Brevet FR2983266A1 — publié le 20130531

- 1 - ORGANE DE FIXATION ET SON PROCÉDÉ D'INSTALLATION DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait à la fois au domaine des fixations de type rivet et à celui des fixations de type vis. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR Il existe dans l'art antérieur les rivets dits aveugles qui permettent de proposer une fixation de type rivet en ayant accès à un seul coté de l'assemblage. Ces fixations complexes ont pour inconvénient de ne pas offrir des surfaces d'appui, un couple de serrage ou une tension installée toujours suffisantes. Il existe les rivets non aveugles qui requièrent l'accès aux deux cotés de l'assemblage et la gestion de deux pièces selon deux circuits d'alimentation différents mais qui permettent d'obtenir les surfaces d'appui souhaitées. Dans cette catégorie, il existe notamment les organes de fixations dits "lockbolt" qui comprennent une broche et une bague, ladite broche comprenant une tête à une extrémité et présentant sur son corps, une partie rainurée d'une pluralité de rainures ou gorges de blocage permettant à la bague s'engageant sur la broche de venir s'y fixer par déformation. Cette bague vient s'engager sur la broche sur l'extrémité saillant hors du trou d'assemblage et présente un diamètre extérieur supérieur à celui du trou pour offrir une surface d'appui adéquate. Une fois une certaine contrainte axiale atteinte lors du sertissage de la bague sur la broche, l'extrémité de broche se casse au niveau d'une gorge de rupture prévue à cet effet. Il existe également les fixations vissées qui, au 35 moyen d'une vis et d'un écrou, apportent la surface d'appui et le serrage voulus mais requièrent l'accès des - 2 - deux côtés et la gestion de deux pièces. En addition de la gestion de l'arrivée de ces deux pièces, leurs positionnements respectifs (coaxialité, amorce du premier filet) constituent une difficulté 5 technique supplémentaire à résoudre qui complexifie à la fois les procédés et les effecteurs d'installations que les procédés sans pouvoir garantir la réalisation d'une fixation à caractéristiques répétitives (notamment en ce qui concerne la tension installée) d'un assemblage à 10 l'autre. DESCRIPTION DE L'INVENTION Partant de cet état de fait, la demanderesse a mené des recherches visant à solutionner les inconvénients des fixations existantes en proposant un organe de fixation 15 comprenant une broche et une douille déformable, ladite broche comprend une tête à une première extrémité et présente sur son corps une partie rainurée d'une pluralité de rainures ou gorges de blocage, remarquable en ce que la douille est positionnée sans déformation sur la partie 20 rainurée avant pose et en ce que ladite partie rainurée et la douille sont dimensionnées de sorte que le diamètre extérieur de la douille enfilée sur la partie rainurée soit inférieur ou égal au diamètre extérieur le plus grand du corps de broche. 25 Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle résout les inconvénients de l'art antérieur. En effet, en préformant une broche et une douille ayant un diamètre extérieur ne dépassant pas celui du trou formé dans l'assemblage, l'organe de fixation 30 autorise l'arrivée par un seul côté de l'assemblage tel un rivet aveugle. De plus, en proposant une configuration de type lockbolt, il assure la présence d'une surface d'appui autorisant le couple et la tension installée souhaitée 35 sans les inconvénients liés au positionnement d'un élément de l'organe de fixation par rapport à l'autre du fait que - 3 - la douille est prépositionnée sur la broche. Enfin, la fourniture d'organes de fixation présentant une broche et une douille proportionnées va permettre d'obtenir une grande répétabilité dans les caractéristiques de couple de serrage et de tension installée d'une fixation à l'autre. Cette caractéristique est rendue possible par la réalisation d'une douille de diamètre inférieur à celui habituellement proposé par la bague de sertissage par exemple d'un rivet de type "lockbolt". Ce diamètre inférieur ne constitue pas un obstacle à l'obtention d'une surface d'appui importante en ce que la douille lors de sa déformation va s'épanouir dans son mouvement relatif de rapprochement vers la tête. D'autres caractéristiques viennent compléter en association ou non, l'invention telle que décrite. Ainsi, par exemple : - le corps de broche présente sous la tête une partie non rainurée. Cette partie est celle qui occupe le volume du 20 trou d'assemblage; - le diamètre de la partie non rainurée rejoint le diamètre de la partie rainurée au moyen d'une partie tronconique qui va permettre de faciliter la déformation par évasement de la douille contre la pièce de 25 l'assemblage; - la partie non rainurée adopte une longueur supérieure ou égale à l'épaisseur maximale de l'assemblage et selon une caractéristique particulièrement avantageuse adopte un diamètre tendant à s'approcher le plus possible de celui 30 du trou de façon à remplir au mieux le volume du trou traversé par la broche; - l'extrémité distale du corps débouche hors de l'âme creuse de la douille afin de permettre sa prise par un outil de pose autorisant ainsi l'utilisation d'outil 35 adoptant la même cinématique que les outils de pose des rivets de type "lockbolt" sans avoir à gérer - 4 - l'installation de la douille sur la broche; - les rainures préformées dans la broche forme un filetage avec lequel coopère au moins une partie de l'âme creuse de la douille préformée à cet effet, ce qui permet d'utiliser la liaison hélicoïdale associée à la rotation de la douille pour assurer la déformation de cette dernière, - les rainures préformées dans la broche sont circulaires, - les rainures préformées dans la broche sont circulaires et parallèles sans former une hélicoïde. L'invention concerne également, le procédé d'installation de l'organe de fixation de l'invention qui, basé sur un prépositionnement de la douille sur la broche et sur un dimensionnement adéquat, permet un accès par un seul coté et requiert la présence d'un outil de déformation sur le deuxième côté de l'assemblage. Ainsi, selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le procédé consiste à faire passer l'ensemble broche et douille à travers le trou à partir d'un premier côté et à assurer les opérations de déformation de la douille à des fins de création d'une deuxième surface d'appui venant en vis à vis de celle formée par la tête à partie du deuxième côté. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, le procédé consiste à maintenir en appui la tête et à venir appuyer la douille sur la surface de la pièce et/ou sur la partie tronconique de la broche à des fins de développement autour de la broche et de sertissage sur la broche. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le procédé consiste à assurer la prise sur la douille et à la faire tourner pour qu'une fois en contact avec la surface de la pièce et/ou la partie tronconique de la broche, elle se déforme en s'évasant. L'outil est alors constitué par un moyen de mise en mouvement en rotation de la douille qui constitue alors un écrou déformable autour de la broche. - 5 - Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif, deux modes de réalisation d'un organe conforme à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un dessin schématique d'une vue extérieure de côté d'un mode de réalisation d'un organe de fixation conforme à l'invention avant pose; La figure 2 est un dessin schématique d'une vue de côté de l'organe de fixation de la figure 1 une fois posé; La figure 3 est un dessin schématique d'une vue extérieure de côté d'un mode de réalisation d'un organe de fixation conforme à l'invention positionné dans l'assemblage mais avant déformation; La figure 4 est un dessin schématique d'une vue de 20 côté de l'organe de fixation de la figure 3 une fois posé. DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Tel qu'illustré sur les dessins des figures 1 et 2, l'organe de fixation référencé O dans son ensemble se 25 compose d'une broche 100 et d'une douille déformable 200 indépendante mais prépositionnée sur la broche 100. Ladite broche 100 comprend une tête 110 à une première extrémité et présente sur son corps une partie rainurée 120 d'une pluralité de rainures ou gorges de blocage 121, 30 permettant à la douille 200 de venir s'y fixer par déformation. Comme illustrée par la figure 1, la douille 200 est positionnée sans déformation sur la partie rainurée 200 avant pose. En outre, comme illustrée par la figure 2, ladite partie rainurée 120 sur laquelle vient 35 s'enfiler la douille 200 et cette dernière sont dimensionnées de sorte que la partie disposée sous la - 6 - tête 110 de l'organe de fixation O présente sensiblement le même diamètre et permet son insertion dans le trou T traversant les pièces à assembler par un même côté conformément à l'invention. Selon le mode de réalisation illustré, la tête 110 de la broche ainsi que l'extrémité du trou T sur laquelle elle prend appui sont fraisées. Comme illustré, le corps de broche 100 présente sous la tête 110, une partie non rainurée 130 qui présente le diamètre maximal de l'organe de fixation O sous la tête et une longueur supérieure ou égale à l'épaisseur maximale des pièces assemblées. Comme illustrée, cette partie non rainurée 130 sous tête présente un diamètre correspondant au plus près au diamètre du trou T afin de garantir le bon remplissage du volume évidé qu'il définit. Afin d'une part de permettre le prépositionnement d'une douille de diamètre extérieur équivalent à la partie sans rainure et d'autre part, de faciliter l'épanouissement de la douille à des fins de création de 20 la deuxième surface d'appui de l'autre coté de l'assemblage, le diamètre de la partie sans rainure 130 rejoint un diamètre plus petit formé par la partie rainurée 120 au moyen d'une partie tronconique 131. L'organe de fixation est conçu de sorte que ce tronc de 25 cône 131 soit disposé hors du trou, une fois la tête 110 en appui sur la fraisure d'entrée du trou T. Comme illustrée, la longueur de la broche 100 est définie de sorte que l'extrémité distale du corps débouche hors de l'âme creuse de la douille 200 afin de permettre 30 sa prise par un outil de pose de l'autre côté de l'assemblage. Selon le mode de réalisation illustré, les rainures 121 préformées dans la broche forment un filetage avec lequel coopère l'âme creuse de la douille préformée à cet 35 effet. Ainsi, dans ce mode de réalisation, la douille 200 forme un écrou pour la broche 100 qui constitue alors une - 7 - vis. Cet écrou, lors de son vissage sur la broche 100, va se déformer en se déployant sur la partie tronconique 131 d'une part, et en prenant appui sur la surface de la pièce à assembler d'autre part. Cette déformation va permettre la création d'une surface d'appui 210 venant en vis-à-vis de celle formée par la tête 110. Les figures 3 et 4 illustrent un autre mode de réalisation d'un organe de fixation conforme à l'invention référencé O' qui diffère de celui décrit plus haut en ce que les rainures 121' proposées ne forment pas un filetage mais des rainures circulaires. La fixation proposée n'est pas alors mis en oeuvre par un serrage de type vis écrou mais par une déformation et un sertissage de la douille 200' sur la broche 100' par maintien en appui de la tête 110' et application d'un nez de pose (non illustré) sur la douille, nez de pose qui va avancer pour faire avancer la douille et réaliser le sertissage sans prise de l'outil sur la broche. On comprend que l'organe de fixation, qui vient 20 d'être ci-dessus décrit et représenté, l'a été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. 25 Ainsi par exemple, le matériau de la douille est préférentiellement choisi dans la liste suivante : - inox 304, - inox 316, - monel, 30 - etc.... De même, le matériau de la tige ou broche est préférentiellement choisi dans la liste suivante : - titane TA6V, - inox A286, 35 - inconel, - etc... REVENDICATIONS1. Organe de fixation (0) comprenant une broche (100) et une douille déformable (200), ladite broche (100) comprend une tête (110) à une première extrémité et 5 présente sur son corps une partie rainurée (120) d'une pluralité de rainures ou gorges de blocage, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE la douille (200) est positionnée sans déformation sur la partie rainurée (120) avant pose ET PAR LE FAIT QUE ladite partie rainurée (120) et la douille 10 (200) sont dimensionnées de sorte que le diamètre extérieur de la douille (200) enfilée sur la partie rainurée (120) soit inférieur ou égal au diamètre extérieur le plus grand du corps de broche (100). 2. Organe de fixation (0) selon la revendication 1, 15 CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le corps de broche (100) présente sous la tête, une partie non rainurée (130). 3. Organe de fixation (0) selon la revendication 2, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le diamètre de la partie non rainurée (130) rejoint le diamètre de la partie rainurée 20 (120) au moyen d'une partie tronconique (131). 4. Organe de fixation (0) selon la revendication 2, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE la partie non rainurée (130) adopte une longueur supérieure ou égale à l'épaisseur maximale de l'assemblage. 25 5. Organe de fixation (0) selon la revendication 2, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE l'extrémité distale du corps de broche (100) débouche hors de l'âme creuse de la douille (200) afin de permettre sa prise par un outil de pose. 30 6. Organe de fixation (0) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE les rainures (121) préformées dans la broche (100) forment un filetage avec lequel coopère au moins une partie de l'âme creuse de la douille (200) préformée à cet effet. 35 7. Organe de fixation (O') selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE les rainures (121') préformées- 9 - dans la broche (100') sont circulaires. 8. Procédé d'installation de l'organe de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes à des fins d'assemblage de pièces traversées par un trou (T), CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il consiste à faire passer l'ensemble broche (100) et douille (200) à travers le trou à partir d'un premier côté et à assurer les opérations de déformation de la douille (200) à des fins de création d'une deuxième surface d'appui venant en vis à vis de celle formée par la tête (110) à partir du deuxième côté. 9. Procédé selon la revendication 8, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à maintenir en appui la tête (110') et à venir appuyer la douille (200') sur la surface de la pièce et/ou la partie tronconique à des fins de développement autour de la broche (100') et sertissage sur la broche (100'). 10. Procédé selon la revendication 8, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à assurer la prise sur la douille (100) et à la faire tourner pour qu'une fois en contact avec la surface de la pièce et/ou la partie tronconique elle se déforme en s'évasant. 30 35