Brevet FR3019078A1 — publié le 20151002

EPINGLE PNEUMATIQUE OU MÉCANIQUE DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine de la fixation temporaire au moyen d'un dispositif connu sous le nom d'épingle et notamment aux adaptations permettant de réaliser l'opération d'épinglage dans les meilleures conditions. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR Les épingles sont des dispositifs amovibles de fixation temporaire permettant de maintenir en position des pièces destinées à être fixées définitivement. L'épinglage est une opération courante dans le domaine de l'aéronautique et de l'automobile. Le terme "agrafe" est également utilisé pour désigner de tels dispositifs. Les épingles étudiées par la demanderesse sont aveugles et assurent le serrage de pièces à assembler traversées par un trou dans lequel vient s'introduire une partie de la douille. Elles sont du type de celles comprenant un corps creux dans lequel se déplace un élément mobile solidaire d'une douille tubulaire, qui saillante hors du corps, est équipée à son extrémité libre de mors et est fendue pour passer : - d'une position rétractée de repos définissant un premier diamètre autorisant le passage de la douille dans le trou traversant les 25 pièces à assembler jusqu'à la mise en appui du corps sur la surface d'une des pièces sur un premier côté de l'assemblage, - à une position déployée définissant un deuxième diamètre plus grand créant une deuxième surface d'appui venant en vis-à-vis de la surface d'appui créée par le corps en créant une surface de retenue 30 autour de la deuxième extrémité dudit trou traversant de l'autre côté de l'assemblage et qui s'oppose à la sortie de la douille hors du trou. Par translation de l'élément mobile dans le corps, cette expansion est mise en oeuvre en faisant glisser la douille le long 35 d'un guide fixe sur lequel elle est enfilée. L'âme creuse de l'extrémité libre de la douille est préformée d'une surface d'appui qui, mise en contact avec une surface d'appui adaptée préformée sur le guide lors de la translation, tend à écarter les parties fendues de la douille. La translation de l'élément mobile assure également le rapprochement des surfaces d'appui en vis-à-vis et un organe 5 élastique assure l'installation d'une tension dans l'assemblage pour maintenir serrées les pièces. Il existe dans l'art antérieur des épingles dites mécaniques qui proposent un système vis/écrou pour assurer le déplacement de l'élément mobile associé à un ressort mécanique tel un empilement de 10 rondelles élastiques (dites rondelles "Belleville") pour mettre en oeuvre l'organe élastique. Il existe également des épingles dites pneumatiques telles celles décrites dans le document FR2942420 qui proposent d'utiliser l'élément mobile tel un piston pour non seulement assurer son 15 déplacement mais également pour mettre en oeuvre l'organe élastique en utilisant le gaz comprimé comme ressort. Alors que pour l'épingle mécanique, l'effort de serrage est proportionnel au couple de la visseuse, l'épingle pneumatique permet un contrôle d'effort plus précis. 20 Ces épingles existantes présentent plusieurs inconvénients, et parmi ceux-ci : - elles ne peuvent être utilisées que pour des épaisseurs d'assemblage bien définies car cette dernière dépend de la longueur de la douille : aussi, une large gamme d'épingles est nécessaire 25 pour chaque diamètre; - elles présentent, une fois en position de serrage, une excroissance sur le deuxième côté de l'assemblage du fait de la présence du guide fixe, excroissance qui peut être gênante dans certaines situations ; 30 - les mors de la partie fendue de la douille se déploient de l'intérieur vers l'extérieur; - les douilles présentent des fentes dans lesquelles le mastic susceptible de participer à l'assemblage se répand (une fois séché, ce mastic empêche le retour des mors en position initiale requérant 35 la mise en place d'un cycle de nettoyage); - les épingles du commerce ne permettent pas d'assurer un centrage correct puisqu'une partie des surfaces en contact est constituée par les parties fendues de la douille ce qui peut participer à un mauvais positionnement de l'épingle. Ces différents inconvénients constituent ainsi un frein non négligeable au plein développement commercial de ces épingles. DESCRIPTION DE L'INVENTION Partant de cet état de fait, la demanderesse a mené des recherches visant à solutionner lesdits inconvénients. Ces recherches ont abouti à la conception et à la réalisation d'une épingle nouvelle proposant une configuration originale allant au- delà d'une simple amélioration et permettant d'obvier aux inconvénients précités aussi bien pour une solution mécanique que pour une solution pneumatique. L'épingle de l'invention assure le serrage de pièces à assembler traversées par un trou dans lequel vient s'introduire une partie de l'épingle. Ladite épingle comprend un corps creux dans lequel se déplace un élément mobile solidaire d'une douille qui, saillante hors du corps, est équipée à son extrémité libre de mors et est fendue pour passer : - d'une position rétractée définissant un premier diamètre 20 autorisant le passage de la douille dans le trou traversant les pièces à assembler jusqu'à la mise en appui du corps sur la surface d'une des pièces sur un premier côté de l'assemblage, - à une position déployée définissant un deuxième diamètre plus grand créant une surface d'appui venant en vis-à-vis de la surface 25 d'appui créée par le corps en développant une surface de retenue autour de la deuxième extrémité dudit trou traversant de l'autre côté de l'assemblage et qui s'oppose à la sortie de la douille hors du trou. Selon l'invention, cette épingle est remarquable en ce qu'elle 30 comprend un guide tubulaire mobile et dans lequel se déplace ladite douille, la surface extérieure de la douille et l'âme creuse dudit guide tubulaire coopérant pour que la douille soit en position déployée au repos et en position rétractée autorisant le passage dans le trou traversant, une fois l'élément mobile mis en mouvement 35 dans un sens, la mise en mouvement de l'élément mobile dans l'autre sens assurant le serrage des pièces par déplacement de la douille et dudit guide tubulaire par rapport au corps. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce que ce n'est plus la douille expansible qui vient directement en contact avec la surface intérieure du trou traversant mais désormais le guide tubulaire qui va pouvoir proposer une surface de guidage pour l'épingle. Ainsi, selon une autre caractéristique, ledit guide tubulaire a un diamètre permettant un ajustement glissant dans le trou traversant. Ce centrage précis permet d'obtenir une fixation optimisée respectueuse des pièces à assembler. Une autre spécificité de la nouvelle configuration proposée par l'épingle de l'invention est que les mors sont déployés lorsque l'épingle est au repos. C'est en déplaçant l'élément mobile relativement au corps que la douille se déplace dans le guide pour rétracter ses mors. C'est donc en position rétractée et donc avec les fentes resserrées que la douille et le guide pénètrent dans le trou. Cette position rétractée des mors va pouvoir être obtenue lors de l'insertion des mors dans le trou sans action commandée de l'organe mobile par contact de l'extrémité fendue de l'épingle avec la surface interne du trou. Ainsi, un autre avantage de la présence de ce guide tubulaire dans lequel se déplace la douille réside dans le fait que ledit guide va empêcher le mastic de venir pénétrer dans les fentes de la douille en s'intercalant entre la douille et la surface intérieure du trou aussi bien durant l'insertion que lors du serrage. Une autre caractéristique participant à la protection de l'épingle contre les intrusions du mastic est que l'âme creuse de la douille est occupée par un matériau de remplissage souple. Selon une autre caractéristique participant à ce même besoin, l'épingle est équipée d'un joint qui assure l'étanchéité de l'âme creuse du corps en venant en contact avec la surface extérieure du guide tubulaire. Le mastic ne peut plus pénétrer dans l'épingle ni lors de la phase de serrage ni lors de la phase de rétractation où les mors se rapprochent en resserrant les fentes qui les séparent pour autoriser l'insertion de la douille dans le trou. Il n'est plus alors nécessaire de réaliser un cycle de nettoyage systématique d'un tel équipement. Ce matériau de remplissage souple ne s'oppose pas au resserrement des fentes. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, ledit corps tubulaire comporte une pluralité de tronçons de tubes fixés entre eux. Ces tronçons peuvent être considérés comme des rallonges venant se fixer ou se libérer d'un tronçon de base selon l'épaisseur de l'assemblage à réaliser. Il n'est plus alors nécessaire de prévoir plusieurs épingles pour un même diamètre de trou. Afin d'adapter la douille à l'allongement éventuel du guide tubulaire, ladite douille comprend une pluralité de tronçons fixés entre eux. Ainsi, selon ces deux caractéristiques, l'épingle de l'invention comprend une version de base correspondant à l'épaisseur minimale à assembler associée à des rallonges pour le guide tubulaire et pour la douille à installer ou non selon l'assemblage. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le profil de l'âme creuse du corps et le profil de l'élément mobile se déplaçant et dont les surfaces longitudinales en contact coopèrent à des fins de guidage ne sont pas circulaires. Cette caractéristique évite la rotation relative du corps par rapport à la douille notamment lorsque, dans une configuration mécanique, un système vis/écrou assure la mise en mouvement de l'élément mobile. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention où de l'air comprimé assure le déplacement de l'élément mobile formant piston, un volume d'air comprimé est injecté dans ledit corps de façon à ce qu'au repos, l'élément mobile soit en position d'avancement de sorte que les mors soient en position rétractée. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la portion d'extrémité de la douille et celle du guide tubulaire sont détachables à des fins de remplacement. Ainsi, en cas d'usure ou d'endommagement ou d'avarie à cause du mastic, les parties actives peuvent être détachées et être remplacées. 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'exemples non limitatifs, deux modes de réalisation d'une épingle conforme à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un dessin schématique d'une vue extérieure en perspective d'un mode de réalisation conforme à l'invention d'une épingle pneumatique au repos; La figure 2 est un dessin schématique d'une vue de côté en coupe de l'épingle de la figure 1; La figure 2a est un dessin schématique d'une vue de face extérieure des mors de l'épingle de la figure 2; La figure 3 est un dessin schématique d'une vue de côté en 10 coupe de l'épingle de la figure 1 en position rétractée prête à être insérée; La figure 3a est un dessin schématique d'une vue de face extérieure des mors de l'épingle de la figure 3; La figure 4 est un dessin schématique d'une vue de côté en 15 coupe de l'épingle dans la position de la figure 3 insérée dans un trou traversant un assemblage; La figure 5 est un dessin schématique d'une vue de côté en coupe de l'épingle en position dans l'assemblage et en position serrée; 20 La figure 6 est un dessin schématique d'une vue de côté en coupe de portions de guide tubulaire et de douille servant de rallonge à ces derniers; La figure 7 est un dessin schématique d'une vue extérieure en perspective d'un autre mode de réalisation conforme à l'invention 25 d'une épingle mécanique au repos; La figure 8 est un dessin schématique d'une vue de coté en coupe de l'épingle de la figure 7; La figure 9 est un dessin schématique d'une vue de l'arrière en coupe selon le plan de coupe IX-IX de l'épingle de la figure 7. 30 DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Comme illustrée sur les dessins des figures 1 à 6, l'épingle de serrage référencée E dans son ensemble est un dispositif pneumatique qui comprend un corps cylindrique creux 100 avec deux extrémités 110 et 120. Un élément mobile formant piston 200 se déplace à 35 l'intérieur de l'âme creuse 130 dudit corps 100 et est solidaire d'une douille 300 afin de l'entraîner en translation. Cette douille 300 saillit axialement hors du corps 100 à travers un flasque de fermeture 121 venant fermer l'extrémité 120 dudit corps. Cette douille 300 est fendue à son extrémité libre extérieure et préformée pour présenter deux mors 310 et 320 mobiles. Cette épingle E comprend en outre un guide tubulaire 400 mobile en translation saillant également axialement hors du corps et dans 5 lequel glisse ladite douille 300. Un deuxième flasque dit d'alimentation 111 vient fermer l'autre extrémité 110 du corps 100 et est préformé pour recevoir une source d'alimentation (non illustrée) pour alimenter en air comprimé l'épingle E. Ainsi, un canal 112 préformé dans le flasque 110 10 communique avec un canal 101 préformé dans le corps 100 qui communique avec une chambre Cl séparant le piston 200 du flasque de fermeture 121, la deuxième chambre créée dans l'âme creuse 130 par la présence du piston 200 étant désignée C2. Une pluralité de joints J assure l'étanchéité du dispositif. 15 De plus, un matériau en mousse 500 vient combler l'espace séparant les deux mors 310 et 320. La surface extérieure de la douille 300 à proximité des mors 310 et 320 est préformée d'une gorge annulaire 330 dont un bord est formé par la surface d'appui 311 et 321 des mors 310 et 320 et dont 20 l'autre bord forme une portion tronconique 331 pour relier progressivement le fond de gorge 330 au diamètre extérieur de la douille 300. Coopérant avec ladite gorge 330 et ledit tronc de cône 331, un jonc 410 équipe l'âme creuse dudit guide tubulaire 400 et présente 25 un diamètre intérieur inférieur au diamètre extérieur de la douille 300 afin de créer une surface d'appui avec laquelle le tronc de cône vient en contact, lors de sa translation pour faire changer la position des mors 310 et 320. Le piston 200 est ménagé d'un alésage 210 coaxial qui lui 30 permet de venir accueillir, en pivot glissant, l'extrémité intérieure 420 du guide tubulaire 400. Un ressort 211 s'intercale entre le fond de l'alésage 210 et ladite extrémité 420 et tend à les maintenir écartés. La position de repos et de départ correspond à celle illustrée 35 par les dessins des figures 1 et 2. Comme illustrée sur le dessin de la figure 3, le mouvement du piston 200 vers le flasque de fermeture 121 dans le corps 100 selon la flèche Fl assure la compression du ressort 211 et le glissement du piston 200 sur le guide tubulaire 400 et le glissement de la douille 300 à l'intérieur dudit guide tubulaire 400. Ce glissement met en contact le tronc de cône 331 avec le jonc 410 et fait se rapprocher les deux branches de douille soutenant les mors 310 et 320 leur permettant de passer de la positon illustrée sur les dessins des figures 1, 2 et 2a à la position illustrée sur les dessins des figures 3 et 3a où les mors 310 et 320, une fois rétractés, autorisent l'insertion de l'épingle dans le trou T traversant deux pièces Pl et P2 à assembler comme illustrée sur le dessin de la figure 4. En l'absence d'alimentation de la chambre Cl, le piston peut être disposé manuellement en fin de course en déplaçant le corps par rapport au piston. La mise en appui des extrémités des mors contre la surface intérieure du trou lors de l'insertion manuelle de l'épingle dans le trou assure la fermeture des fentes. Cette épingle peut donc présenter un fonctionnement de type simple effet en n'étant alimentée que pour le serrage. La mousse 500, de par sa souplesse ne s'oppose pas au rapprochement des dites branches et reviendra en position une fois les branches libérées afin d'éviter toute introduction de mastic dans l'épingle. Comme illustré et conformément à l'invention, le diamètre extérieur du guide tubulaire 400 peut être défini précisément selon les besoins et correspond ici à un ajustement glissant avec le diamètre du trou T. Une fois, le corps 100 en appui sur la surface de la pièce Pl, l'arrêt de la contrainte de mise en mouvement sur le piston 200 conduit le ressort 211 à ramener en position, selon une translation illustrée par la flèche F2, le piston par rapport à l'extrémité intérieure 420 du guide tubulaire 400 et donc à ramener en position par glissement, la douille 300 par rapport audit guide 400. Le tronc de cône 331 s'écarte du jonc 410 lequel revient en vis-à-vis du logement de la gorge 330. L'élasticité de la douille permet à ses branches de revenir en position déployée avec la création, de l'autre côté du trou T, d'une surface d'appui constituée par les surfaces d'appui 311 et 321 des mors 310 et 320. Ce retour en position déployée peut également être défini par le fait que els mors découche hors du trou sans que le piston n'ait d'autre contrainte que celle défini par l'air déjà présent dans la chambre C2. La mise en mouvement commandée par la mise en pression de la chambre Cl du piston 200 selon la flèche F3 conduit à l'assemblage serré illustré par le dessin de la figure 5 où les deux pièces Pl et P2 sont assemblées et maintenues serrées l'une contre l'autre entre la surface d'appui constituée par l'extrémité 120 du corps de l'épingle E et la surface d'appui proposée par les mors 310 et 320 déployés. Comme illustrée, contrairement aux épingles de l'art antérieur, il n'y a plus de tige dépassant les mors du côté opposé au corps 100 de l'épingle E. Un procédé inverse permettrait le desserrage et la libération de l'épingle E. Néanmoins, étant donnée l'étanchéité du dispositif, l'opération de serrage peut conduire à une mise en pression du volume C2 qui, une fois la chambre Cl libérée de la pression de serrage par commande d'un clapet, conduit en réalisant un effort de traction sur l'épingle, à un mouvement relatif selon de la flèche Fl du piston 200 par rapport au corps 100. Comme illustré, le guide tubulaire 400 comprend une partie active 430 (celle portant le jonc 410) détachable du reste en y étant vissée. De même, la partie fendue 340 de la douille 300 est vissée à l'autre partie de douille. Cette configuration permet de remplacer facilement les parties actives les plus sollicitées sans requérir le démontage de l'ensemble. De plus, une telle configuration permet d'envisager l'utilisation des rallonges 440 et 350 pour les références illustrées sur les dessins de la figure 6 pour respectivement le guide tubulaire 400 et la douille 300 et qui autorisent l'utilisation d'une même épingle pour une pluralité d'épaisseurs d'assemblage. Comme illustré sur les dessins des figures 7, 8 et 9, le mode de réalisation de l'épingle E' est dit mécanique en ce que l'élément mobile 200' se déplaçant dans le corps 100' est mis en mouvement au moyen de la rotation commandée d'une vis 600' avec laquelle il est en liaison hélicoïdale. Le serrage est, quant à lui, mis en oeuvre au moyen d'un empilement de rondelles ressorts 700' dite "Belleville". A partir de la position de repos illustrée sur les dessins des figures 7, 8 et 9, la rotation de la vis 600' dans un premier sens permet : - le déplacement de l'élément mobile 200' et donc de la douille 300' selon la flèche Fl, - 10 - - la compression du ressort 211' et le glissement de l'élément 200' dans le guide tubulaire 400', et - le glissement de la douille 300' à l'intérieur dudit guide tubulaire 400' avec les mêmes conséquences que celles ci-dessus 5 décrites pour le mode de réalisation pneumatique. La rotation en sens inverse de la vis 600' conduit le ressort 211' à ramener en position, selon une translation selon la flèche F2, l'élément 200' par rapport à l'extrémité intérieure 420' du guide tubulaire 400' et donc à ramener en position par glissement, 10 la douille 300' par rapport audit guide 400'avec, pour conséquence, le déploiement des mors 310' et 320'. La continuation du mouvement de rotation à la mise en appui non seulement de l'extrémité 120' du corps de l'épingle E' et la surface d'appui proposée par les mors 310' et 320' déployés mais également 15 d'un épaulement 610' associé à la vis 600 contre les rondelles "Belleville" 700' assurant la mise en tension. Comme illustrée, contrairement aux épingles de l'art antérieur, il n'y a plus de tige dépassant les mors du côté opposé au corps 100 de l'épingle E. Un procédé inverse, c'est à dire une rotation selon le premier 20 sens de la vis 600', permet le desserrage et la libération de l'épingle E'. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse illustrée sur le dessin de la figure 9, le profil de l'âme creuse 130' du corps 100' et celui de l'élément mobile 200' n'est pas 25 circulaire afin d'empêcher la rotation de l'un par rapport à l'autre lors de la rotation de la vis 600'. On comprend que les épingles, qui viennent d'être ci-dessus décrites et représentées, l'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, 30 modifications et améliorations pourront être apportés aux exemples ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. 35 REVENDICATIONS1. Épingle (E) de serrage de pièces (Pl et P2) à assembler traversées par un trou (T) dans lequel vient s'introduire une partie de l'épingle, ladite épingle (E) comprend un corps creux (100) dans lequel se déplace un élément mobile (200) solidaire d'une douille (300) tubulaire qui, saillante hors du corps (100), est équipée à son extrémité libre de mors (310 et 320) et est fendue pour passer : - d'une position rétractée définissant un premier diamètre autorisant le passage de la douille (300) dans le trou (T) traversant les pièces (Pl et P2) à assembler jusqu'à la mise en appui du corps (100) sur la surface d'une des pièces sur un premier côté de l'assemblage, - à une position déployée définissant un deuxième diamètre plus grand créant une surface d'appui venant en vis-à-vis de la surface d'appui créé par le corps (100) en développant une surface de retenue autour de la deuxième extrémité dudit trou (T) traversant de l'autre côté de l'assemblage et qui s'oppose à la sortie de la douille (300) hors du trou, CARACTÉRISÉE PAR LE FAIT QU'elle comprend un guide tubulaire (400) mobile et dans lequel se déplace ladite douille (300), la surface extérieure de la douille (300) et l'âme creuse dudit guide tubulaire (400) coopérant pour que la douille (300) soit en position déployée au repos et en position rétractée autorisant le passage dans le trou traversant une fois l'élément mobile (200) mis en mouvement dans un sens, la mise en mouvement de l'élément mobile (200) dans l'autre sens assurant le serrage des pièces (Pl et P2) par déplacement de la douille (300) et dudit guide tubulaire (400) par rapport au corps (100). 2. Épingle (E) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉE PAR LE 30 FAIT QUE ledit corps tubulaire (400) comporte une pluralité de tronçons de tubes (440) fixés entre eux. 3. Épingle (E) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉE PAR LE FAIT QUE l'âme creuse de la douille (300) est occupée par un matériau de remplissage souple (500). 35 4. Épingle (E) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉE PAR LE FAIT QUE ladite douille (300) comprend une pluralité de tronçons (350) fixés entre eux.- 12 - 5. Épingle (E) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉE PAR LE FAIT QU'un joint (J) assure l'étanchéité de l'âme creuse (130) du corps (100) en venant en contact avec la surface extérieure du guide tubulaire (400). 6. Épingle (E) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉE PAR LE FAIT QUE ledit guide tubulaire (400) a un diamètre permettant un ajustement glissant dans le trou traversant (T). 7. Épingle (E') selon la revendication 1, CARACTÉRISÉE PAR LE FAIT QUE le profil de l'âme creuse du corps et le profil de 10 l'élément mobile se déplaçant et dont les surface longitudinale en contact coopèrent à des fins de guidage ne sont pas circulaires. 8. Épingle (E) selon la revendication 1 où de l'air comprimé assure le déplacement de l'élément mobile formant piston, CARACTÉRISÉE PAR LE FAIT QU'un volume d'air comprimé est injecté 15 dans ledit corps de façon à ce qu'au repos l'élément mobile (200) soit en position d'avancement de sorte que les mors soient en position rétractée. 9. Épingle (E) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉE PAR LE FAIT QUE la portion d'extrémité de la douille (340) et celle du 20 guide tubulaire (43) sont détachables à des fins de remplacement. 25 30 35