Brevet FR2682726A1 — publié le 19930423

ORGANE DE RIVETAGE AVEUGLE ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN MANDRIN POUR UN TEL ORGANE L'invention concerne un organe de rivetage aveugle : elle vise notamment un organe de rivetage comprenant d'une part, une douille tubulaire appelée à dépasser des matériaux à assembler par un tronçon de queue, et d'autre part, un mandrin possédant une tete destinée à venir en appui contre le tronçon de queue de la douille et une tige logée dans ladite douille, le rivetage étant réalisé par une traction axiale sur ladite tige de mandrin, et par une rupture de cette tige. L'invention s'étend au procédé de fabrication d'un tel organe de rivetage aveugle. Il est déjà connu un organe de rivetage aveugle dont la tige de mandrin est munie d'une rainure de rupture. Cette rainure est destinée à permettre la rupture de la tige de mandrin en fin de rivetage. Les brevets FR 7.609.314 et US 4.046.053 décrivent un tel rivet aveugle présentant un mandrin ayant une tete plus large et une rainure de rupture à la jonction de la te te et de la tige. Le mandrin comporte en outre immédiatement au-dessus de la rainure de rupture un moyen de verrouillage par déformation au contact de la douille tubulaire après que le mandrin ait été tiré dans l'alésage de la douille. On réalise ainsi un verrouillage (un sertissage) de la tête du mandrin dans la douille tubulaire. Ces moyens de verrouillage comprennent une collerette faisant partie intégrante de la tete et s'étendant vers la rainure de rupture (sans toutefois l'atteindre) tout autour de la portion de tête adjacente à cette dernière. Lorsqu'un tel organe de rivetage est mis en place, après rupture du mandrin et sertissage de la collerette dans la douille, il dépasse des matériaux assemblés une partie de la tige de mandrin rompue. Cette partie saillante, outre le fait qu'elle est inesthétique et laisse à penser que la finition du travail n'est pas de première qualité, est genante car elle est coupante et peut blesser toute personne touchant les matériaux assemblés. En outre, le mandrin d'un tel organe de rivetage présente avant son sertissage une rainure de rupture non protégée. Or, cette rainure de rupture est de par sa nature me me une zone fragilisée. De ce fait, suite à un choc ou à une mauvaise manutention, la tige de mandrin peut être abimée, ce qui peut rendre le mandrin inutilisable. La présente invention a pour but de pallier l'ensemble de ces inconvénients en créant un mandrin présentant une rainure de rupture, mais dont la tige n'est pas fragilisée au voisinage de cette rainure de rupture avant mise en place de l'organe de rivetage. En outre, on cherche à obtenir à la fin du rivetage une cassure de la tige de mandrin nette et ne faisant pas saillie des pièces assemblées. A cet effet, la présente invention concerne un organe de rivetage aveugle du type comprenant une douille tubulaire munie d'un alésage longitudinal, et un mandrin présentant une tête de diamètre supérieur à l'alésage de la douille et une tige logée à l'intérieur de l'alésage de la douille et dépassant de celui-ci à l'opposé de la tete, ladite tige étant dotée d'une rainure de rupture située entre un tronçon de tige amont et un tronçon de tige aval et de moyens de sertissage pour assurer une liaison de la douille et du mandrin en fin de rivetage après traction sur la tige de mandrin et rupture de celle-ci. Selon la présente invention, ledit organe de rivetage est caractérisé en ce que le tronçon de tige aval présente un diamètre inférieur au tronçon de tige amont, et en ce que les moyens de sertissage comprennent un bourrelet tubulaire prolongeant le tronçon de tige amont au-delà de la rainure de rupture et venant enserrer une partie du tronçon de tige aval, de façon à s'appliquer contre sa périphérie et à masquer la rainure de rupture. Ainsi, le mandrin selon l'invention présente en dessous de sa tête un tronçon de tige amont et un tronçon de tige aval séparés par une rainure de rupture. Les moyens de sertissage du mandrin dans la douille sont constitués par un bourrelet tubulaire prolongeant le tronçon de tige amont audelà de la rainure de rupture. De ce fait, ce bourrelet recouvre (lorsqu'il n'est pas serti dans la douille) la rainure de rupture. En outre, ce bourrelet enserre la partie de tronçon de tige aval aux alentours immédiats de la rainure, et renforce mécaniquement cette partie. Ainsi, le voisinage de la rainure de rupture est protégé des chocs et rigidifié. Le fait que le tronçon de tige aval présente un diamètre supérieur au tronçon de tige amont entraine qu'il est aisé de réaliser un bourrelet de sertissage à l'extrémité du tronçon de tige amont puisqu'aucun apport de matière externe n'est nécessaire. Avantageusement, on notera que la rainure de rupture est réalisée à la base du bourrelet de sertissage. De ce fait, la rupture de la tige de mandrin s'effectue dans le plan du bourrelet de sertissage une fois serti. Aucune aspérité ou partie saillante et/ou coupante ne dépasse de l'organe de rivetage une fois celui-ci mis en place sur des pièces à assembler. Le rivetage réalisé est donc net et soigné. En outre, il n'est pas blessant pour les personnes appeler à le manipuler. La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un mandrin d'organe de rivetage, ledit mandrin étant du type comportant une tige et une tête de diamètre supérieur, caractérisé en ce qu'il consiste à - réaliser une tige présentant deux tronçons de diamètres différents séparés par un épaulement, le premier tronçon, dit amont, situé entre la tête de mandrin et l'épaulement étant de diamètre supérieur au second tronçon dit aval, - repousser la matière de l'épaulement vers la tête, tout en exerçant une traction sur le tronçon aval de la tige, afin de former avec la matière repoussée une jupe périphérique faisant saillie autour du tronçon amont, - réaliser une rainure sur le tronçon aval, à la base de la jupe périphérique, et - rabattre la jupe périphérique du côté de la rainure de façon qu'elle vienne la recouvrir et enserrer une partie du tronçon aval en s'appliquant contre sa périphérie. Selon ces dispositions, on réalise un mandrin en munissant une tige de mandrin de deux tronçons de diamètres différents et décroissants en partant de la tête vers la queue du mandrin. L'épaulement ainsi créé est directement utilisé pour créer, par repoussement de la matière le constituant, une jupe périphérique présentant une face plane perpendiculaire à l'axe longitudinal du mandrin. La rainure de rupture est réalisée le plus proche possible de cette jupe et de préférence dans le plan de la face plane de la jupe. Cette rainure est ensuite recouverte par la matière de la jupe, de sorte à créer le bourrelet de sertissage tubulaire enserrant au moins une partie du tronçon aval et recouvrant la rainure. On réalise ainsi un renforcement de la tige du mandrin et une protection de la zone de rupture. Avantageusement, la réalisation de la rainure à la base même de la jupe de sertissage permet lors de la rupture de la tige de mandrin d'obtenir une cassure de cette tige dans le plan même du bourrelet de sertissage mis en place dans la douille. Aucune aspérité ne subsiste, ce qui améliore l'aspect et la sécurité de tels organes de rivetage. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui suit à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels - les figures 1 à 4 montrent les différentes étapes successives du procédé de fabrication du mandrin selon l'invention et, - les figures 5 à 7 sont des vues en coupe longitudinale d'un organe de rivetage selon l'invention pendant l'assemblage de deux pièces, montrant les positions respectives des outils et de l'organe de rivetage pendant cet assemblage. Selon la forme de réalisation représentée à la figure 4, le mandrin selon l'invention comporte une tête Il et une tige de mandrin 12. La tête 11 est de forme classique et présente un diamètre supérieur à celui de la tige. Cette tête est munie de manière connue d'un rebord annulaire 13. La tige de mandrin 12 comporte deux tronçons dits amont 14 et aval 15, séparés par une rainure annulaire de rupture 16. Le tronçon amont 14 présente un diamètre supérieur à celui du tronçon aval 15. Le tronçon de tige amont est prolongé par un bourrelet tubulaire 17, recouvrant la rainure annulaire de rupture 16 et enserrant fermement le tronçon de tige aval au voisinage immédiat de cette rainure de rupture. Ce bourrelet tubulaire 17 présente une face inférieure 32 arrondie (voir détail A à la figure 5). Un tel mandrin est destiné à être associé à une douille 18 pour former un organe de rivetage, tel que détaillé aux figures 5 à 7. Le procédé de fabrication d'un tel mandrin est explicité ci-après. Comme le montre la figure 1 et dans l'exemple représenté, la tête de mandrin 13 est tout d'abord réalisée de manière connue à une des extrémités du mandrin. Il est à noter que cette tête de mandrin peut tout aussi bien être fabriquée après la réalisation du bourrelet de sertissage. La tige de ce mandrin est quant à elle, réalisée, par exemple par tournage, de sorte qu'elle présente deux tronçons de tiges de diamètres différents séparés par un épaulement 19. Le premier tronçon dit amont 14 est situé entre la tête de mandrin et l'épaulement 19, qui le sépare du deuxième tronçon dit aval 15, de diamètre moindre. De préférence, le diamètre du tronçon de tige aval est de l'ordre de 0,7 (+ 0,2) fois le tronçon de tige amont. En une deuxième étape de fabrication (figure 2), on repousse la matière de l'épaulement selon le sens des flèches F (figure 1), en exerçant une pression sur cette matière à l'aide d'une matrice. Pour ce faire, on exerce une traction sur le tronçon aval flèche G (figure 1) tout en repoussant la matière de l'épaulement vers la tête du mandrin (flèche F). On obtient alors, à partir de la matière repoussée, une jupe périphérique 20 à bords arrondis et dont la base 21 se situe dans un plan P perpendiculaire à l'axe longitudinal X, X' du mandrin. En une troisième étape de fabrication (figure 3), on réalise une rainure annulaire 16, à la base de la jupe périphérique 20 et dans le plan P de cette dernière. En une quatrième étape, on rabat la jupe périphérique 20 selon le sens des flèches H (figure 3) pour obtenir le mandrin tel que représenté à la figure 4. Le bourrelet tubulaire 17 prolongeant le tronçon amont 14 recouvre alors la rainure de rupture 16 et renforce au voisinage immédiat de cette rainure le tronçon aval qu'il enserre fermement sur toute sa périphérie. Il est à noter que la différence de diamètre entre le tronçon amont 14 proprement dit et le bourrelet tubulaire 17 qui en constitue la prolongation est peu sensible. Le mandrin dont le procédé de fabrication et la structure ont été auparavant décrits est destiné à coopérer avec une douille 18 (figure 5) pour permettre l'assemblage d'au moins deux pièces 22 et 23. De manière classique, un alésage 24 a tout d'abord été percé dans l'ensemble des pièces 22 et 23. Cet alésage a été chanfreiné en 25. Une douille tubulaire 18 munie d'un alésage longitudinal 26 dans lequel est logée la tige du mandrin selon l'invention a été mise en place dans cet alésage 24. La matière d'une des extrémités de la douille est repoussée dans la zone chanfreinée 25, afin de bien sty ancrer, ceci à l'aide d'un outil 27 de mise en place de la douille L'autre extrémité 28 de la douille est destinée à coopérer avec le rebord annulaire de la tête 13 du mandrin de sorte à réaliser, après traction (selon la flèche T de la figure 5) sur la tige de mandrin, une tête de rivet 29 de type connu (figure 6). Comme le montre la figure 5, le tronçon de tige aval 15 du mandrin est tiré selon le sens de la flèche T grâce à un outil de traction 30. Un outil de sertissage 31 est quant à lui destiné à réaliser le sertissage du bourrelet 17 dans la tête de la douille. Comme cela est mieux visible à la figure 6, la traction T sur le tronçon de tige aval 15 du mandrin entraîne la formation de la première tête de rivet 29 ainsi que l'introduction de la tige de mandrin amont 14 dans l'alésage 26 de la douille 18. Ce faisant, l'extrémité 32 du bourrelet tubulaire entre en contact avec l'outil de sertissage 31. De ce fait, ce bourrelet tubulaire se déroule et est repoussé vers la tête du mandrin tout en dégageant la partie de tige aval directement au voisinage de la rainure annulaire de rupture 16, ainsi que cette rainure de rupture. La matière du bourrelet tubulaire 17 est en outre repoussée dans la zone chanfreinée de la douille 18, et constitue un ancrage du mandrin dans la douille. La poursuite de la traction T sur la tige aval 15 du mandrin, tout en maintenant le bourrelet tubulaire dans la zone chanfreinée par l'intermédiaire de l'outil de sertissage 31, entraîne un accroissement de la tension de cisaillement au voisinage de la rainure de rupture 16. Le tronçon de tige aval 15 se rompt alors au niveau de cette rainure de rupture (figure 7). Les outils de pose de la douille 27, de sertissage 31 et de traction 30 sont alors enlevés avec le tronçon de tige aval 15 brisé. Il ne reste au niveau de la solidarisation des deux pièces 22 et 23 qu'un organe de rivetage aveugle présentant une première tête 29 et une seconde tête 33 enserrant fermement les pièces à assembler. L'organe de rivetage ainsi constitué ne présente pas de partie saillante, car la rupture du tronçon de tige aval a lieu selon le plan P de la jupe de sertissage 20 (figure 3) confondu avec le plan P' de sertissage du bourrelet (figure 7). Avantageusement, on notera que la disposition de la rainure de rupture dans le plan même du sertissage du bourrelet garantit un non dépassement de parties saillantes une fois le sertissage terminé. En outre, le recouvrement de la rainure de rupture par le bourrelet tubulaire avant sertissage assure une rigidification et une protection de cette zone sensible. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation ci-dessus décrit, mais englobe toute variante à la portée de l'homme de l'art. Notamment, le bourrelet tubulaire peut recouvrir une zone plus ou moins importante du tronçon de tige aval. De même, ce bourrelet peut hêtre rabattu sur la rainure de rupture par tout dispositif approprié ou même être rapporté sur la tige de mandrin et fixé à cette dernière. REVENDICATIONS 1/ - Organe de rivetage aveugle du type comprenant une douille tubulaire (18) munie d'un alésage longitudinal (26), et un mandrin (10) présentant une tête (13) de diamètre supérieur à l'alésage de la douille et une tige (12) logée à l'intérieur de l'alésage de la douille et dépassant de celui-ci à l'opposé de la tête, ladite tige étant dotée d'une rainure annulaire de rupture (16) située entre un tronçon de tige amont (14) et un tronçon de tige aval (15) et de moyens de sertissage (17) pour assurer une liaison de la douille et du mandrin en fin de rivetage après traction sur la tige de mandrin et rupture de celle-ci, ledit organe de rivetage étant caractérisé en ce que le tronçon de tige aval (15) présente un diamètre inférieur au tronçon de tige amont (14), et en ce que les moyens de sertissage comprennent un bourrelet tubulaire (17) prolongeant le tronçon de tige amont (14) au-delà de la rainure de rupture (16) et venant enserrer une partie du tronçon de tige aval (15), de façon à s'appliquer contre sa périphérie et à masquer la rainure de rupture. 2/ - Organe de rivet age selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre du tronçon de tige amont (14) est sensiblement constant sur toute sa longueur, 3/ - Organe de rivetage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre du tronçon de tige aval (15) est de l'ordre de 0,7 + 0,2 fois le diamètre du tronçon amont (14). 4/ - Procédé de fabrication d'un mandrin d'organe de rivetage selon la revendication 1, ledit mandrin (10) étant du type comportant une tige (12) et une tête (13) de diamètre supérieur, caractérisé en ce qu'il consiste à - réaliser une tige présentant deux tronçons de diamètres différents séparés par un épaulement (19), le premier tronçon, dit amont (14), situé entre la tête de mandrin (13) et l'épaulement (19) étant de diamètre supérieur au second tronçon dit aval (15), - repousser la matière de l'épaulement vers la tête, tout en exerçant une traction (T) sur le tronçon aval de la tige, afin de former avec la matière repoussée une jupe périphérique (20) faisant saillie autour du tronçon amont, - réaliser une rainure (16) sur le tronçon aval (15), à la base de la jupe périphérique (20), et - rabattre la jupe périphérique du côté de la rainure (16) de façon qu'elle vienne la recouvrir et enserrer une partie du tronçon aval (15) en s'appliquant contre sa périphérie. 5/ - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on effectue la rainure (16) sur le tronçon aval (14) et dans le plan (P) de la base de la jupe, ce plan étant perpendiculaire à ltaxe longitudinal (X, X') du mandrin. 6/ - Procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'on réalise le tronçon amont (14) selon un diamètre sensiblement constant. 7/ - Procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'on réalise le tronçon aval (15) de sorte que son diamètre soit de l'ordre de 0,7 t 0,2 fois le diamètre du tronçon amont (14).