Brevet FR2826074A1 — publié le 20021220

La présente invention concerne une fixation provisoire pour assembler des éléments préperçés destinés à être alignés avec plusieurs ensembles et vise l'assemblage de pièces dont on ne peut accéder facilement que d'un seul côté, dans la description on appliquera le qualificatif de accessible du côté facile à accéder et inaccessible au dos de cet ensemble ou éléments à ajuster entre eux. Dans ce domaine, il est connu d'utiliser des appareils de traction de type pistolet ou pince manuelle comportant une douille passant dans les préperçages des éléments à assembler provisoirement et des moyens expansibles faisant saillie sur la face opposée pour plaquer les éléments l'un contre l'autre commandés dans leur déplacement en sortie et expansion ou au contraire en retrait par l'utilisateur, mais le problème posé concerne d'une part la commande semi automatique de ces appareils de pose qui en augmente grandement le coût et d'autre part, la difficulté de commande de retrait dans le cas où un fluage d'un mastic ou d'une colle interposée entre les deux faces parvient jusqu'aux éléments expansibles gênant alors leur retrait. L'invention vise à apporter une solution à ces problèmes et va être décrite plus en détail en référence aux dessins joints qui représentent respectivement : - fig. 1 : les deux éléments constitufifs avant mise en place - fig. 2 : les deux éléments constitutifs mis en place - fig. 3 : les deux éléments constitutifs mis en place et en appui sur la face accessible des éléments à assembler - fig. 4 : les deux éléments constitutifs après première traction en deçà de la valeur prédéterminée pour former un bulbe d'accostage et de maintien provisoire des deux éléments à assembler - fig. 5 : les deux éléments constitutifs après deuxième traction au-delà de la valeur prédéterminée entraînant la rupture et faisant apparaître en outre l'outil d'extraction En référence à ces dessins et de manière générale, l'invention vise un dispositif de fixation provisoire pour l'assemblage de parois d'éléments prépercés du type épingle aveugle d'accostage comportant d'une part une douille avec épaulement d'appui sur une première face des éléments à assembler et d'autre part, des moyens déformables et expansibles, destinés à venir prendre appui sur la face opposée des éléments à fixer provisoirement, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une douille (1) destinée à recevoir une tige et en ce que d'une part la douille est cylindrique et de diamètre extérieur uniforme et inférieur au diamètre de préperçage et est pourvue sur une extrémité d'un épaulement (1-1) destiné à prendre appui sur une des parois et à son autre extrémité d'une partie amincie formant jupe déformable de sorte à constituer sur une partie extrême (10) de sa longueur un bulbe et intérieurement munie de 2 alésages de diamètres différents ; l'alésage de diamètre le plus important (8) étant situé vers la partie déformable, et l'alésage de diamètre le plus faible (7) étant situé d'une part sous l'épaulement d'appui (1-1) et d'autre part s'étendant dans la zone qui correspond aux épaisseurs de la première pièce à assembler et en ce que cette douille (1) est pourvue extérieurement sur la zone correspondant à l'alésage de diamètre le plus important d'une entaille (4) de fragilisation définissant une zone d'amorce de rupture au-delà d'un effort de traction prédéterminé de la tige, et est pourvue intérieurement sous, ou au-delà de la zone d'épaulement (1-1) de moyens de verrouillage (6) par déformation plastique du matériau, sous un effort de traction et compression exercé sur la tige (2) et en ce que d'autre part la tige (2) est cylindrique définie par trois zones de diamètres différents : une zone d'extrémité libre (2-1) destinée à la formation du bulbe, une zone cylindrique intermédiaire (2-2) et une zone de diamètre le plus réduit (2-3) de traction (12) et en ce que respectivement la zone d'extrémité libre (2-1) présente un diamètre supérieur au diamètre de l'alésage (8) de la jupe de la douille (1) destiné à coopérer avec la zone (10) de jupe de la douille (1) pour accroître lors de la traction par l'autre extrémité de la tige (2) le diamètre de ladite jupe (10) pour la conformer en bulbe (11) et en ce que cette zone est suivie par une zone cylindrique (2-2) de diamètre correspondant à l'alésage du plus grand diamètre (8) de la douille (1) de sorte à former guide et mandrin lors du déplacement de la tige (2) dans la douille (1), et est pourvue extérieurement sur cette zone d'une entaille (3) de fragilisation définissant une zone d'amorce de rupture au-delà de l'effort de traction prédéterminé de la tige, et présente une longueur totale adaptée aux épaisseurs des parois à assembler de sorte à s'étendre sur la totalité de l'épaisseur de la paroi située côté bulbe (11) et sur au moins une partie de l'autre paroi et en ce que cette longueur est telle qu'elle permet après traction-à la valeur prédéterminée sur l'extrémité de la tige et la formation du bulbe (11), de présenter un espace par rapport à l'épaulement séparant les deux alésages (7) (8) de la douille (1) afin d'une part de permettre l'accostage parfait des éléments à assembler du fait du libre jeu de la tige (2) par rapport à la douille (1) lors de la traction et afin d'autre part, seulement après rupture finale, de permettre à la paroi d'extrémité de la dite seconde zone (2-2) côté tige (2) par rapport à l'entaille de venir prendre appui sur ledit épaulement afin d'assurer alors l'éjection de la partie avant de la douille opposée au bulbe (11) et en ce que cette zone de la tige (2) est suivie elle-même de la troisième zone (2-3) de traction du diamètre réduit de la tige correspondant au diamètre du mandrin de la partie de prise des outils de traction et est située en prolongement de la seconde zone (2-2), en ce que cette troisième zone est pourvue de parties en relief (5) situées sur la tige en une position, fonction des épaisseurs des éléments à assembler de sorte à venir dans tous les cas coopérer avec les moyens de verrouillage (6) par déformation plastique de la douille (1) en position d'accostage définitif après traction sur la tige à la valeur prédéterminée permettant dans cette phase l'assemblage temporaire des parois, puis après traction sur ladite troisième zone de la tige à une valeur supérieure à la valeur prédéterminée d'obtenir la rupture de la tige au niveau de l'entaille formant amorce (3) et de permettre du fait de cette désolidarisation l'extraction de la partie avant de la douille (1) et de la tige, afin de chasser le bulbe (11) avec la partie (2-2) de la tige (2) située au-delà de l'entaille (3). Selon d'autres caractéristiques. l'entaille extérieure (3) (4) sur la seconde zone (2-2) de la tige (2) et sur la jupe de la douille (1) présente une section en V. Les moyens de verrouillage (6) par déformation plastique du matériau disposés sous ou au-delà de la zone d'épaulement (1-1) de la douille (1) sont constitués par un alésage de longueur réduite et de diamètre légèrement plus faible que l'alésage (7) de la douille (1) de sorte à venir en contact avec les parties en reliefs de la tige (2). La zone de verrouillage déformable (6) de l'alésage de diamètre réduit (7) de la douille (1) est constituée par une excroissance (13) de faible diamètre extérieur située en prolongement de l'épaulement (1-1) avant de la douille (1) et réalisé de façon monobloc avec celle-ci. Les parties en saillie de la zone de verrouillage (5) de la-tige (2) sont constituées de gorges s'étendant sur une longueur au moins égale à l'alésage de diamètre réduit de verrouillage (6) de la douille (1). Les gorges (5) sont constituées de parties droites et pans inclinés séparés par un rayon en fond de gorges et un rayon en sommet de partie en saillie en allant vers la seconde zone (2-2) de la tige (2) et en opposition à l'effort de traction de sorte que la partie droite des gorges (5) après verrouillage par déformation de la douille (1) au niveau de l'alésage de diamètre réduit (6) de l'excroissance (13) de la douille (1) se trouve en opposition au bulbe (11) afin d'assurer une mise sous tension permanente provoquant un accostage parfait de parois à assembler. La zone d'extrémité libre (2-2) de la tige (2) présente une forme tronconique (2-1) évasée en allant vers l'extérieur suivie d'une deuxième forme tronconique inverse allant en s'amincissant vers l'extérieur de sorte à créer avec la jupe (1) lors de la formation du bulbe (11) une solidarisation permettant après rupture des deux ensembles au niveau des entailles (3) (4), J'éjection par refoulement de la partie arrière de l'épingle aveugle en un seul élément. Les deux formes tronconiques inversées (2-1) sont raccordées entre elles et à la seconde zone (2-2) de la tige (2) par des rayons. Le dispositif peut comporter en outre un capuchon plastique de diamètre intérieur au maximum égal au diamètre du bulbe (11) relié à un fil de récupération afin de récupérer les deux parties situées au-delà des entailles (3) (4) de la douille (1) et de la tige (2) dans un espace réduit, après rupture de l'épingle d'accostage et avant refoulement de la partie arrière de l'ensemble tige (2) douille (1), leditcapuchoqétant enfilé sur le bulbe après sa formation, cedit capuchon étant utilisable dans le cas d'accès sur la face arrière des éléments à assembler. La partie extrême (14) de traction de la partie de diamètre réduit (2-3) de la tige comporte au-delà des parties en saillies (5) des gorges de traction (12) sur lesquelles prend appui l'outil de pose. Ainsi le principe de cette épingle aveugle d'accostage est basé sur le principe du rivet avec une tige (2) et une douille (1)-figure 1-et se pose facilement par traction sur la tige (2)-figure 3-prenant appui sur la partie avant (1-1) de la douille (1) ce qui permet d'effectuer un rapprochement rapide des éléments à assembler, il permet également d'obtenir une pression entre les éléments à assembler A et B-figure 3- qui fait que les différents produits interposés du type mastic ou colle sont parfaitement répartis sur toute la surface, aucun fluage de ces mastics ou colle ne pénètre dans l'épingle aveugle d'accostage, ce qui lui permet en fin d'utilisation d'être facilement éjectée de son logement. Dans le principe de pose, la traction sur les gorges (12) de la tige (2)-figure 4-au moyen d'un appareil de pose dit pistolet à air est très rapide, ledit pistolet étant réglé à une charge prédéterminée pour obtenir la déformation de la douille (1) afin d'obtenir un bulbe (11) -figure 4-. On obtient l'ouverture de cet appareil en fin de course afin de laisser le bout de la tige (2)-figure 4-, en place. Son dépassement étant faible, il permet toutes manoeuvres des pièces ainsi préassemblées. La précision sur le diamètre extérieur de la douille (1)-figure 1-, facilite son utilisation. Sa tenue en accostage-figure 4-étant élevée, est comparable à toute autre fixation de même diamètre, en fatigue et en traction, afin de permettre à l'utilisateur le déplacement de tous éléments assemblés. Les différents matériaux utilisés pour la fabrication de la douille (1) - figure 1-, permettent d'obtenir l'accostage souhaité des éléments A. Bfigure 4-à assembler. La douille (1) sera dans le cas d'éléments fragiles à assembler en aluminium, et en acier ou acier inoxydable sur des matériaux plus durs. Afin de rendre la formation du bulbe (11) sur la jupe (10) de la douille (1) -figure 4- plus facile, un recuit partiel de la jupe (10)-figurel-de la douille (1)-figure 1-peut être effectué selon les caractéristiques mécaniques souhaitées. Au cours de la fabrication de ces épingles aveugles d'accostage on déterminera les valeurs des entailles (4) et (3) -figure 1- de fragilisation en fonction des diamètres extérieurs et des critères d'utilisation. Un compromis dans la fabrication des épingles aveugles d'accostage est possible à savoir douille (1) -figure 1- ; aluminiumtige (2) - figure 1-en acier traitéou les deux composants dans la même matière de duretés différentes. La tige (2)-figure 1-de cette épingle aveugle d'accostage est composée de trois diamètres différents : zone 2/1 dite tête servant de mandrin pour déformer la zone extrême (10) de la jupe de la douille (2)figure 2- en bulbe (11) -figure 4-. La partie cylindrique 2/2 qui fait suite au diamètre le plus fort permet le guidage dans l'alésage (8) de la douille (1)figure 2-et permet également de positionner l'entaille de fragilisation (3) en fonction des épaisseurs à assembler-figure 3-. La troisième zone (2-3) de diamètre le plus petit de la tige permet de recevoir successivement des gorges de verrouillage (5)-figure 3-et des gorges de traction (12)-figure 3Les deux composants sont ajustés dans leur positionnement afin d'obtenir un verrouillage (6) et (5)-figure 1-par déformation plastique du matériau de la partie en excroissance (13) et de diamètre plus réduit (6) de la douille (1) sur les gorges (5) de la tige (2). Les gorges de verrouillage (5) sur la tige (2)-figure 1-sont obtenues par déformation plastique du matériau de la tige (2), par exemple par roulage, et présentent un angle droit suivi d'un angle à 600 afin que le sertissage de la partie (13)-figure 1de la douille (1) vienne en opposition avec l'effort d'accostage, maintenant ainsi les éléments A et B parfaitement assemblés. La dépose des épingles aveugles d'accostage s'effectue au moyen d'un pistolet de même type en procédant à une traction sur la tige (2)figure 5-au-delà de l'effort de traction prédéterminé de sorte qu'on obtient la rupture de la tige (2) au niveau de l'amorce (3) et de la douille (1) au niveau de l'amorce (4)-figure 5-puis en procédant à l'extraction de la partie avant de l'épingle aveugle d'accostage au moyen d'un outil (9) cylindrique de diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur de la douille (1) de sorte à prendre appui sur la face avant de l'un (A) des éléments (A)- (B) à assembler-figure 5-monté sur le nez du pistolet. La partie avant de l'épingle se dépose sans effort mécanique. L'éjection de la partie arrière (11) -figure 5- de l'épingle est obtenue avec un éjecteur cylindrique. Elle peut être préalablement capuchonnée avec un capuchon prolongé par un fil souple de liaison, de façon à récupérer le bulbe et la tête de la tige en fin d'opération. Répérage : un repérage synoptique obtenu par traitement de surface peut être réalisé sur la partie extrême (14)-figure 2-de la tige afin de permettre une localisation rapide dans des grands ensembles tels que l'on peut les rencontrer dans l'assemblage d'éléments de construction aéronautique et industriels, notamment tous les éléments destinés à être rivetés automatiquement tels que conteneurs. 1) Dispositif de fixation provisoire pour l'assemblage de parois d'éléments prépercés, du type épingle aveugle d'accostage comportant d'une part une douille avec épaulement d'appui sur une première face des éléments à assembler et d'autre part des moyens déformables expansibles destinés à venir prendre appui sur la face opposée des éléments à fixer provisoirement, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une douille (1) destinée à recevoir une tige (2) et en ce que d'une part la douille (1) est cylindrique et de diamètre extérieur uniforme et inférieur au diamètre de préperçage et est pourvue sur une extrémité d'un épaulement (1-1) destiné à prendre appui sur une des parois et à son autre extrémité d'une partie amincie formant jupe déformable de sorte à constituer sur une partie extrême (10) de sa longueur un bulbe et intérieurement munie de 2 alésages de diamètres différents ; l'alésage de diamètre le plus important (8) étant situé vers la partie déformable, et l'alésage de diamètre le plus faible (7) étant situé d'une part sous l'épaulement d'appui (1-1) et d'autre part s'étendant dans la zone qui correspond aux épaisseurs de la première pièce à assembler et en ce que cette douille (1) est pourvue extérieurement sur la zone correspondant à l'alésage de diamètre le plus important d'une entaille (4) de fragilisation définissant une zone d'amorce de rupture au-delà d'un effort de traction prédéterminé de la tige, et est pourvue intérieurement sous ou au-delà de la zone d'épaulement (1-1) de moyens de verrouillage (6) par déformation plastique du matériau, sous un effort de traction et compression exercé sur la tige (2) et en ce que d'autre part la tige (2) est cylindrique définie par trois zones de diamètres différents : une zone d'extrémité libre (2-1) destinée à la formation du bulbe, une zone cylindrique intermédiaire (2-2) et une zone de diamètre le plus réduit (2-3) de traction (12) et en ce que respectivement la zone d'extrémité libre (2-1) présente un diamètre supérieur au diamètre de l'alésage (8) de la jupe de la douille (1) destiné à coopérer avec la zone (10) de jupe de la douille (1) pour accroître lors de la traction par l'autre extrémité de la tige (2) le diamètre de ladite jupe (10) pour la conformer en bulbe (11) et en ce que cette zone est suivie par une zone cylindrique (2-2) de diamètre correspondant à l'alésage du plus grand diamètre (8) de la douille (1) de sorte à former guide et mandrin lors du déplacement de la tige (2) dans la douille (1), et est pourvue extérieurement sur cette zone d'une entaille (3) de fragilisation définissant une zone d'amorce de rupture au-delà de l'effort de traction prédéterminé de la tige (2), et présente une longueur totale adaptée aux épaisseurs des parois à assembler de sorte à s'étendre sur la totalité de l'épaisseur de la paroi située côté bulbe (11) et sur au moins une partie de l'autre paroi et en ce que cette longueur est telle qu'elle permet après traction à la valeur prédéterminée sur l'extrémité de la tige et la formation du bulbe (11), de présenter un espace par rapport à l'épaulement séparant les deux alésages (7) (8) de la douille (1) afin d'une part de permettre l'accostage parfait des éléments à assembler du fait du libre jeu de la tige (2) par rapport à la douille (1) lors de la traction et afin d'autre part, seulement après rupture finale, de permettre à la paroi d'extrémité de la dite seconde zone (2-2) côte tige (2) par rapport à l'entaille de venir prendre appui sur ledit épaulement afin d'assurer alors l'éjection de la partie avant de la douille opposée au bulbe (11), et en ce que cette zone (2-2) de la tige (2) est suivie elle-même de la troisième zone (2-3) de traction du diamètre réduit de la tige correspondant au diamètre du mandrin de la partie de prise des outils de traction et est située en prolongement de la seconde zone (2-2), en ce que cette troisième zone est pourvue de parties en relief (5) situées sur la tige en une position, fonction des épaisseurs des éléments à assembler de sorte à venir dans tous les cas coopérer avec les moyens de verrouillage (6) par déformation plastique de la douille (1) en position d'accostage définitif après traction sur la tige à la valeur prédéterminée permettant dans cette phase l'assemblage temporaire des parois, puis après traction sur ladite troisième zone de la tige à une valeur supérieure à la valeur prédéterminée d'obtenir la rupture de la tige au niveau de l'entaille formant amorce (3) et de permettre du fait de cette désolidarisation l'extraction de la partie avant de la douille (1) et de la tige, afin de chasser le bulbe (11) avec la partie (2-2) de la tige (2) située au-delà de l'entaille (3). 2) Dispositif selon la revendication-1-caractérisé en ce que l'entaille extérieure (3) (4) sur la seconde zone (2-2) de la tige (2) et sur la jupe de la douille (1) présente une section en V. 3) Dispositif selon la revendication-1-caractérisé en ce que les moyens de verrouillage (6) par déformation plastique du matériau disposés sous ou au-delà de la zone d'épaulement (1-1) de la douille (1) sont constitués par un alésage de longueur réduite et de diamètre légèrement plus faible que l'alésage (7) de la douille (1) de sorte à venir en contact avec les parties en reliefs de la tige (2). 4) Dispositif seton tes revendications-3-caractérisé en ce que la zone de verrouillage déformable (6) de l'alésage de diamètre réduit (7) de la douille (1) est constituée par une excroissance (13) de faible diamètre extérieur située en prolongement de l'épaulement (1-1) avant de la douille (1) et réalisé de façon monobloc avec celle-ci. 5) Dispositif selon revendications-1-et-3-caractérisé en ce que les parties en saillie de la zone de verrouillage (5) de la tige (2) sont constituées de gorges s'étendant sur une longueur au moins égale à l'alésage de diamètre réduit de verrouillage (6) de la douille (1). 6) Dispositif selon revendication-5-caractérisé en ce que les gorges (5) sont constituées de parties droites et pans inclinés séparés par un rayon en fond de gorges et un rayon en sommet de partie en saillie en allant vers la seconde zone (2-2) de la tige (2) et en opposition à l'effort de traction de sorte que la partie droite des gorges (5) après verrouillage par déformation de la douille (1) au niveau de l'alésage de diamètre réduit (6) et de l'excroissance (13) de la douille (1) se trouve en opposition au bulbe (11) afin d'assurer une mise sous tension permanente provoquant un accostage parfait de parois à assembler. 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la zone d'extrémité libre (2-2) de la tige (2) présente une forme tronconique (2-1) évasée en allant vers l'extérieur suivie d'une deuxième forme tronconique inverse allant en s'amincissant vers l'extérieur de sorte à créer avec la jupe (1) lors de la formation du bulbe (11) une solidarisation permettant après rupture des deux ensembles au niveau des entailles (3) (4) l'éjection par refoulement de la partie arrière de l'épingle aveugle en un seul élément. 8) Dispositif selon la revendication-7-caractérisé en ce que les deux formes tronconiques inversées (2-1) sont raccordées entre elles et à la seconde zone (2-2) de la tige (2) par des rayons. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte en outre un capuchon-plastique de diamètre intérieur au maximum égal au diamètre du bulbe (11) relié à un fil de récupération afin de récupérer les deux parties situées au-delà des entailles (3) (4) de la douille (1) et de la tige (2) dans un espace réduit, après rupture de l'épingle aveugle d'accostage et avant refoulement de la partie arrière de l'ensemble tige (2) douille (1) ledit capuchon étant enfilé sur le bulbe (11) après sa formation, ledit capuchon étant utilisable dans le cas d'accès sur la face arrière des éléments à assembler. 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la partie extrême (14) de traction de la partie de diamètre réduit (2-3) de la tige (2) comporte au-delà des parties en saillies (5) des gorges de traction (12) sur lesquelles prend appui l'outil de pose.