Brevet FR2825938A1 — publié le 20021220

DESCRIPTION Domaine technique : La présente invention concerne un outil portatif destiné à être utilisé pour l'installation d'éléments de fixations permettant l'assemblage de pièces. Il est en particulier adapté pour l'assemblage de pièces usinées ou de tôles par rivetage. Etat de la technique antérieure : Le rivetage de pièces consiste à introduire un élément de fixation dans un trou préalablement percé dans chacune des pièces et mis en coïncidence au moment de l'opération, puis dans une seconde opération à verrouiller cet élément, soit par déformation de celui-ci, soit par adjonction d'un élément de verrouillage de type écrou ou bague déformable. La mise en coïncidence est avantageusement réalisée dans le cas où les pièces sont percées ensemble lors de la même opération. Pour réaliser cette opération de rivetage il existe un nombre important de dispositifs et d'outillages permettant à un opérateur d'exécuter successivement chacune des opérations. Ces dispositifs nécessitent d'être utilisés indépendamment et en particulier l'opérateur doit choisir et mettre en place manuellement l'élément de fixation, ce qui présente d'une part un inconvénient majeur d'un point de vue ergonomie du poste de travail car il ne peut pas disposer de toutes les fixations à l'endroit où le rivetage doit être exécuté et d'autre part des risques importants en matière qualité car il est susceptible d'utiliser une fixation inadaptée. Il existe également des dispositifs automatiques déplacés par des machines automatiques permettant de réaliser l'enchaînement complet des opérations. Ces moyens intègrent des dispositifs de sélection et de mise à disposition de la fixation adaptée à l'endroit où le rivetage est réalisé. Mais ces dispositifs sont lourds et encombrants, et par conséquent ne peuvent être manipulés directement par un opérateur. Le but de la présente invention est de fournir à l'opérateur un outil portatif capable d'être relié aux dispositifs existants en matière de sélection et distribution de fixations et de réaliser tout ou partie de l'opération de rivetage. Les caractéristiques essentielles de cet outil lui confèrent la propriété d'être considérablement plus léger que les dispositifs automatiques existant à ce jour et d'être ergonomique et aisément manipulable. Exposé de l'invention : Pour atteindre ce résultat, l'invention fournit un ensemble portatif d'outillages pour l'installation d'éléments de fixation de pièces comprenant : des moyens de réception et de maintien de la fixation situés à l'extrémité d'un tube de distribution des moyens de maintien de la fixation dans l'axe de travail. des moyens de mise en place de la fixation dans un trou foré sur la pièce. Cet ensemble a pour particularité principale : qu'un mécanisme de chargement permet de transférer la fixation des moyens de réception vers les moyens de maintien, et qu'un mécanisme d'insertion permet d'extraire la fixation des moyens de maintien et de l'introduire dans le trou foré. De préférence, le mécanisme de chargement est réalisé avec un seul actionneur permettant un déplacement selon une trajectoire plane. Cette trajectoire peut avantageusement être réalisée au moyen d'un élément souple tendu entre deux rouleaux ayant des axes parallèles ; le mouvement peut être animé soit par un actionneur linéaire fixé à l'élément souple dans la portion linéaire située entre les deux rouleaux, soit par un actionneur rotatif entraînant au moins l'un des deux rouleaux. De préférence aussi, les moyens de réception comprennent à l'extrémité du tube de chargement un élément permettant le recentrage de la fixation. Avantageusement, l'élément de recentrage est pourvu d'une gorge dans laquelle est placé un ressort dont les spires peuvent présenter la caractéristique d'être inclinées. De préférence aussi, les moyens de maintien comprennent un dispositif élastique permettant d'exercer un effort d'appui sur l'une des arêtes de la partie de la fixation ayant le diamètre le plus grand. Avantageusement le dispositif élastique est constitué soit d'une bille poussée par ressort, soit d'un ressort à spires inclinées. De préférence aussi, les moyens de mise en place de la fixation dans le trou foré permettent d'extraire celle-ci des moyens de maintien par l'effort exercé lors d'un mouvement de translation selon la direction de l'axe de travail. Avantageusement, ce mouvement de translation peut être réalisé au moyen d'un dispositif de poussée entraîné soit par un mouvement de l'opérateur, soit par un mécanisme utilisant par exemple un vérin. Avantageusement aussi, le dispositif de poussée peut être remplacé par un outil de rivetage adapté au verrouillage de la fixation. Une autre configuration avantageuse de l'invention consiste à utiliser comme moyen de mise en place un dispositif comprenant une perceuse et un outil de rivetage disposés sur un même axe et capables d'un mouvement de rotation de 180 autour d'un axe perpendiculaire à l'axe de travail, ce mouvement permettant de positionner alternativement devant la pièce soit la perceuse, soit l'outil de rivetage. De préférence aussi, le moyen de réception porte en outre un moyen de mise en place d'un produit d'étanchéité. Avantageusement, le produit d'étanchéité peut être appliqué sur la fixation en position réception à l'aide d'orifices réalisés dans la pièce de réception, le dosage est dans ce cas réalisé soit par extrusion du produit par mise en pression de la chambre contenant le produit d'étanchéité, soit par l'aspiration générée par mise en dépression de la chambre de réception de la fixation. Avantageusement aussi, le produit d'étanchéité peut être appliqué directement sur la pièce à l'aide d'orifices situés dans une buse adaptée au trou foré et fixée sur le support du porterivet ; dans ce cas le dosage est réalisé par extrusion. Une configuration particulière de l'invention consiste à utiliser un de ses éléments comme support et à y fixer à un dispositif assurant son maintien ou son positionnement dans l'espace. Avantageusement, la présence d'un matériau déformable approprié, qui peut être un composant d'une ventouse, sur une partie de l'outil en contact avec la pièce assure le maintien par adhérence de l'outil sur la pièce. Avantageusement aussi, l'installation de cet outil sur une machine à commande numérique ou un robot industriel permet son positionnement dans l'espace Présentation des figures Un mode de réalisation de l'invention est présenté de façon détaillée cidessous et illustré avec les dessins parmi lesquels : La figure 1 est une coupe schématique montrant comment la fixation est réceptionnée La figure 2 est une coupe schématique montrant comment la fixation est chargée et maintenue dans l'axe de travail La figure 3 est une coupe schématique montrant comment la fixation est mise en place dans le trou foré La figure 4 est une coupe schématique montrant une des caractéristiques avantageuses Présentation détaillée d'un mode de réalisation Comme on l'a compris, l'ensemble portatif d'outillages est destiné à être connecté à un tube de distribution de fixations 1. Chacun des outillages constituant cet ensemble portatif est fixé à un châssis 2 sur lequel est montée une poignée 3 qui permet une prise en main ergonomique. L'ensemble des moyens de réception 4 est constitué d'un élément de recentrage de la fixation 5 sur lequel est fixé le tube de distribution et dans lequel est logé le ressort de recentrage 6, et d'un porte rivet 7 monté à l'extrémité d'un support 8 qui peut coulisser sur une tige 9 capable de pivoter autour d'un axe 10 appartenant au dispositif de chargement 11. Le dispositif de chargement est constitué d'un support 12 dans lequel est foré un trou 13 dans lequel coulisse le piston 14, faisant office d'actionneur. A l'extrémité de celui-ci est fixé un élément d'entraînement 15 lié à l'élément souple 16 qui est tendu entre les 2 rouleaux 17a et 17b. L'axe du rouleau 17a est l'axe 10 et celui du rouleau 17b est parallèle à l'axe 10. Un axe de liaison 18 fixé à l'élément souple 16 par pinçage dans la demi lune 19 permet d'entraîner le support 8 selon une trajectoire plane, faisant passer le porte-rivet 7 d'une position située dans le prolongement du tube à une position située dans l'axe de travail 20. L'ensemble des moyens de maintien est constitué d'une bague 21 sur laquelle est monté le dispositif élastique 22. Celui-ci exerce un effort sur la fixation dont la réaction est reprise en appui sur un élément des moyens de mise en place, qui est selon ce mode de réalisation un marteau à river 23. La mise en place est réalisée par le coulissement de cette bague 21 par rapport au châssis 2 et selon l'axe de travail. Lorsque la fixation 24 poussée dans le tube 1 par une pression pneumatique passe dans l'élément de recentrage 5, son fût est centré par le ressort de recentrage 6 ; cela permet de l'aligner avec le porte-rivet 7 et, poussée par la pression pneumatique, la fixation est insérée dans le porterivet (Fig. 1). Lorsque l'opérateur active la commande du mécanisme de chargement, une pression d'air est injectée dans l'actionneur linéaire, ce qui a pour effet de pousser le piston 14, ce qui entraîne l'élément souple 16 en translation qui, par réaction, entraîne à son tour l'axe de liaison 18 en translation puis en rotation autour du rouleau 17b (Fig. 2). Lors de ce mouvement, le support 8 coulisse le long de la tige 9 qui pivote autour de l'axe 10 ; cela permet d'amener le porte-rivet 7 dans l'axe de travail. Lorsque l'axe de liaison a effectué le demi tour autour du rouleau 17b, le mouvement du porte-rivet redevient rectiligne dans l'axe de travail, ce qui permet de pousser la fixation dans la bague 21, de repousser l'élément souple 22 et de venir en appui sur le marteau à river 23. Le pression pneumatique est alors injectée dans l'autre chambre de l'actionneur. Cela a pour effet de déplacer le porte-rivet 7 selon la même trajectoire mais avec le sens de déplacement opposé. Le rivet est retenu par l'élément souple dans la bague, tandis que le support du porterivet reprend sa position initiale. L'opérateur peut alors insérer la fixation dans le trou 25 foré dans la pièce en déplaçant l'outil portatif vers l'avant selon l'axe de travail (Fig. 3). Lorsque la bague 21 est en contact avec la pièce, le mouvement de déplacement de l'outil entraîne le marteau à river 23 qui pousse la fixation 24 et l'extrait de la bague 21. Le mouvement n'est plus possible quand la fixation est en contact avec la pièce. L'opérateur peut alors activer la commande de rivetage. Dans un mode de réalisation avantageux, le porte-rivet est équipé d'un dispositif de dépose de produit d'étanchéité (Fig 4). Une seringue 26 contenant le produit d'étanchéité est fixée sur le support 8 et connectée au porte-rivet par l'intermédiaire d'un tuyau souple 27 connecté à la bague d'alimentation 28. Le produit est extrudé de la seringue à travers le tuyau 27, passe par le trou 29 de la bague d'alimentation, se répand dans la gorge 30 du porte-rivet et ressort de celui-ci par les orifices 31 au niveau de la surface en appui avec la fixation. Indication d'application industrielle Cet outil peut être utilisé dans toute l'industrie mécanique pour des opérations d'assemblage de pièces par rivetage ou vissage. Il particulièrement adapté aux opérations de rivetage dans l'industrie aéronautique. REVENDICATIONS 1) Un ensemble portatif d'outillages pour l'installation d'éléments de fixation de pièces comportant : des moyens de réception et de maintien de la fixation situés à l'extrémité d'un tube de distribution, des moyens de maintien de ladite fixation dans l'axe de travail lors du chargement de la fixation, des moyens de mise en place de la fixation dans un trou foré sur la pièce, caractérisé en ce qu'un mécanisme de chargement permet de transférer la fixation des moyens de réception vers les moyens de maintien au moyen d'un seul actionneur permettant un déplacement selon une trajectoire se situant dans un seul plan, et qu'un mécanisme de mise en place permet d'extraire la fixation des moyens de maintien et de l'insérer dans le trou foré par translation des moyens de mise en place selon la direction de l'axe de travail. 2) Un ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que la trajectoire est obtenue par un élément souple tendu entre deux rouleaux ayant des axes parallèles. 3) Un ensemble selon les revendications 1 à 2 caractérisé en ce que l'actionneur est un actionneur linéaire fixé à l'élément souple et permettant son entraînement dans la portion linéaire située entre les deux rouleaux. 4) Un ensemble selon les revendications 1 à 2 caractérisé en ce que l'actionneur est un actionneur rotatif permettant l'entraînement d'au moins un des deux rouleaux. 5) Un ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de réception incluent à l'extrémité du tube de chargement un élément souple permettant le recentrage de la fixation. 6) Un ensemble selon la revendication 1 et 5 caractérisé en ce que l'élément de recentrage présente une gorge dans laquelle est placé un ressort dont les spires peuvent présenter l'avantage d'être inclinées par rapport à l'axe du ressort. 7) Un ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de maintien de la fixation comprenant au moins un dispositif élastique permettant d'exercer un effort d'appui sur au moins une des arêtes de la partie de la fixation ayant le diamètre le plus grand. 8) Un ensemble selon les revendications 1 et 7 caractérisé en ce que le dispositif élastique est constitué à l'aide d'un ressort dont les spires peuvent présenter l'avantage d'être inclinées par rapport à l'axe du ressort. 9) Un ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de mise en place de la fixation contiennent soit un dispositif de poussée, soit un outil de rivetage, soit un outil de vissage. 10) Un ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de mise en place de la fixation contiennent une perceuse et un outil de rivetage disposés sur un même axe et capables d'un mouvement de rotation de 1800 autour d'un axe perpendiculaire à l'axe de travail, ce dit mouvement permettant de positionner alternativement devant la pièce soit la perceuse, soit le outil de rivetage. 11) Un ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de réception porte en outre un moyen de mise en place d'un produit d'étanchéité permettant son application sur la fixation dans la position de réception. 12) Un ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de réception porte en outre un moyen de mise en place d'un produit d'étanchéité permettant son application autour du trou foré sur la pièce. 13) Un ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que un des éléments est utilisé comme support d'un matériau déformable assurant un maintien par adhérence sur la pièce. 14) Un ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que un des éléments sert de point de fixation à une machine à commande numérique ou à un robot industriel qui en assure le déplacement par rapport à la pièce.