Brevet FR3026972A1 — publié le 20160415

OUTIL DE FORMAGE DU POURTOUR D'AU MOINS UN ORIFICE MÉNAGÉ DANS UNE PIÈCE TÔLÉE ET PROCÉDÉ DE FORMATION D'AU MOINS UN ORIFICE DANS UNE PIÈCE TÔLÉE PAR L'UTILISATION D'UN TEL OUTIL 1. Domaine technique de l'invention L'invention concerne un outil de formage du pourtour d'orifices ménagés dans des pièces tôlées, en particulier des pièces tôlées destinées aux fuselages d'aéronefs. L'invention concerne également un procédé de formation d'au moins un orifice dans une pièce tôlée mettant en oeuvre un tel outil. 2. Arrière-plan technologique Le fuselage d'un aéronef est formé de cadres, de lisses agencées perpendiculairement aux cadres et d'une peau externe fixée sur les lisses et les cadres. Un aéronef est par ailleurs doté d'une pluralité de réseaux de distribution d'énergie ou de fluide formés de divers équipements (câbles, tuyaux, conduites, tubes, nappes, etc.). Ces équipements sont en général fixés sur les cadres du fuselage par l'intermédiaire de clips logés dans des orifices conjugués formés dans les cadres du fuselage. Un tel clip comprend : un canal de passage d'un équipement d'un réseau de distribution d'un aéronef qui s'étend le long d'une direction longitudinale, - une collerette s'étendant radialement autour dudit canal pour former une surface d'appui contre des bords périphériques de l'orifice dans lequel il vient se clipper, - des languettes flexibles radialement et s'étendant perpendiculairement depuis ladite surface d'appui, et comprenant chacune un épaulement s'étendant parallèlement à la surface d'appui de telle sorte, que le clip, une fois logé dans ledit orifice ne puisse pas s'y déloger spontanément par blocage longitudinal de son déplacement entre la collerette et l'épaulement. 3026972 2 L'orifice du cadre usiné dans lequel le clip peut venir se loger est un orifice usiné, conformé et conjugué au clip tel que décrit précédemment. Pour cela, il présente une longueur sensiblement égale à la distance qui sépare la collerette des épaulements des languettes du clip de sorte qu'une fois le clip logé 5 dans l'orifice, il est bloqué longitudinalement d'un côté par la collerette et de l'autre côté par les épaulements des languettes. La flexibilité radiale des languettes permet de loger le clip dans l'orifice. Dans un objectif de réduction des coûts et un gain en masse, les nouveaux aéronefs s'orientent vers des cadres tôlés en remplacement des cadres usinés. 10 Le cadre tôlé ne permet pas de former un orifice présentant une longueur sensiblement égale à la distance qui sépare la collerette des épaulements des languettes du clip. En effet, l'utilisation d'un cadre tôlé ne permet pas de disposer d'une longueur d'orifice supérieure à l'épaisseur de la tôle, contrairement au cadre usiné où l'épaisseur finale est obtenue par enlèvement de matière, permettant ainsi 15 de laisser des zones de surépaisseur pour y former les orifices. Il existe donc un besoin de disposer d'un procédé de formation d'un orifice dans un cadre tôlé qui puisse recevoir un clip de passage d'un équipement d'un réseau de distribution d'un aéronef. Il existe aussi un besoin de disposer d'un outil de formage d'un orifice d'un cadre tôlé permettant de recevoir des clips de 20 passage d'équipements de réseaux de distribution du type câbles ou tuyaux tels que décrits précédemment. En particulier, il existe un besoin de disposer d'un outil de formage du pourtour d'un orifice qui, une fois formé, puisse recevoir un clip initialement configuré pour un cadre usiné. En d'autres termes, les inventeurs ont cherché à adapter la formation des orifices dans un cadre tôlé plutôt que de 25 modifier la forme des clips de passage d'équipements de réseaux de distribution. 3. Objectifs de l'invention L'invention vise donc à fournir, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, un dispositif de formage du pourtour d'un orifice ménagé dans une pièce tôlée permettant de recevoir un clip de passage de câbles, tuyaux, nappes, 30 etc., initialement destiné à une pièce usinée. En d'autres termes, l'invention vise à fournir un dispositif qui permet de 3026972 3 modifier la forme d'un orifice ménagé dans un cadre tôlé, en particulier son pourtour, pour qu'il puisse recevoir un clip de passage de câbles, tuyaux, nappes, etc., initialement destiné à une pièce usinée. L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation de 5 l'invention un procédé de formation d'un orifice dans une pièce tôlée. 4. Exposé de l'invention Pour ce faire, l'invention concerne un outil de formage du pourtour d'au moins un orifice ménagé dans une pièce tôlée qui s'étend dans un plan, dit plan principal, caractérisé en ce qu'il comprend : 10 une matrice présentant au moins un logement de déformation dudit pourtour comprenant une ouverture, un fond et des parois latérales concaves qui s'étendent de l'ouverture vers le fond, au moins un poinçon comprenant une face de contact destinée à venir en appui contre le pourtour d'un orifice de ladite pièce tôlée et 15 une face de frappe destinée à être frappée par un outillage, ladite face de contact étant conformée audit logement de déformation, une contre plaque comprenant au moins un canal de guidage d'un poinçon, ladite contre plaque étant destinée à venir en appui contre ladite pièce tôlée et à guider ce poinçon lors d'une frappe sur ce 20 poinçon de sorte que ce poinçon entraîne une déformation dudit pourtour d'un orifice par compression de ladite pièce tôlée contre les parois dudit logement de déformation et concourt à déplacer ledit orifice dans un plan parallèle audit plan principal. Un outil selon l'invention permet donc de déformer le pourtour d'un 25 orifice ménagé dans une pièce tôlée. L'outil selon l'invention permet de déformer le pourtour de telle sorte que le pourtour de l'orifice présente une courbure concave entre la portion supérieure de la tôle non déformée au voisinage de l'orifice et le bord périphérique de l'orifice. Cette courbure concave est obtenue par la compression du pourtour de l'orifice entre la face de contact d'un poinçon 30 conformée aux parois concaves du logement de déformation et les parois concaves du logement de déformation. Un outil selon l'invention permet en outre 3026972 4 de déplacer le plan dans lequel s'étend l'orifice après déformation par rapport au plan principal dans lequel l'orifice s'étend avant déformation. Un outil selon l'invention permet donc de déformer la tôle au niveau du pourtour de l'orifice de manière à former un logement de réception d'un clip de passage de câbles qui 5 présente une longueur supérieure à l'épaisseur de la tôle. En effet, la déformation de la tôle par un outil selon l'invention forme un bord d'orifice qui s'écarte du plan dans lequel s'étend la tôle au voisinage de l'orifice. Le logement ainsi formé peut donc recevoir un clip initialement destiné à un cadre usiné, c'est-à-dire un clip dont le blocage longitudinal est obtenu par la coopération d'un épaulement et 10 d'une collerette espacés l'un de l'autre d'une distance supérieure à l'épaisseur d'une tôle. En particulier, un outil selon l'invention permet de déformer le pourtour d'un orifice ménagé dans une pièce tôlée, en particulier un orifice usiné dans une pièce tôlée, en formant un bord périphérique d'orifice d'axe perpendiculaire au plan dans lequel s'étend la pièce tôlée, et s'étendant dans un 15 plan qui s'écarte du plan principal dans lequel s'étend la pièce tôlée et l'orifice avant déformation. Un outil selon l'invention permet donc de déformer la tôle au voisinage de l'orifice pour simuler une surépaisseur de matière. Un clip de passage de câbles - en particulier un clip comprenant un canal de passage d'un équipement d'un réseau de distribution d'un aéronef qui s'étend le long d'une 20 direction longitudinale ; une collerette s'étendant radialement autour dudit canal pour former une surface d'appui contre des bords périphériques de l'orifice dans lequel il vient se clipper ; et des languettes flexibles radialement et s'étendant perpendiculairement depuis ladite surface d'appui, et comprenant chacune un épaulement s'étendant parallèlement à la surface d'appui de telle sorte, que le clip, 25 une fois logé dans ledit orifice ne puisse pas s'y déloger spontanément par blocage longitudinal de son déplacement entre la collerette et l'épaulement - peut donc être monté dans un orifice au pourtour déformé par un outil selon l'invention, sans risquer un déplacement longitudinal spontané du clip. Avantageusement et selon l'invention, la matrice comprend au moins un 30 logement de déformation dont ledit fond présente des dimensions radiales inférieures aux dimensions radiales de l'ouverture. 3026972 5 Avantageusement et selon l'invention, ladite matrice comprend au moins un logement de déformation qui présente un fond de logement comprenant un orifice de fuite d'air permettant d'évacuer l'air présent dans ledit logement lors de la déformation de ladite pièce tôlée. 5 Un tel orifice de fuite permet de faciliter les opérations de déformation en permettant à l'air présent dans le logement de déformation d'être évacué lors du déplacement du poinçon contre la pièce tôlée. Avantageusement et selon l'invention, la matrice comprend au moins un logement de déformation qui présente une forme et des dimensions qui dépendent 10 de l'épaisseur de ladite pièce tôlée. En particulier, la forme et les dimensions d'un logement de réception dépendent avantageusement de l'épaisseur de la pièce tôlée. Aussi, un outil de formage est particulièrement configuré pour une épaisseur de tôle. En particulier, la distance qui sépare le plan de l'ouverture d'un logement de réception au fond 15 de logement dépend de la largeur de la tôle. Avantageusement et selon l'invention, au moins un poinçon présente des dimensions radiales supérieures aux dimensions radiales de l'ouverture du logement de déformation dans lequel il est destiné à venir compresser ladite pièce tôlée. 20 Selon cette variante, le poinçon peut exercer une force de compression sur l'ensemble du pourtour d'orifice en regard du logement de déformation. Avantageusement et selon l'invention, la matrice comprend au moins un logement de déformation dont lesdites parois latérales concaves présentent chacune une portion arrondie suivant un rayon de courbure prédéterminé. 25 Avantageusement et selon cette variante, le rayon de courbure prédéterminé est compris entre 4 et 5 mm. Les rayons de courbure dépendent de l'épaisseur de la tôle et sont déterminés par expérience. Avantageusement et selon l'invention, la matrice comprend au moins un logement de déformation dont l'ouverture s'étend dans un plan espacé dudit fond 30 de logement d'une distance comprise entre 3 et 5 mm suivant l'épaisseur de ladite pièce tôlée. 3026972 6 Avantageusement et selon l'invention, la matrice comprend une pluralité de logements de déformation, la contre plaque comprend une pluralité de canaux de guidage, et l'outil comprend une pluralité de poinçons de manière à pouvoir déformer simultanément le pourtour de plusieurs orifices ménagés dans ladite 5 pièce tôlée. L'invention concerne également un procédé de formation d'au moins un orifice dans une pièce tôlée comprenant une étape consistant à usiner un orifice dans ladite pièce tôlée, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape consistant à déformer le pourtour dudit orifice usiné par l'utilisation dudit 10 dispositif de formage d'un orifice selon l'invention. L'invention concerne également un outil de formage et un procédé de formation d'un orifice caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. 5. Liste des figures 15 D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre uniquement non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles : la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un dispositif de formage selon un mode de réalisation de l'invention en interaction 20 avec une pièce tôlée, avant déformation, la figure 2 est une vue schématique en coupe du dispositif de formage de la figure 1 en interaction avec la pièce tôlée, après déformation, la figure 3 est une vue schématique en coupe de la pièce tôlée 25 déformée par un dispositif de formage selon les figures 1 et 2, la figure 4 est une vue schématique en coupe de la pièce tôlée déformée de la figure 3 dans l'orifice duquel un clip de passage de câbles a été logé, la figure 5 est une vue schématique en perspective du clip de 30 passage de câbles de la figure 4, la figure 6 est une vue schématique en perspective d'un dispositif de 3026972 7 formage selon un autre mode de réalisation, la figure 7 est une vue schématique d'une pièce tôlée comprenant des orifices dont les pourtours ont été déformés par le dispositif de la figure 5, 5 la figure 8 est une vue schématique en perspective de la pièce tôlée déformée par le dispositif de la figure 6, et dans l'orifice duquel un clip de passage de câbles a été logé. 6. Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention Sur la figure, les échelles et les proportions ne sont pas strictement 10 respectées et ce, à des fins d'illustration et de clarté. Dans toute la description détaillée qui suit en référence aux figures, sauf indication contraire, chaque élément de l'outil est décrit tel qu'il est agencé lorsque l'outil est en interaction avec une pièce 20 tôlée. Cet agencement est notamment représenté sur les figures 1 et 2. 15 Selon le mode de réalisation des figures 1 et 2, un outil de formage comprend une matrice 10 présentant un logement 11 de déformation du pourtour 22 d'un orifice 21 ménagé dans la pièce tôlée 20. Ce logement 11 de déformation comprenant une ouverture 12, un fond 13 et des parois 14 latérales concaves qui s'étendent de l'ouverture 12 vers le fond 20 13. L'outil comprend en outre un poinçon 30 comprenant une face 31 de contact adaptée pour être mise en contact contre le pourtour 22 d'un orifice de la pièce 20 tôlée et une face 32 de frappe destinée à être frappée par un outillage non représenté sur les figures. 11 peut s'agir d'un marteau ou de tout type d'outillage 25 permettant d'exercer une pression sur la surface de frappe. La face 31 de contact est conformée au logement 11 de réception, en particulier, aux parois latérales 14 et au fond 13. L'outil comprend également une contre plaque 40 comprenant un canal de guidage du poinçon 30. 30 Selon le mode de réalisation des figures, le fond 13 du logement 11 de déformation du pourtour 22 de l'orifice comprend un orifice 15 de fuite d'air 3026972 8 permettant d'évacuer l'air du logement de déformation lors de la compression de la tôle entre le poinçon 30 et la matrice 10. Les dimensions du logement 11 de déformation dépendent de l'épaisseur de la pièce 20 tôlée. Par exemple, les inventeurs ont déterminé que pour une pièce 5 20 tôlée présentant une épaisseur de 1.8 mm, le diamètre de l'ouverture 12 du logement 11 de déformation est avantageusement de 38,68 mm, le diamètre de l'orifice de 20,8 mm, et la distance qui sépare le plan dans lequel s'étend l'ouverture 12 du fond 13 du logement est de 4,57 mm. Cela permet de former un orifice adapté pour recevoir un clip 50 de passage de câbles présentant un 10 diamètre de contact intérieur de 24.64 mm et une cote d'interface de 4.57mm. En outre, les parois 14 latérales concaves présentent chacune une portion arrondie suivant un rayon de formage (ou rayon de courbure) de 4,5 mm. Bien entendu, d'autres valeurs peuvent être choisies pour s'adapter à des pièces tôlées d'épaisseurs différentes. Les valeurs optimales sont à déterminer par 15 expérience et dépendent notamment des spécifications du clip 50 de passage de câbles que l'on souhaite loger dans l'orifice dont on cherche à déformer le pourtour. Sur la figure 1, la pièce 20 tôlée comprend un orifice qui a été préalablement usiné. Cette pièce 20 tôlée est montée sur le dispositif de formage, 20 entre la matrice 10 et la contre plaque 40. Le poinçon 30 est logé dans le canal de guidage de la contre plaque 40, prêt à être frappé par un outillage externe, tel qu'un marteau ou une presse, non représenté sur les figures. Sur la figure 2, le poinçon a été déplacé vers le fond 13 du logement 11 de déformation de la matrice 10. Ce déplacement a déformé le pourtour 22 de 25 l'orifice de la pièce 20 tôlée par compression de la tôle entre la face 31 de contact du poinçon 30 et les parois 14 latérales concaves du logement 11 de déformation de la matrice 10. La figure 3 est une vue de la pièce 20 tôlée, une fois extraite de l'outil de formage selon l'invention. Le pourtour 22 de l'orifice a été déformé de sorte que 30 l'orifice s'étend maintenant dans un plan parallèle au plan principal de la pièce 20 tôlée, ce qui lui permet de recevoir un clip de passage de câbles présentant une 3026972 9 collerette d'appui et des épaulements de blocage ménagés parallèlement à la collerette d'appui. Le pourtour 22 présente également une portion conformée aux parois latérales 14 concaves du logement 11 de déformation contre lesquelles elle a été compressée. 5 La figure 4 est une vue de la pièce 20 tôlée comprenant un orifice dont le pourtour a été déformé par un outil selon le mode de réalisation des figures 1 et 2, et dans lequel un clip 50 de passage de câbles a été clippé. La figure 5 présente un clip 50 de passage de câble destiné à être clippé dans un orifice d'une pièce tôlée dont le pourtour a été déformé par un outil selon 10 l' invention. Un tel clip comprend un canal 51 de passage d'un équipement d'un réseau de distribution d'un aéronef, tel qu'un câble électrique, un tuyau, une nappe, etc. Le clip comprend également une collerette 52 qui s'étend radialement autour du canal 51 pour former une surface 54 d'appui contre des bords périphériques de 15 l'orifice dans lequel il vient se clipper. 11 comprend également des languettes 53 flexibles radialement et qui s'étendent perpendiculairement depuis la surface 54 d'appui, et comprenant chacune un épaulement 56 s'étendant parallèlement à la surface 54 d'appui de telle sorte, que le clip 50, une fois logé dans l'orifice ne puisse pas s'y déloger spontanément par blocage longitudinal de son déplacement 20 entre la collerette 52 et l'épaulement 56. La figure 6 est une vue schématique d'un outil de formage selon un autre mode de réalisation de l'invention. Selon ce mode de réalisation, la matrice 10 comprend une pluralité de logements 11 de déformation. La contre-plaque 40 comprend une pluralité de canaux 41 de guidage d'une pluralité de poinçons 30. 25 Selon ce mode de réalisation, l'outil comprend en outre des moyens 60 de fixation de la contre-plaque 40 et de la pièce 20 tôlée sur la matrice 10. Ces moyens 60 peuvent être des clous, des vis ou tous moyens équivalents. Pour ce faire, la matrice 10, la pièce 20 tôlée et la contre-plaque 40 comprennent chacune des orifices de passage des vis 60. Cela permet par exemple d'associer ensemble les 30 différentes pièces de l'outil avant d'exercer une pression sur la contre-plaque 40. La figure 7 est une vue partielle de l'outil de la figure 6 sur laquelle sont 3026972 10 représentés la matrice 10, la pièce 20 tôlée, une partie de la contre plaque 40 et un poinçon 30. Un outil externe non représenté permet de compresser les poinçons 30 contre la pièce 20 tôlée, les poinçons étant guidés par la contre plaque 40. Cela permet de déformer simultanément l'ensemble des pourtours des orifices ménagés 5 dans la pièce 20 tôlée. La figure 8 est une vue de la pièce tôlée déformée par l'outil de la figure 6 et sur laquelle un clip 50 a été inséré dans un orifice au pourtour déformé. Les pourtours 22 de l'ensemble des orifices ménagés sur la pièce 20 tôlée ont été simultanément déformés par l'outil selon le mode de réalisation de la 10 figure 6. L'invention concerne également un procédé de formation d'au moins un orifice dans une pièce tôlée comprenant une étape consistant à usiner un orifice dans ladite pièce tôlée, par exemple par la mise en oeuvre d'une machine-outil à commande numérique, et une étape consistant à déformer le pourtour dudit orifice 15 usiné par le mise en oeuvre dudit dispositif de formage d'un orifice selon l' invention. L'invention ne se limite pas aux seuls modes de réalisation décrits en lien avec les figures. En particulier, la matrice et la contre plaque d'un outil selon un autre mode de réalisation de l'invention peuvent présenter des formes différentes 20 de celles représentées et décrites. Par exemple, elles peuvent présenter la forme d'un cadre de fuselage d'un aéronef, de sorte que l'ensemble des orifices ménagés sur une pièce tôlée formant un cadre d'aéronef puisse être simultanément déformé par un tel dispositif. Un dispositif selon l'invention permet donc d'adapter la forme des orifices ménagés sur une pièce tôlée, notamment un cadre tôlé, en 25 déformant le pourtour de chaque orifice, pour permettre d'y fixer les clips de passage des équipements des réseaux de distribution d'énergie ou de fluide (câbles, tuyaux, conduites, tubes, nappes, etc.), initialement destinés à des pièces usinés, notamment des cadres usinés. REVENDICATIONS1. Outil de formage du pourtour (22) d'au moins un orifice ménagé dans une pièce (20) tôlée qui s'étend dans un plan, dit plan principal, caractérisé en ce qu'il 5 comprend : - une matrice (10) présentant au moins un logement (11) de déformation dudit pourtour (22) comprenant une ouverture (12), un fond (13) et des parois (14) latérales concaves qui s'étendent de l'ouverture (12) vers le fond (13), 10 - au moins un poinçon (30) comprenant une face (31) de contact destinée à venir en appui contre le pourtour (22) d'un orifice de ladite pièce (20) tôlée et une face (32) de frappe destinée à être frappée par un outillage, ladite face (31) de contact étant conformée audit logement (11) de déformation, 15 - une contre plaque (40) comprenant au moins un canal (41) de guidage d'un poinçon (30), ladite contre plaque (40) étant destinée à venir en appui contre ladite pièce (20) tôlée et à guider ce poinçon (30) lors d'une frappe sur ce poinçon de sorte que ce poinçon (30) entraîne une déformation dudit pourtour (22) d'un 20 orifice par compression de ladite pièce (20) tôlée contre les parois dudit logement (11) de déformation et concourt à déplacer ledit orifice dans un plan parallèle audit plan principal. 2. Outil de formage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite matrice (10) comprend au moins un logement (11) de déformation dont ledit fond 25 (13) présente des dimensions radiales inférieures aux dimensions radiales de l'ouverture (12). 3. Outil de formage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite matrice (10) comprend au moins un logement (11) de déformation qui présente un fond (13) de logement comprenant un orifice (15) de fuite d'air 30 permettant d'évacuer l'air présent dans ledit logement lors de la déformation de ladite pièce (20) tôlée. 3026972 12 4. Outil de formage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite matrice (10) comprend au moins un logement (11) de déformation qui présente une forme et des dimensions qui dépendent de l'épaisseur de ladite pièce (20) tôlée. 5. Outil de formage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins un poinçon (30) présente des dimensions radiales supérieures aux dimensions radiales de l'ouverture (12) du logement de déformation dans lequel il est destiné à venir compresser ladite pièce (20) tôlée. 6. Outil de formage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce 10 que ladite matrice (10) comprend au moins un logement (11) de déformation dont lesdites parois (14) latérales concaves présentent chacune une portion arrondie suivant un rayon de courbure prédéterminé. 7. Outil de formage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit rayon de courbure prédéterminé est compris entre 4 et 5 mm. 15 8. Outil de formage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite matrice (10) comprend au moins un logement (11) de déformation dont l'ouverture (12) s'étend dans un plan espacé dudit fond de logement d'une distance comprise entre 3 et 5 mm suivant l'épaisseur de ladite pièce (20) tôlée. 9. Outil de formage selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce 20 que ladite matrice (10) comprend une pluralité de logements (11) de déformation, ladite contre plaque (40) comprend une pluralité de canaux (41) de guidage, et en ce qu'il comprend une pluralité de poinçons (30) de manière à pouvoir déformer simultanément le pourtour (22) de plusieurs orifices ménagés dans ladite pièce (20) tôlée. 25 10. Procédé de formation d'au moins un orifice dans une pièce tôlée comprenant une étape consistant à usiner un orifice dans ladite pièce tôlée, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape consistant à déformer le pourtour dudit orifice usiné par l'utilisation dudit dispositif de formage d'un orifice selon l'une des revendications précédentes. 30