Brevet FR3005886A1 — publié le 20141128

DISPOSITIF DE POSE DE FIXATIONS TEMPORAIRES La présente invention se rapporte à un dispositif de pose de fixations, notamment de fixations temporaires de type agrafes d'épinglage. Dans l'industrie aéronautique, avant de réaliser l'assemblage définitif de tôles ou analogues, il est connu de procéder à un assemblage temporaire des tôles au moyen d'agrafes insérées dans des trous traversants. De telles agrafes, par exemple décrites dans le document GB2126146 ou le document EP0336808, comprennent typiquement : - un corps pourvu d'une face d'appui susceptible de venir au contact d'une face avant des structures à assembler, - au moins une pince destinée à traverser les perçages et pourvue d'un bec d'accrochage susceptible de s'appliquer contre une face arrière des structures à assembler, - un mécanisme déplaçable par rapport au corps, le mécanisme comprenant une tige filetée disposée coaxialement au corps, une extrémité de la tige étant prolongée par la pince, le mécanisme comprenant en outre un écrou de commande monté sur une autre extrémité de la tige. Ces agrafes sont généralement posées sur les tôles à l'aide d'un appareil moteur de type visseuse/dévisseuse, muni d'un dispositif de pose comprenant : - un premier fourreau cylindrique qui immobilise en translation le corps d'une agrafe après son insertion, - un deuxième fourreau cylindrique logé dans le premier fourreau, permettant de bloquer en rotation le corps de l'agrafe, - un troisième fourreau cylindrique logé dans le deuxième fourreau, le troisième fourreau étant entraîné en rotation par l'appareil moteur, une extrémité du troisième fourreau entraînant en rotation l'écrou de commande de l'agrafe. Un tel dispositif de pose est notamment décrit dans le document E P0466609. Entraîné en rotation, l'écrou déplace en translation la tige filetée de l'agrafe, de sorte que les becs d'accrochage et la face d'appui du corps s'appliquent respectivement sur les faces arrière et avant des tôles empilées. Un couple de serrage déterminé est généralement appliqué à l'agrafe lors de sa pose. Les deuxième et troisième fourreaux du dispositif de pose sont munis de moyens d'entraînement/ de blocage en rotation, respectivement du corps et de l'écrou de l'agrafe. Lorsque le corps ou l'écrou a une section polygonale, ces moyens d'entraînement/ de blocage peuvent être formés par une empreinte de forme complémentaire. En revanche, lorsque le corps ou l'écrou a une section circulaire, il convient d'utiliser un système d'entraînement par coincement, de type cage à 10 galets. Un tel système de cage à galets est notamment décrit dans le document EP0466609. La cage à galets est typiquement installée libre en rotation dans un logement de section polygonale, dont les pans coopèrent avec les galets durant le fonctionnement du dispositif de pose. 15 Or, selon la position angulaire des galets par rapport aux pans, des problèmes peuvent survenir lors de l'installation des fixations temporaires. Un mauvais positionnement peut induire des frottements excessifs, qui perturbent l'installation des fixations et/ou génèrent des dégâts au niveau de l'écrou de commande. 20 En cas de pose manuelle des agrafes, les opérateurs sont capables de manipuler judicieusement le dispositif de pose, afin de contourner ces problèmes. Cependant, en utilisation automatique, les robots de pose n'ont actuellement pas de telles compétences. Il est donc nécessaire d'éviter, dans le dispositif de pose, un mauvais 25 positionnement de la cage à galets au moment de l'insertion d'une fixation temporaire dans le dispositif. La présente invention vise à résoudre ce problème en munissant le dispositif de pose d'un moyen de positionnement optimal de la cage à galets. Plus précisément, la présente invention se rapporte à un outil de pose 30 de fixations, ledit outil comprenant : un fourreau disposé selon un axe principal, ledit fourreau ménageant un logement interne cylindrique de base polygonale, se développant selon l'axe principal ; une cage à galets, reçue dans ledit logement cylindrique, ladite cage comprenant : un support cylindrique de base sensiblement circulaire, disposé selon l'axe principal, 35 une surface latérale externe dudit support étant sensiblement tangente à des faces latérales du logement cylindrique de base polygonale ; des galets disposés sur le pourtour du support, chaque galet étant mobile en rotation par rapport audit support selon un axe parallèle à l'axe principal ; un ressort de compression exerçant sur les galets un effort radial en direction de l'axe principal ; la cage étant configurée de sorte que chaque galet est logé au niveau d'une arête du logement cylindrique du fourreau ; le support de la cage étant apte à pivoter selon l'axe principal à l'intérieur dudit logement cylindrique. L'outil de pose comprend en outre un élément de rappel, relié d'une part à un galet de la cage et d'autre part au fourreau, ledit élément de rappel tendant à ramener les galets de la cage en regard des arêtes du logement cylindrique du fourreau. Préférentiellement, l'élément de rappel est un ressort de torsion. Ainsi, bien que la cage à galets se déplace en rotation dans son logement durant la pose des agrafes, l'élément de rappel ramène la cage dans sa position optimale à la fin de l'installation. Dans le cadre de l'invention, le terme « outil » s'entend comme un dispositif complet de pose, ou encore comme une partie dudit dispositif, telle qu'une clé d'entraînement de l'écrou de commande. Préférentiellement, l'outil est destiné à la pose de fixations temporaires comprenant : un corps longitudinal pourvu d'une face frontale, au moins une pince émergeant de ladite face frontale, une tige filetée coaxiale au corps et mobile en translation selon ledit axe, une extrémité de la tige étant prolongée par la pince, un écrou de commande monté sur une autre extrémité de la tige. Un tel outil de pose peut également être adapté pour installer un écrou d'assemblage à forme externe cylindrique, ainsi que toute fixation incorporant un tel écrou. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'écrou est de section circulaire et l'outil est configuré de sorte que l'écrou puisse être inséré dans la cage à galets, une surface latérale externe de l'écrou venant alors au contact des galets. Dans ce mode de réalisation, l'outil est par exemple une clé d'entraînement de l'écrou. Préférentiellement, un autre élément de l'outil ou du dispositif complet de pose comprend un moyen de retenue en rotation du corps longitudinal. 3005 886 4 Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le corps longitudinal a une extrémité de section circulaire et l'outil est configuré de sorte que ladite extrémité puisse être insérée dans la cage à galets, une surface latérale externe de ladite extrémité venant alors au contact des galets. Dans ce mode 5 de réalisation, l'outil est par exemple une partie avant, ou nez, d'un appareil de type visseuse/dévisseuse. Préférentiellement, un autre élément de l'outil ou du dispositif complet de pose comprend un moyen d'entraînement en rotation de l'écrou. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et 10 à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci sont données à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent : Figure 1 : une vue en coupe axiale d'un dispositif de pose d'une agrafe selon un mode de réalisation de l'invention ; Figure 2 : une vue éclatée d'une partie d'un dispositif de pose 15 selon un mode de réalisation de l'invention ; Figures 3A et 3B : des vues partielles en coupe transversale du dispositif de la figure 1 ; Figure 4 : une vue partielle, en coupe axiale, d'un dispositif de pose d'une agrafe selon un autre mode de réalisation de 20 l'invention. La figure 1 représente une vue schématique en coupe d'un dispositif 10 de pose d'une agrafe d'épinglage 50. L'agrafe 50 comporte un corps 51, sensiblement cylindrique et disposé selon un axe 11. Le corps 51 est pourvu d'une face 52 frontale d'appui, 25 susceptible de venir au contact d'une face d'éléments à assembler, tels que des tôles percées. L'agrafe 50 comporte également deux demi-pinces 53 allongées, pourvues chacune d'un bec 54 d'accrochage susceptible de s'appliquer contre une autre face des tôles à assembler, au travers des perçages alignés 30 des tôles. L'agrafe 50 comporte en outre une tige 55 filetée, disposée selon l'axe 11 et mobile par rapport au corps 51. Une extrémité de la tige est fixée aux deux demi-pinces 53. Un écrou 57 de commande est monté sur le filetage de ladite tige. 3005 886 5 Par ailleurs, un ressort 58 de compression est disposé autour de la tige 55 selon l'axe 11, entre l'écrou 57 et une extrémité 59 du corps 51, opposée à la face d'appui 52. Le dispositif 10 de pose comprend un premier fourreau 12 cylindrique, 5 disposé selon l'axe 11. Le premier fourreau 12 délimite une première cavité interne dans laquelle est disposé, selon l'axe 11, un deuxième fourreau 13. La translation du corps de l'agrafe 50 en direction de la face d'appui 52 est bloquée par le premier fourreau 12, venant en butée axiale contre l'extrémité 59 du corps 51. 10 Le deuxième fourreau 13 est configuré de sorte à coopérer avec l'extrémité 59 pour immobiliser le corps 51 en rotation selon l'axe 11. L'extrémité 59 a par exemple une section de forme hexagonale ; à proximité d'une ouverture axiale 20, le deuxième fourreau 13 présente une paroi interne 14 de forme complémentaire à cette section. 15 Le deuxième fourreau 13 délimite une deuxième cavité interne, dans laquelle l'extrémité 59 du corps 51 est insérée, tandis que le reste du corps émerge à l'extérieur du dispositif 10 par l'ouverture axiale 20. Le dispositif 10 de pose comprend en outre un manchon 15, logé dans la deuxième cavité interne. Le manchon 15 est mobile en rotation et en 20 translation dans ladite deuxième cavité interne, selon l'axe 11. Le manchon 15 forme une troisième cavité interne 17, ouverte aux deux extrémités du manchon selon l'axe 11. Une portion de la cavité 17 forme un logement 18, dont la paroi latérale est cylindrique de base polygonale, se développant selon l'axe 11. Le logement 18 a par exemple une surface 25 latérale à douze pans, c'est-à-dire une section formant un dodécagone régulier. Le logement 18 reçoit une cage 19 à galets, dont le fonctionnement sera détaillé plus bas. Une extrémité 21 de la cavité 17 reçoit un arbre 22 d'entraînement, 30 destiné à être relié à un arbre de sortie d'un dispositif de vissage/dévissage. Le manchon 15 est mobile en translation selon l'axe 11 par rapport à l'arbre 22, qui est pour sa part fixe en translation par rapport au premier fourreau 12. Un ressort 23 de compression, logé dans l'extrémité 21 de la cavité 17 et appuyé contre l'arbre 22, tend à ramener le manchon 15 vers l'ouverture 20. 3005 886 6 L'arbre 22 peut entraîner en rotation le manchon 15, selon l'axe 11, au moyen d'une goupille 24. La figure 2 montre une vue éclatée d'un manchon 15 analogue au manchon 15 de la figure 1. Les numéros de référence sont conservés par 5 rapport à la figure 1. Le manchon 15, ou clé d'entraînement, comprend un fourreau 16 disposé selon un axe 11 principal, ledit fourreau ménageant une cavité interne. Une portion de ladite cavité interne forme un logement 18, cylindrique de base polygonale, se développant selon l'axe 11. Comme dans 10 le cas de la figure 1, la base polygonale est par exemple un dodécagone régulier. Sur la figure 2, on observe également une perforation transversale 25 du fourreau 16, destinée à recevoir la goupille 24 décrite précédemment. Le logement cylindrique 18 reçoit une cage 19 à galets. Ladite cage est 15 formée d'une bague 30 et d'un anneau élastique 31, disposés selon l'axe 11 et reliés par des entretoises 32. La bague 30, l'anneau 31 et les entretoises 32 forment un support cylindrique 33 de base sensiblement circulaire. Le support 33 est configuré de sorte à ce que les entretoises 32 soient sensiblement tangentes à des faces latérales 26 du logement 18. 20 La cage 19 comprend en outre des galets 34 disposés sur le pourtour du support 33, entre les entretoises 32. Chaque galet 34 est mobile en rotation par rapport au support 33 selon un axe 35 parallèle à l'axe principal 11. Dans l'exemple de la figure 2, les galets 34 sont répartis sur six axes 35, disposés autour de l'axe 11 selon un hexagone régulier. 25 Par ailleurs, la cage 19 comprend un ressort 36 de compression, disposé autour des entretoises et des galets. Le ressort 36 exerce sur les galets 34 un effort radial en direction de l'axe 11. Lorsque l'agrafe 50 est insérée dans le dispositif 10 en vue de sa pose (voir figure 1), l'écrou 57 de commande, de section circulaire, vient se loger 30 dans la cage à galets 19 du manchon. Le ressort 36 permet aux galets 34 de se plaquer radialement contre la surface latérale de l'écrou 57. Lorsque le fourreau 16 est entraîné en rotation par l'arbre 22, les faces latérales 26, ou pans du logement 18 coopèrent avec les galets 34, qui eux-mêmes coopèrent avec la surface latérale de l'écrou 57. L'écrou est entraîné en rotation par coincement des galets 34 entre les pans 26 et ledit écrou. Les figures 3A et 3B montrent des vues en coupe transversale de la clé d'entraînement 15 dans laquelle est insérée l'agrafe 50. Le plan de coupe passe par la cage 19 à galets et par l'écrou 57. La figure 3A montre la clé d'entraînement 15 dans une configuration avant vissage/dévissage, permettant une installation correcte de l'agrafe 50. En médaillon, une vue détaillée d'un galet 34 est présentée. Dans la configuration de la figure 3A, chacun des galets 34 se trouve en regard d'une arête 27 délimitant deux pans 26 latéraux du logement 18. Plus précisément, chaque axe 35 de rotation d'un galet se trouve inclus dans un plan passant par l'axe 11 principal et par une arête 27. Le logement 18 comprenant douze pans 26 et douze arêtes 27, une arête sur deux se trouve en regard d'un galet 34. Il existe un jeu 40 entre chaque galet 34 et l'arête 27 en vis-à-vis. Cette configuration de la cage 19 permet à la clé d'entraînement 15 d'exercer sur l'écrou 57 un effort optimal lors du vissage. La figure 3B montre la clé d'entraînement 15 dans une autre configuration avant vissage/dévissage, cette configuration étant défavorable à l'installation correcte de l'agrafe 50. Dans cette configuration, les galets 34 sont décalés par rapport aux arêtes 27. Chaque galet 34 est en contact avec un unique pan 26 du logement 18, sans jeu. Dans les dispositifs de l'art antérieur, la cage à galets est libre en rotation selon l'axe principal dans le logement de section polygonale. Il est donc possible que la cage se trouve dans la configuration de la figure 3B lors de l'insertion d'un écrou de commande. Une telle configuration induit des efforts excessifs durant l'installation de l'agrafe 50. Dans le cas où le dispositif 10 exerce un effort insuffisant sur la clé 15, l'entraînement de l'écrou en rotation est défectueux. En cas d'efforts plus élevé exercé par le dispositif 10, l'écrou 57 peut se retrouver endommagé par les frottements des galets 34. La présente invention inclut donc un moyen de ramener les galets dans la position de la figure 3A avant toute insertion d'une fixation temporaire dans la cage à galets. Dans l'exemple de la figure 2, ce moyen est matérialisé par un ressort 37 de torsion. Le ressort 37 a la forme d'un fil enroulé selon l'axe 11. Une première extrémité 38 du ressort 37 est reliée à un galet 34 de la cage 19. Une seconde extrémité 39 du ressort 37 est reliée au fourreau 16. L'extrémité 39 est par exemple logée dans une encoche radiale (non représentée) ménagée sur une surface interne du fourreau. Le ressort 37 tend à placer les galets 34 de la cage 19 dans la configuration représentée à la figure 3A, lesdits galets étant en regard d'une arête 27. Lorsqu'un couple de vissage/dévissage est appliqué à la clé 15, une déformation du ressort 37 a lieu par inertie de la cage 19, assurant l'entraînement en rotation de l'écrou 57. Lors de l'arrêt du vissage/dévissage, le ressort 37 fait pivoter la cage 19 pour la remettre dans sa configuration initiale, telle que représentée à la figure 3A. Ainsi, avant toute insertion d'une agrafe 50 dans le dispositif 10 de la figure 1, la position de la cage 19 dans la clé 15 est nécessairement optimale à l'installation de ladite agrafe. La figure 4 représente une vue détaillée d'une variante de réalisation de l'invention. Plus précisément, la figure 4 représente une vue détaillée d'une agrafe 50' analogue à l'agrafe 50 représentée à la figure 1, insérée dans un dispositif 10' de pose analogue au dispositif 10 de la figure 1. Les références des éléments communs avec ceux de la figure 1 sont conservées ci-après. Une différence entre l'agrafe 50' et l'agrafe 50 de la figure 1 est la forme d'un écrou 57' de commande, analogue à l'écrou 57. Plus précisément, l'écrou 57' présente une section hexagonale et non circulaire. Sur la figure 4, l'écrou 57' est logé dans un manchon 15' analogue au manchon 15. Plus précisément, le manchon 15' comporte un logement 18' dont la forme est complémentaire de celle de l'écrou 57'. Le logement 18' a donc une forme cylindrique de base hexagonale. Lors de la mise en rotation du manchon 15', la surface du logement 18' coopère directement avec l'écrou 57' pour l'entraîner en rotation. Une autre différence entre l'agrafe 50' et l'agrafe 50 est la forme d'une extrémité 59' du corps 51. Dans l'exemple de la figure 4, l'extrémité 59' présente une section circulaire, contrairement à la forme à six pans de l'extrémité 59 de la figure 1. Comme dans l'exemple de la figure 1, un deuxième fourreau 13' du dispositif 10' coopère avec l'extrémité 59' pour immobiliser le corps 51 en rotation selon l'axe 11. A proximité d'une ouverture axiale, le deuxième fourreau 13' présente un logement interne 14', de même forme que le logement 18 des figures 1 et 2. Ce logement 14' contient une cage à galets 19, identique à celle décrite précédemment à l'appui des figures 1 et 2. Les autres éléments du dispositif 10' et de l'agrafe 50' sont identiques à ceux du dispositif 10 et de l'agrafe 50 représentés à la figure 1. Lors de l'entraînement en rotation de l'écrou 57', l'extrémité 59' du corps 51 est bloquée en rotation par coincement des galets de la cage 19 contre les pans du logement interne 14', de manière identique à celle décrite ci-dessus. L'écrou 57' peut alors se déplacer le long de la tige filetée 55 pour l'installation de l'agrafe 50'. Pour des raisons identiques à celle décrites ci-dessus, une installation optimale de l'agrafe 50' nécessite que la cage 19 de la figure 4 se trouve dans la configuration représentée à la figure 3A avant insertion de l'extrémité 59' du corps 51, qui prend alors la place de l'écrou 57. La cage 19 de la figure 4 inclut donc un ressort 37 identique à celui décrit précédemment, ledit ressort assurant le retour de la cage 19 dans sa configuration optimale à la fin de l'installation de l'agrafe 50'. Il est également possible d'envisager une agrafe comprenant un écrou 57 circulaire et une extrémité 59' circulaire au corps 51. Dans ce cas, il est possible de combiner les exemples des figures 1 et 4, afin que ledit écrou 57 et ladite extrémité 59' coopèrent chacun avec une cage à galets 19 telle que décrite précédemment, chaque cage revenant dans sa position initiale après installation, à l'aide d'un ressort de torsion. Bien que l'élément de rappel de l'invention ait été décrit dans les exemples comme étant formé par un ressort de torsion, il est entendu que cet exemple n'est pas restrictif. Tout moyen équivalent permettant de ramener les galets de la cage en regard des arêtes du logement cylindrique du fourreau est compris dans l'invention. REVENDICATIONS1. Outil (10, 15, 10', 13') de pose de fixations (50, 50') , ledit outil 5 comprenant : - un fourreau (16, 13') disposé selon un axe (11) principal, ledit fourreau ménageant un logement (18, 14') interne cylindrique de base polygonale, se développant selon l'axe principal, - une cage (19) à galets, reçue dans ledit logement cylindrique, ladite 10 cage comprenant : - un support (33) cylindrique de base sensiblement circulaire, disposé selon l'axe principal, une surface (32) latérale externe dudit support étant sensiblement tangente à des faces latérales (26) du logement cylindrique de base polygonale, 15 - des galets (34) disposés sur le pourtour du support, chaque galet étant mobile en rotation par rapport audit support selon un axe (35) parallèle à l'axe principal, - un ressort (36) de compression exerçant sur les galets un effort radial en direction de l'axe principal, 20 la cage étant configurée de sorte que chaque galet est logé au niveau d'une arête (27) du logement cylindrique du fourreau, le support de la cage étant apte à pivoter selon l'axe principal à l'intérieur dudit logement cylindrique, l'outil étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un élément (37) 25 de rappel, relié d'une part à un galet de la cage et d'autre part au fourreau, ledit élément de rappel tendant à ramener les galets de la cage en regard des arêtes du logement cylindrique du fourreau. 2. Outil de pose de fixations selon la revendication 1, dans lequel 30 l'élément de rappel est un ressort (37) de torsion, une extrémité (38) dudit ressort étant reliée à un galet de la cage, une autre extrémité (39) dudit ressort étant reliée au fourreau. 3. Outil (10, 15) selon la revendication 1 ou la revendication 2, destiné 35 à la pose de fixations (50) temporaires comprenant : - un corps (51) longitudinal pourvu d'une face frontale (52), - au moins une pince (53) émergeant de ladite face frontale, - une tige (55) filetée coaxiale au corps et mobile en translation selon ledit axe, une extrémité de la tige étant prolongée par la pince, - un écrou (57) de commande monté sur une autre extrémité de la tige, ledit écrou étant de section extérieure circulaire, ledit outil étant configuré de sorte que l'écrou puisse être inséré dans la cage à galets, une surface latérale externe de l'écrou venant alors au contact des galets. 4. Outil (10) selon la revendication 3, tel que le fourreau (16) est inséré dans une enveloppe (13) externe disposée selon l'axe principal, ladite enveloppe comprenant un moyen (14) de retenue en rotation du corps longitudinal des fixations temporaires lorsque l'écrou est entraîné en rotation selon l'axe principal. 15 5. Outil selon la revendication 4, tel que le fourreau est relié à un moyen (22, 24) d'entraînement en rotation selon l'axe principal. 6. Outil (10', 13') selon la revendication 1 ou la revendication 2, destiné 20 à la pose de fixations (50') temporaires comprenant : - un corps (51) longitudinal pourvu d'une face frontale, ledit corps ayant une extrémité (59') de section circulaire, - au moins une pince émergeant de ladite face frontale, - une tige filetée (55) coaxiale au corps et mobile en translation selon 25 ledit axe, une extrémité de la tige étant prolongée par la pince, - un écrou (57') de commande monté sur une autre extrémité de la tige, ledit outil étant configuré de sorte que ladite extrémité (59') du corps longitudinal puisse être insérée dans la cage à galets, une surface latérale externe de ladite extrémité venant alors au contact des galets. 30 7. Outil selon la revendication 6, comprenant en outre un manchon (15') inséré dans le fourreau (13') et disposé selon l'axe principal, ledit manchon comprenant un moyen (18') d'entraînement en rotation, selon l'axe principal, de l'écrou (57') des fixations temporaires.