Brevet FR3124959A1 — publié le 20230113

L'invention concerne une machine de rivetage permettant de riveter deux pièces. La machine comprend un système de motorisation (2) comprenant un arbre de sortie, un ensemble (3) de bielles articulées entre elles, comprenant une première bielle (31) montée solidaire en rotation de l’arbre de sortie du système de motorisation (2), et une deuxième bielle (32) articulée à la première bielle (31), un coulisseau (4) articulé à la deuxième bielle (32) et muni à son extrémité opposée à celle articulée à la deuxième bielle, d’une bouterolle (5) supérieure, un dispositif de guidage (6) présentant un orifice traversant dans lequel est engagé le coulisseau (4), et une bouterolle (9) inférieure, apte à coopérer avec la bouterolle (5) supérieure pour écraser le rivet, lorsque ledit rivet est disposé à l’intérieur d’un orifice percé à travers les pièces à riveter, entre lesdites bouterolles inférieure et supérieure. La rotation de l’arbre de sortie du système de motorisation (2) entraine en déplacement le coulisseau (4) le long de l’orifice traversant du dispositif de guidage (6), pour permettre par passage des bielles (31, 32) d’une position repliée à une position déployée, la descente de la bouterolle supérieure (5), pour amener le rivet dans l’orifice de perçage ménagé à travers les deux pièces à riveter. Figure pour l’abrégé : Fig.5 Machine de rivetage et procédé correspondant DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention concerne de manière générale le rivetage de pièces, notamment le rivetage de pièces aéronautiques, telles que des tôles de fuselage. ART ANTERIEUR Pour riveter des pièces, telles que des tôles, il est connu d’utiliser une machine de rivetage qui comprend un serre-tôle supérieur et un serre-tôle inférieur pour permettre de serrer les pièces à riveter en vue de leur perçage puis de leur rivetage. La machine de rivetage comprend une bouterolle inférieure qui est destinée à coopérer avec une bouterolle supérieure pour écraser un rivet disposé à l’intérieur de l’orifice percé à travers les pièces à riveter. La bouterolle supérieure sert d’outil de maintien et de mise en place de rivet dans l’orifice percé. La bouterolle inférieure sert d’outil de poussée et est actionnée pour exercer un effort sur le rivet en direction de la bouterolle supérieure et ainsi écraser le rivet dans l’orifice percé des pièces à riveter. Pour déplacer la bouterolle supérieure de manière à amener le rivet dans l’orifice percé, et maintenir la bouterolle supérieure en position en regard de la bouterolle inférieure, il est connu d’utiliser des systèmes de vérins. Cependant, le rivetage de pièces, notamment dans le domaine aéronautique, peut nécessiter de déplacer la bouterolle supérieure (descente et remontée) sur une grande distance, notamment lorsque des obstacles sont présents à proximité de la zone à riveter. Pour obtenir une grande course de déplacement de la bouterolle supérieure, en utilisant une machine du type de celles connues de l’état de la technique, on constate qu’il faudrait remplacer le système de vérin de la machine par un autre système de vérin de dimensionnement plus important, ce qui augmenterait l’encombrement de la machine. La présente invention a pour but de proposer une nouvelle machine et un nouveau procédé de rivetage permettant de pallier tout ou partie des problèmes exposés ci-dessus. A cet effet, l’invention a pour objet une machine de rivetage permettant de riveter deux pièces, telles que des tôles, entre elles, caractérisée en ce que la machine comprend : - un système de motorisation, par exemple un moteur pas à pas associé à un réducteur, comprenant un arbre de sortie; - un ensemble de bielles articulées entre elles, comprenant une première bielle montée solidaire en rotation de l’arbre de sortie du système de motorisation, et une deuxième bielle articulée à la première bielle; - un coulisseau articulé à la deuxième bielle et muni à son extrémité opposée à celle articulée à la deuxième bielle, d’un outil de maintien et de mise en place de rivet, appelé bouterolle supérieure; - un dispositif de guidage configuré pour guider le déplacement du coulisseau selon un axe de guidage; - un élément de poussée, appelé bouterolle inférieure, déplaçable selon une direction parallèle à l’axe de guidage du dispositif de guidage pour coopérer avec la bouterolle supérieure de manière à écraser le rivet, lorsque ledit rivet est disposé à l’intérieur d’un orifice percé à travers les pièces à riveter, entre lesdites bouterolles inférieure et supérieure; et - une unité de pilotage configurée pour faire tourner l’arbre de sortie du système de motorisation de manière à faire passer les bielles du système de bielles d’une position repliée à une position déployée dans laquelle les bielles sont alignées selon un axe qui coupe l’axe de l’arbre de sortie du système de motorisation. Un tel agencement permet à l’alignement des bielles, et à l’arbre de sortie du système de motorisation, de résister à l’effort de poussée appliqué au rivet et que subit la bouterolle supérieure qui forme outil de contre-appui, de manière fiable sans risque de repli intempestif des bielles, ce qui permet ainsi d’obtenir un écrasement fiable du rivet par poussée de la bouterolle inférieure en direction de la bouterolle supérieure, même pour un effort important. La machine de rivetage selon l'invention peut aussi comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises dans toute combinaison techniquement admissible. Selon un mode de réalisation, la machine comprend un serre-tôle supérieur et un serre-tôle inférieur permettant de serrer les pièces à riveter l’une contre l’autre, le serre-tôle supérieur présentant une ouverture pour le positionnement du rivet porté la bouterolle supérieure dans un orifice percé à travers les pièces à riveter, le serre-tôle inférieur présentant une ouverture pour le passage de la bouterolle inférieure et permettre ainsi l’écrasement du rivet. Selon un mode de réalisation, le serre-tôle supérieur, qui présente une section de préférence de forme générale rectangulaire, est monté pivotant autour de l’axe du coulisseau, pour permettre audit serre-tôle supérieur d’être déplacé le long d’une partie saillante de la pièce à riveter, du côté de laquelle se situe le serre-tôle supérieur, sans interférence avec cette partie saillante. Selon un mode de réalisation, le nombre de bielles de l’ensemble de bielles est égal à deux. Selon un mode de réalisation, la première bielle présente une extrémité à travers laquelle un orifice est ménagé, et l’arbre de sortie du système de motorisation s’étend à travers ledit orifice de l’extrémité de la première bielle. Selon un mode de réalisation, la première bielle présente un axe longitudinal médian qui est sécant avec l’axe de l’arbre de sortie du système de motorisation longitudinal. Selon un mode de réalisation, le dispositif de guidage présente un orifice traversant dans lequel est engagé le coulisseau, l’axe de l’orifice traversant étant l’axe de guidage du coulisseau. Selon un mode de réalisation, l’axe d’alignement des bielles à l’état déployé est parallèle, de préférence coaxial, avec l’axe de déplacement de la bouterolle inférieure qui passe par le centre de la bouterolle inférieure. Selon un mode de réalisation, pour le passage des bielles de la position repliée à la position déployée, l’angle de rotation du système de motorisation est compris entre 20° et 180°. L'invention concerne également un procédé de rivetage à l’aide d’une machine selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents, dans lequel le procédé comprend les étapes suivantes : - positionner deux pièces, à riveter l’une avec l’autre, entre la bouterolle inférieure et la bouterolle supérieure; - un orifice étant percé à travers les deux pièces pour l’introduction d’un rivet tenu par la bouterolle supérieure, actionner le système de motorisation de manière à faire passer les bielles du système de bielles de ladite position repliée à la position déployée dans laquelle les bielles sont alignées selon un axe coaxial avec l’axe de déplacement de la bouterolle inférieure, le passage des bielles de la position repliée à la position déployée entrainant la descente de la bouterolle supérieure, et l’amenée du rivet dans l’orifice de perçage ménagé à travers les deux pièces à riveter; et - déplacer la bouterolle inférieure vers la bouterolle supérieure pour écraser le rivet. L'invention concerne également un procédé de rivetage conforme à la revendication 10. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels : - la est une vue en perspective d’une machine de rivetage selon un mode de réalisation de l’invention ; - la est une vue en perspective d’une partie de la machine de rivetage de la qui comprend un système de motorisation auquel est couplé un ensemble de bielles articulé à un coulisseau qui est muni d’une bouterolle supérieure et dont le déplacement est guidé par un dispositif de guidage, l’ensemble de bielles étant en position repliée ; - la est une vue d’une partie de la machine de rivetage de la , en vue de face du système de motorisation ; - la est une vue d’une partie de la machine de rivetage de la , en coupe axiale du système de motorisation ; - la est une vue en coupe d’une partie de la machine de rivetage de la , montrant deux pièces à riveter serrées entre un serre-tôle inférieur et un serre-tôle supérieur, en position haute de la bouterolle supérieure qui porte un rivet, et en position basse de la bouterolle inférieure ; - la est une vue des éléments de la en cours de déploiement de l’ensemble de bielles, entrainant une descente du coulisseau le long du dispositif de guidage ; - la est une vue des éléments de la à l’état déployé de l’ensemble de bielles de sorte que la bouterolle supérieure est en position basse ; - la reprend les éléments de la , en position basse de la bouterolle supérieure de sorte que le rivet est inséré dans un orifice percé à travers la pièce à riveter, la bouterolle inférieure étant en position basse ; - la reprend les éléments de la , la bouterolle inférieure étant déplacée en position haute pour écraser le rivet maintenu par la bouterolle supérieure dans l’orifice percé à travers les pièces à riveter ; - la est une vue en coupe d’une partie d’une machine de rivetage selon un autre mode de réalisation de l’invention, pour lequel le serre-tôle supérieur est mobile à pivotement autour d’un axe parallèle à l’axe de déplacement en monte et baisse de la bouterolle supérieure, la montrant la bouterolle supérieure en position haute de sorte que le rivet n’est pas encore introduit dans l’orifice percé à travers les pièces à riveter ; - la reprend les éléments de la , en position basse de la bouterolle supérieure de sorte que le rivet est introduit dans l’orifice percé à travers les pièces à riveter ; - la est un logigramme illustrant des étapes d’un procédé selon un mode de réalisation de l’invention. 1. Machine (1) de rivetage permettant de riveter deux pièces (81, 82), telles que des tôles, entre elles, caractérisée en ce que la machine comprend : - un système de motorisation (2), par exemple un moteur pas à pas associé à un réducteur, comprenant un arbre de sortie (21); - un ensemble (3) de bielles articulées entre elles, comprenant une première bielle (31) montée solidaire en rotation de l’arbre de sortie (21) du système de motorisation (2), et une deuxième bielle (32) articulée à la première bielle (31); - un coulisseau (4) articulé à la deuxième bielle (32) et muni à son extrémité opposée à celle articulée à la deuxième bielle, d’un outil de maintien et de mise en place de rivet, appelé bouterolle (5) supérieure; -un dispositif de guidage (6) configuré pour guider le déplacement du coulisseau (4) selon un axe de guidage (A6); - un élément de poussée, appelé bouterolle (9) inférieure, déplaçable selon une direction parallèle à l’axe de guidage (A6) du dispositif de guidage pour coopérer avec la bouterolle (5) supérieure de manière à écraser le rivet (7), lorsque ledit rivet est disposé à l’intérieur d’un orifice (87) percé à travers les pièces (81, 82) à riveter, entre lesdites bouterolles inférieure et supérieure; et - une unité de pilotage (100) configurée pour faire tourner l’arbre de sortie (21) du système de motorisation (2) de manière à faire passer les bielles (31, 32) du système de bielles (3) d’une position repliée à une position déployée dans laquelle les bielles (31, 32) sont alignées selon un axe (A3) qui coupe l’axe (A2) de l’arbre de sortie (21) du système de motorisation (2). 2. Machine selon la revendication 1, dans laquelle la machine comprend un serre-tôle supérieur (110, 110’) et un serre-tôle inférieur (120) permettant de serrer les pièces (81, 82) à riveter l’une contre l’autre, le serre-tôle supérieur (110, 110’) présentant une ouverture pour le positionnement du rivet (7) porté la bouterolle supérieure (5) dans un orifice percé à travers les pièces (81, 82) à riveter, le serre-tôle inférieur (120) présentant une ouverture pour le passage de la bouterolle inférieure (9) et permettre ainsi l’écrasement du rivet (7). 3. Machine selon la revendication 2, dans laquelle le serre-tôle supérieur (110’), qui présente une section de préférence de forme générale rectangulaire, est monté pivotant autour de l’axe (A4) du coulisseau (4), pour permettre audit serre-tôle supérieur (110’) d’être déplacé le long d’une partie saillante (81A) de la pièce (81) à riveter, du côté de laquelle se situe le serre-tôle supérieur (110’), sans interférence avec cette partie saillante (81A). 4. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le nombre de bielles de l’ensemble de bielles (3) est égal à deux. 5. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la première bielle (31) présente une extrémité à travers laquelle un orifice est ménagé, et l’arbre de sortie (21) du système de motorisation (2) s’étend à travers ledit orifice de l’extrémité de la première bielle (31). 6. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la première bielle (31) présente un axe (A31) longitudinal médian qui est sécant avec l’axe (A2) de l’arbre de sortie (21) du système de motorisation (2) longitudinal. 7. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le dispositif de guidage (6) présente un orifice traversant dans lequel est engagé le coulisseau (4), l’axe de l’orifice traversant étant l’axe de guidage (A6) du coulisseau. 8. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’axe d’alignement (A3) des bielles à l’état déployé est parallèle, de préférence coaxial, avec l’axe (A1) de déplacement de la bouterolle inférieure (9) qui passe par le centre de la bouterolle inférieure (9). 9. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle, pour le passage des bielles (31, 32) de la position repliée à la position déployée, l’angle de rotation du système de motorisation est compris entre 20° et 180°. 10. Procédé de rivetage à l’aide d’une machine selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le procédé comprend les étapes suivantes : - positionner deux pièces (81, 82), à riveter l’une avec l’autre, entre la bouterolle (9) inférieure et la bouterolle (5) supérieure; - un orifice (87) étant percé à travers les deux pièces (81, 82) pour l’introduction d’un rivet (7) tenu par la bouterolle supérieure (5), actionner le système de motorisation (2) de manière à faire passer les bielles (31, 32) du système de bielles (3) de ladite position repliée à la position déployée dans laquelle les bielles sont alignées selon un axe (A3) coaxial avec l’axe (A1) de déplacement de la bouterolle inférieure (9), le passage des bielles de la position repliée à la position déployée entrainant la descente de la bouterolle supérieure (5), et l’amenée du rivet (7) dans l’orifice de perçage (87) ménagé à travers les deux pièces (81, 82) à riveter; et - déplacer la bouterolle inférieure (9) vers la bouterolle supérieure (5) pour écraser le rivet (87).