Brevet FR3017428A1 — publié le 20150814

DISPOSITIF DE FIXATION ET SON PROCÉDÉ DE FABRICATION DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine des dispositifs de fixation de type de ceux comprenant deux éléments à savoir une broche et une bague venant se sertir sur la broche et notamment aux adaptations permettant de réaliser leur installation dans les meilleures conditions. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR La pose des dispositifs de fixation de type rivets comprenant deux éléments tels ceux connus sous la dénomination de "lockbolt", est susceptible de présenter plusieurs inconvénients. Un exemple 15 d'un tel dispositif est décrit dans le document FR2503805. De tels dispositifs comprennent une broche et une bague déformable venant se sertir sur la broche. Ladite broche comprend à une extrémité, une tête et présente sur son corps, une pluralité de rainures, nervures et/ou gorges de blocage permettant à la bague 20 s'engageant sur la broche de venir s'y fixer par déformation. Une telle configuration permet la fixation de pièces ensemble en perçant ces dernières d'un trou traversant, avec ladite tête venant en appui à une extrémité du trou et avec ladite bague servant, une fois déformée et fixée à la broche, de surface d'appui 25 en vis-à-vis de la tête, à l'autre extrémité du trou. Ladite broche comprend une première partie préformée de nervures et/ou de gorges à des fins de coopération avec la bague et une deuxième partie plus éloignée de la tête et préformée de nervures et/ou de gorges à des fins de coopération avec un outil 30 assurant la tenue de la broche pendant le sertissage de la bague sur la première partie. La deuxième partie est séparée de la première partie par une gorge plus profonde destinée à permettre la rupture de la broche, une fois un seuil d'effort de traction franchi lors de la pose. 35 Les inconvénients constatés lors de la pose de tels dispositifs résident dans le fait que la broche ou la bague sont susceptibles, avant sertissage, de glisser du trou ou l'un par rapport à l'autre en étant entraînées par leur propre poids. Ainsi, par exemple lors d'une pose dans une position sensiblement verticale où la tête de la broche repose sur le bord supérieur du trou, la bague glisse le long de la broche afin de réaliser, une fois sertie, un appui sur le bord inférieur du trou. Si l'opérateur tenant l'outil de pose ne tient pas la bague en position sur la broche, cette bague peut tomber. De même, lors d'une pose dans une position sensiblement verticale où la tête de la broche repose sur le bord inférieur du trou, si l'ajustement entre la broche et le trou autorise le 10 glissement, la broche peut tomber. La chute de ces éléments constitue une perte de temps et requiert une retenue de l'élément, la plupart du temps assurée manuellement par un opérateur. Ainsi, lors de la pose, une de ses mains tient la bague et son autre main tient l'outil, manipulations 15 fastidieuses qui, à la longue, peuvent occasionner certaines fatigues. Pour solutionner l'inconvénient d'une bague se désengageant de la broche, le document US4995777 décrit un dispositif de fixation avec une bague auto-retenue. Cette retenue est mise en oeuvre par la 20 déformation de la bague qui va présenter une saillie dans son âme creuse coopérant à des fins de retenue avec les rainures préformées sur la broche. Il a été néanmoins constaté qu'étant données les tolérances de diamètre du trou de la bague et les tolérances de la tige ou broche, il était parfois impossible d'enfiler la bague sur 25 la broche. De plus, la déformation de la bague et les modifications qu'elle impliquait quant à son comportement mécanique ne pouvaient être négligées. Pour solutionner l'inconvénient d'une broche se désengageant du trou, le document US 2007/0065251 décrit un dispositif et un procédé 30 de fixation proposant un élément de serrage élastique venant équiper la partie détachable de la broche afin de retenir la broche dans le trou dans lequel elle peut se déplacer librement en ajustement. Cet élément élastique est simplement positionné sur la broche et, de par son élasticité, autorise : 35 - l'insertion de la broche dans le trou traversant les éléments, - le maintien en position de la broche dans le trou, - la mise en appui de la tête sur une des faces des éléments à assembler en sortant du trou, - l'enfilement de la bague, une fois la tête en appui, - la retenue de la bague avant déformation. En effet, l'élasticité de l'élément élastique lui permet de passer d'une faible épaisseur pour autoriser les passages à une épaisseur 5 plus importante pour assurer les retenues. Une telle solution présente néanmoins les inconvénients suivants : - l'élément élastique n'est pas retenu sur la broche ce qui peut conduire à une désolidarisation à gérer pouvant intervenir avant la 10 pose de la broche ou après, - l'élément élastique est disposé sur la partie détachable au plus près de la gorge de rupture ce qui peut conduire à son coincement lors du sertissage de la bague sur la broche, - l'élément élastique présente une épaisseur et une élasticité 15 devant d'une part, retenir la broche dans le trou et d'autre part, autoriser le passage de la bague ce qui peut être contradictoire, - l'épaisseur de l'élément élastique peut gêner l'évacuation de la partie détachable ou l'insertion de la broche en cas de montage serré de la broche dans le trou. 20 DESCRIPTION DE L'INVENTION Partant de cet état de fait et d'un cahier des charges préétabli visant à assurer la retenue de la bague sur la broche, la demanderesse a mené des recherches visant à proposer une solution technique de retenue de la bague sur une broche d'un dispositif de 25 fixation de type "lockbolt" sans les inconvénients de celles de l'art antérieur. Ces recherches ont abouti à la conception et à la réalisation d'un dispositif de fixation et de son procédé de fabrication nouveaux obviant aux inconvénients de l'art antérieur. 30 Le dispositif de fixation comprend une broche et une bague déformable venant se sertir sur la broche, ladite broche comprend à une extrémité une tête et présente sur son corps une pluralité de nervures ou gorges de blocage permettant à la bague s'engageant sur la broche, de venir s'y fixer par déformation, 35 le corps de ladite broche comprend une première partie équipée de nervures et/ou gorges à des fins de coopération avec la bague, et une deuxième partie plus éloignée de la tête et équipée de nervures et/ou gorges à des fins de coopération avec un outil de pose assurant la tenue de la broche pendant le sertissage de la bague sur la première partie, la deuxième partie est liée à la première partie, par une gorge plus profonde destinée à permettre la rupture de la broche, une fois un 5 seuil d'effort de traction franchi lors de la pose, un élément élastique étant installé sur la deuxième partie de la broche. Selon l'invention, ce dispositif est remarquable en ce que la broche est préformée sur sa deuxième partie, par une gorge dite d'accueil 10 plus profonde que celles déjà présentes afin de créer un volume d'accueil et des surfaces de retenue pour ledit élément élastique. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle propose une meilleure retenue de l'élément élastique ce qui va garantir, qu'une fois installé, ledit élément élastique sera 15 solidaire de la partie détachable de la broche. Cette retenue optimisée va permettre une insertion sans gêne de la broche dans un trou traversant selon un ajustement serré. Elle va en outre assurer une fonction d'arrêt axial pour la bague, une fois cette dernière enfilée sur la broche. 20 De plus, la création d'une rainure ou d'une gorge dédiée à l'accueil de l'élément élastique va permettre la réalisation de la profondeur et de la largeur adéquates selon le choix d'élément élastique avec éventuellement un profil de rainure adapté à l'accueil du volume compressé de l'élément élastique. L'élasticité de la partie saillant 25 hors de la rainure et susceptible de servir d'arrêt axial peut ainsi profiter de celle insérée dans la rainure. L'élasticité de l'élément ne dépend donc pas exclusivement de celle du seul volume apparent ce qui rend le choix d'un élément élastique plus facile et évite la présence d'un volume trop saillant. 30 Un tel élément élastique ne présentant pas une saillie trop importante va permettre aux mâchoires de l'outil de pose de passer par dessus l'élément élastique sans risque du glissement de ce dernier ce qui provoquerait le coincement de l'outil. Le dispositif de l'invention est donc mieux adapté que ceux de l'art antérieur à 35 l'utilisation d'un outillage de pose évacuant les deuxièmes parties appelées aussi queues de traction. Bien entendu, si la gorge accueillant l'élément élastique est plus profonde que celles séparant les cannelures de la deuxième partie ou queue de traction, elle est moins profonde que la gorge de rupture. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, où ladite deuxième partie de broche comprend une extrémité liée à la première partie par la gorge de rupture et une deuxième extrémité libre, ladite gorge d'accueil est réalisée au plus près de la deuxième extrémité. La disposition de la gorge d'accueil et donc de l'élément élastique, le plus loin possible de la tête de broche présente de 10 nombreux avantages et parmi ceux-ci : - elle évite de devoir tirer la broche dans sa totalité pour avoir accès à l'arrêt axial constitué par l'élément élastique, - elle permet de disposer de l'arrêt axial dès le début de l'enfilement de la bague sur la broche, 15 - elle évite que l'élément élastique n'interfère avec la bague lors de l'opération de sertissage en étant éloignée de la gorge de rupture. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, ledit élément élastique est annulaire. Son profil peut varier mais 20 selon un mode de réalisation préféré mais non limitatif, il adopte un profil circulaire. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, ledit élément élastique adopte une forme torique, lequel selon un mode de réalisation préféré mais non limitatif, est formé par un 25 joint torique. Selon un mode de réalisation préféré, la mise en oeuvre de l'invention est prévue sur une broche en titane ou alliage de titane. Un autre objet de l'invention concerne un procédé de 30 fabrication d'un dispositif de fixation de type de celui décrit ci-dessus. Selon une première caractéristique, le procédé de l'invention consiste à réaliser ladite gorge d'accueil par usinage, ce qui permet d'envisager d'adapter des broches déjà réalisées en les 35 préformant afin de recevoir l'élément élastique. Selon une autre caractéristique, ledit procédé de fabrication consiste à réaliser ladite gorge d'accueil par roulage en même temps que les rainures préformées dans la broche, ce qui permet d'envisager la réalisation de broches adaptées à l'accueil d'un élément élastique formant arrêt axial. 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, un mode de réalisation d'un dispositif de fixation conforme à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un dessin schématique d'une vue en coupe d'une broche d'un dispositif de fixation conforme à l'invention, prête à s'introduire dans un orifice traversant deux pièces à assembler; La figure 2 illustre la broche introduite dans l'orifice avec l'élément élastique en contact avec la surface intérieure de 15 l'orifice; La figure 2a est un dessin schématique d'une vue de détail en coupe du contact de l'élément élastique dans ledit orifice; La figure 3 est un dessin schématique d'une vue en coupe de la broche installée dans l'orifice avec la bague prête à être enfilée 20 sur la broche; La figure 4 illustre la bague enfilée sur la broche avec l'élément élastique en contact avec la surface intérieure de la bague; La figure 4a est un dessin schématique d'une vue de détail en 25 coupe du contact de l'élément élastique dans ladite bague; La figure 5 est un dessin schématique d'une vue de la bague positionnée sur la broche au-delà de l'élément élastique; La figure 6 est un dessin schématique d'une vue de la bague sertie sur la broche avec la deuxième partie de broche détachée; 30 La figure 7 est un dessin schématique d'un premier mode de réalisation de broche, La figure 7a est une vue de détail de la partie préformée de la broche avec l'élément élastique en coupe selon la figure 7; La figure 8 est un dessin schématique d'un deuxième mode de 35 réalisation de broche, La figure 8a est une vue de détail de la partie préformée de la broche avec l'élément élastique en coupe selon la figure 8. DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Comme illustré sur les dessins des figures 1 à 7a, le dispositif de fixation comprend une broche 100 et une bague déformable 200 venant se sertir sur la broche 100. Ladite broche 100 comprend à une extrémité, une tête 110 et présente 5 sur son corps 120 une pluralité de nervures ou gorges de blocage 130 permettant à la bague 200 s'engageant sur la broche 100 de venir s'y fixer par sertissage. Le corps 120 de ladite broche 100 comprend une première partie 140 rainurée à des fins de coopération avec la bague 200 et une deuxième 10 partie 150 rainurée plus éloignée de la tête 110, à des fins de coopération avec un outil (non illustré) assurant la tenue de la broche 100 pendant le sertissage de la bague 200 sur la première partie rainurée 140. La deuxième partie rainurée 150 est liée de la première partie 140, 15 par une rainure ou gorge plus profonde 160 destinée à permettre la rupture de la broche 100, une fois un seuil d'effort de traction franchi lors de la pose assurée par l'outil. Un élément élastique adoptant la forme d'un tore 300 est installé sur la deuxième partie 150 rainurée de la broche. 20 Conformément à l'invention, la broche 100 est préformée sur sa deuxième partie rainurée, d'une rainure ou une gorge dite d'accueil plus profonde que celles 152 déjà présentes afin de créer un volume d'accueil et des surfaces de retenue pour ledit élément élastique 300. Comme illustrée, cette deuxième partie rainurée 150 qui 25 comprend une extrémité liée à la première partie 140 par la gorge de rupture 160 et une deuxième extrémité libre est préformée de ladite rainure d'accueil 151 au plus de la deuxième extrémité. Cette broche 100 va être introduite dans un trou 400 traversant deux pièces Pl et P2 à assembler. Ledit trou 400 comprend un 30 fraisure 410 accueillant la tête fraisée 110 de la broche 100. Comme illustré par le dessin de la figure 2a, l'élément élastique 300 va se comprimer lors du passage de la broche 100 dans l'orifice 400. Le fait que l'élément élastique soit comprimé dans le trou 400 va permettre d'assurer le nettoyage du trou 400 avant pose définitive 35 du dispositif de fixation. Ce nettoyage est particulièrement utile en ce que dans certains domaines, un mastic ou une colle peut être présent entre les pièces à assembler dans les orifices les traversant. La compression de l'élément élastique 300 assure une évacuation de tout corps étranger hors du trou 400. Comme illustrée sur le dessin de la figure 3, la bague 200 est ensuite enfilée sur la broche 100. Lors de cette mis en place, 5 illustrée sur le dessin de la figure 4a, l'élément élastique 300 est compressé pour autoriser le passage de la bague 200. Comme illustré sur le dessin de la figure 5, l'élément élastique reprend, une fois la bague passée, sa forme initiale afin de servir d'arrêt axial à la bague 200. 10 L'opération de pose par outil (non illustré) peut alors commencer avec le résultat illustré sur le dessin de la figure 6 où la bague 200 est sertie sur la portion rainurée de la première partie 140 de la broche et où la deuxième partie de broche 150 s'est détachée de la première partie 140 et est évacuée avec l'élément élastique 300 15 associé. Selon le mode de réalisation illustré sur les dessins des figures 7 et 7a, la gorge ou rainure 151 accueillant l'élément élastique 300 est usinée. Selon le mode de réalisation illustré sur les dessins des 20 figures 8 et 8a, la gorge ou rainure 151' accueillant l'élément élastique 300' est obtenue lors du roulage de la broche. Cette figure illustre également un autre mode de réalisation d'élément élastique 300' qui, bien que restant annulaire, adopte un profil polygonal. 25 On comprend que le dispositif, qui vient 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. 30 35 REVENDICATIONS1. Dispositif de fixation comprenant une broche (100) et une bague (200) déformable venant se sertir sur la broche, ladite broche comprenant à une extrémité, une tête (110) et présentant sur son corps (120), une pluralité de nervures ou gorges de blocage (130) permettant à la bague (200) s'engageant sur la broche (100) de venir s'y fixer par déformation, le corps (120) de ladite broche (100) comprenant une première partie (140) équipée de nervures et/ou de gorges à des fins de coopération avec la bague (200) et, une deuxième partie (150) plus éloignée de la tête et équipée de nervures et/ou de gorges à des fins de coopération avec un outil de pose assurant la tenue de la broche (100) pendant le sertissage de la bague (200) sur la première partie (140), la deuxième partie (150) étant liée à la première (140) par une gorge (160) plus profonde destinée à permettre la rupture de la broche (100), une fois un seuil d'effort de traction franchi lors de la pose, un élément élastique (300) étant installé sur la deuxième partie (150) de la broche, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE la broche (100) est préformée sur sa deuxième partie (150) par une gorge (151) dite d'accueil plus profonde que celles déjà présentes afin de créer un volume d'accueil et des surfaces de retenue pour ledit élément élastique (300). 2. Dispositif selon la revendication 1, où ladite deuxième partie (150) de broche (100) comprend une extrémité liée à la première partie (140) par la gorge de rupture (160) et une deuxième extrémité libre, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ladite gorge d'accueil (151) est réalisée au plus près de la deuxième extrémité. 3. Dispositif selon la revendication 1, CATACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ledit élément élastique (300) est annulaire. 4. Dispositif selon la revendication 3, CATACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ledit élément élastique (300) adopte un profil circulaire. 5. Dispositif selon la revendication 1, CATACTÉRISÉ PAR LE FAIT 35 QUE ledit élément élastique (300) est formé par un joint torique. 6. Procédé de fabrication d'un dispositif de fixation comprenant une broche (100) et une bague (200) déformable venant se sertir sur la broche, ladite broche comprenant à une extrémité, une- 10 - tête (110) et présentant sur son corps (120), une pluralité de nervures ou gorges de blocage (130) permettant à la bague (200) s'engageant sur la broche (100) de venir s'y fixer par déformation, le corps (120) de ladite broche (100) comprenant une première partie (140) équipée de nervures et/ou de gorges à des fins de coopération avec la bague (200) et, une deuxième partie (150) plus éloignée de la tête et équipée de nervures et/ou de gorges à des fins de coopération avec un outil de pose assurant la tenue de la broche (100) pendant le sertissage de la bague (200) sur la première partie (140), la deuxième partie (150) étant liée à la première (140) par une gorge (160) plus profonde destinée à permettre la rupture de la broche (100), une fois un seuil d'effort de traction franchi lors de la pose, un élément élastique (300) étant installé sur la deuxième partie (150) de la broche, la broche (100) étant préformée sur sa deuxième partie (150) par une gorge (151) dite d'accueil plus profonde que celles déjà présentes afin de créer un volume d'accueil et des surfaces de retenue pour ledit élément élastique (300), CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à réaliser ladite gorge d'accueil (151) par usinage. 7. Procédé de fabrication d'un dispositif de fixation comprenant une broche (100') et une bague déformable venant se sertir sur la broche, ladite broche comprenant à une extrémité, une tête et présentant sur son corps, une pluralité de nervures ou gorges de blocage permettant à la bague s'engageant sur la broche de venir s'y fixer par déformation, le corps de ladite broche comprenant une première partie équipée de nervures et/ou de gorges à des fins de coopération avec la bague et, une deuxième partie plus éloignée de la tête et équipée de nervures et/ou de gorges à des fins de coopération avec un outil de pose assurant la tenue de la broche (100') pendant le sertissage de la bague sur la première partie, la deuxième partie étant liée à la première par une gorge plus 35 profonde destinée à permettre la rupture de la broche (100'), une fois un seuil d'effort de traction franchi lors de la pose, un élément élastique (300') étant installé sur la deuxième partie de la broche,la broche (100') étant préformée sur sa deuxième partie par une gorge (151') dite d'accueil plus profonde que celles déjà présentes afin de créer un volume d'accueil et des surfaces de retenue pour ledit élément élastique (300'), CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à réaliser ladite gorge d'accueil (151') par roulage en même temps que les rainures préformées dans la broche (100'). 15 20 25 30 35