organe, tel qu'un nez (2) de pose de rivets, immobilisé sur un support de stockage (8) ou dans un magasin, et accoupler ledit organe à un appareillage tel que la partie de puissance (1) d'un outil de pose de rivet, afin de constituer un ensemble opérativement utilisable, et à replacer ledit organe sur ledit support de stockage ou magasin, en le désaccouplant dudit appareillage, ce dispositif étant apte à coopérer à volonté avec un organe choisi parmi plusieurs organes différents, caractérisé en ce que les moyens d'accouplement sont constitués d'une douille à baïonnette (35) standard à tous les organes (2) à saisir, solidaire en rotation d'un élément d'entraînement et apte à s'accoupler avec une partie correspondante (6) desdits organes (2) par l'intermédiaire d'ergots radiaux (36) ménagés sur ceux-ci. 2. Dispositif de préhension selon la revendication 1, dans lequel l'organe à saisir (2) est initialement immobilisé sur le support de stockage ou le magasin (8), par l'intermédiaire de moyens de fixation, caractérisé en ce que ces moyens de fixation sont déverrouillables par action rotative de la douille (35) sur l'organe (2), à la suite de la rotation d'accouplement de ces derniers. 3. Dispositif de préhension selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de fixation déverrouillables sont constitués d'une collerette (12) de l'organe (2), destinée à venir en appui sur le support de stockage (8), et dans laquelle est ménagé au moins un évidement (13, 14), et dont la partie supérieure (12a), peut coopérer avec un épaulement (15a, 16a) d'un pion (15, 16) porté par le support de stockage (8) et pénétrant, pour l'ancrage, dans ledit évidement (13, 14). 4. Dispositif de préhension selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ancrage du pion épaulé (15, 16) sur la collerette (12) de l'organe (2) est maintenu par des moyens d'appui élastique exerçant une action tangentielle sur ladite collerette (12). 5. Dispositif de préhension selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'appui élastique sont constitués par un doigt (17) agissant tangentiellement à l'encontre d'un organe élastique (18) et susceptible de coulisser dans un guide (19), dans un sens ou dans l'autre, selon qu'il est sollicité en verrouillage ou en déverrouillage. 6. Dispositif de préhension selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le doigt (17) appuie tangentiellement sur la collerette (12) par l'intermédiaire d'un méplat (23) de cette dernière ménagé perpendiculairement à l'axe du doigt (17). 7. Dispositif de préhension selon les revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le doigt (17) comporte un chanfrein (24) apte à permettre le glissement de la collerette (12) de l'organe (2), au montage de ce dernier sur le support de stockage (8). 8. Outil de pose de rivets comportant un dispositif de préhension selon l'une des revendications précédentes, comprenant une partie de puissance (1) comportant un vérin (25) et une partie active ou nez de pose (2) de rivets, cette partie active comportant un fourreau (3) à l'intérieur duquel une pince de traction (4) du rivet est susceptible de se déplacer, sous l'action du piston de vérin (5), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de liaison dudit piston de vérin (25) avec ladite pince de traction (4) agissant simultanément avec les moyens d'accouplement constitués par la douille à baïonnette (35) lors de la rotation de celle-ci. 9. Outil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de liaison du piston de vérin (25) avec la pince de traction (4) sont constitués par un élément de verrouillage rotatif (26) rendu solidaire axialement du piston de vérin (25) et muni d'au moins une partie excentrée (27) susceptible de se loger dans un logement correspondant coaxial (28) de la pince (4), ce logement comportant un épaulement (29) pour la retenue axiale, lors d'une rotation dudit élément de verrouillage (26) et cette rotation est obtenue par entraînement d'un index radial (41) solidaire de l'élément de verrouillage et traversant la douille (35) par l'intermédiaire d'une lumière (42) sur les bords latéraux (42a et 42b) de laquelle il est en appui. 10. Outil selon les revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l'élément de verrouillage rotatif (26) est rendu solidaire axialement du piston de vérin (25), d'une part, par un rebord périphérique interne (31) sur lequel prend appui l'extrémité de la tige de piston de vérin (25) et, d'autre part, par un jonc (32) inséré dans une gorge ménagée pour partie dans la tige de piston (25) et pour partie dans l'élément de verrouillage rotatif (26).