EMBOUT POUR DISPOSITIF DE POSE D'ORGANES DE FIXATION
PERMETTANT D'EJECTER UN A UN DE TELS ORGANES
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte de façon générale à un embout pour dispositif de pose d'organes de fixation permettant d'éjecter un à un ces organes de fixation, ainsi qu'à un dispositif de pose équipé d'un tel embout.
La présente invention est destinée à assurer le dépôt d'un produit d'étanchéité sur la tête d'un organe de fixation, comme par exemple une tête de rivet, avant sa mise en place dans un trou préalablement percé dans des structures à assembler, telles que des tôles minces.
L'invention trouve une application privilégiée dans l'industrie aéronautique, et plus particulièrement mais non limitativement dans le domaine des dispositifs de pose destinés à assurer des assemblages manuels ou automatiques d'éléments de voilure ou de fuselage.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Dans l'industrie aéronautique, il est habituel de réaliser l'assemblage des structures par des organes de fixation mécaniques tels que des rivets, et parfois des boulons. Ce type d'assemblage nécessite de percer simultanément, et en un grand nombre de points, les différentes parties de la structure à assembler avant de mettre en place les organes de fixation. Après cette première opération de perçage ou avant la présentation des tôles à assembler, il est généralement pratiqué une fraisure sur la tôle extérieure de la structure qui reçoit en premier le rivet. Cette fraisure permet de loger complètement la tête du rivet dans l'épaisseur de la tôle, évitant ainsi les aspérités de surface qui sont la source de traînées aérodynamiques très pénalisantes pour les performances de l'appareil.
Préalablement à l'introduction de l'organe de fixation, il est déposé au droit de chaque perçage et notamment sur le pourtour de toutes les fraisures, un mastic assurant l'étanchéité à l'air, à l'eau, et protégeant l'assemblage de la corrosion et des effets de moisissure.
Dans les cas les plus courants, le mastic est déposé par l'opérateur à l'aide d'un pinceau ou à l'aide d'un applicateur à cartouche qui peut être manuel ou automatique. Le document US-A-4 635 827 montre, à titre d'exemple, un type d'applicateur à cartouche automatique à l'intérieur duquel un piston commandé par une pression d'air transfert la quantité de mastic souhaitée sur la surface d'une fraisure.
Souvent, le dépôt par un procédé automatique ou semi-automatique du mastic est difficile à réaliser du fait de la forme de la structure ou d'un manque d'accessibilité.
Ainsi, on a pu s'apercevoir que les procédures de dépôt du mastic et les applicateurs proposés dans l'art antérieur ne permettaient pas une réduction significative des temps de fabrication, car ils restent tributaires d'un même mode opératoire. En effet, c'est généralement après le perçage et le dépôt du mastic dans la fraisure, par un moyen indépendant, qu'interviennent les opérations de mise en place du rivet et l'assemblage par rivetage des pièces.
On connaît cependant une réalisation de l'art antérieur dans laquelle le rivet est placé à l'intérieur du perçage, après avoir été revêtu d'un produit d'étanchéité. Cette réalisation, connue du document FR-A-2 826 302, concerne un outil portatif destiné à l'installation d'attaches pour assembler par rivetage des pièces usinées ou des tôles. Néanmoins, dans cette réalisation comprenant un moyen permettant la mise en place d'un produit d'étanchéité directement sur la surface d'appui du rivet, le cycle de pose est extrêmement long du fait des nombreuses man�uvres de déplacement des éléments constitutifs de l'outil, et en particulier de celles du porte-rivets piloté en translation et en rotation.
De façon générale, il s'avère donc que les dispositifs de l'art antérieur ne sont pas réellement optimisés en terme de temps de pose des organes de fixation destinés à être revêtus d'un produit d'étanchéité.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
L'invention a donc pour but de proposer un embout pour dispositif de pose d'organes de fixation dont la conception permet de remédier aux inconvénients mentionnés pour les dispositifs de pose rencontrés dans les réalisations de l'art antérieur.
D'autre part, l'invention a également pour objet de présenter un dispositif de pose comprenant un tel embout, ainsi qu'un procédé de pose d'un organe de fixation revêtu d'un produit d'étanchéité.
Pour ce faire, l'invention a donc pour objet un embout pour dispositif de pose d'organes de fixation permettant d'éjecter un à un des organes de fixation, cet embout comportant un canal d'éjection dans lequel les organes sont destinés à être mis en mouvement afin d'être éjectés de ce canal en direction des structures à assembler. Selon l'invention, il comporte en outre des moyens d'amenée d'un produit d'étanchéité destiné à être déposé sur les organes de fixation avant l'éjection de ceux-ci du canal, ces moyens d'amenée débouchant dans le canal d'éjection afin de permettre une introduction du produit d'étanchéité à l'intérieur de ce canal.
Ainsi, il est à comprendre que l'embout est conçu de sorte que l'organe de fixation en mouvement à l'intérieur du canal d'éjection puisse emmener dans sa course une quantité déterminée du produit avant d'être éjecté de ce même canal. De cette façon, il est à comprendre que d'une part l'organe de fixation, et d'autre part le produit d'étanchéité destiné à constituer ultérieurement le joint d'étanchéité à l'intérieur du perçage des structures en tôles minces à assembler, sont placés quasi-simultanément et en une seule opération dans ce même perçage.
L'invention permet par conséquent d'effectuer une pose d'organes de fixation revêtus d'un produit d'étanchéité d'une façon beaucoup plus rapide que celle observée lors de la mise en �uvre des techniques de l'art antérieur, tout en assurant un positionnement précis de l'organe de fixation, ainsi qu'une distribution optimisée de la quantité de produit nécessaire à l'étanchéité.
Il est noté que cette invention, dans laquelle chaque organe de fixation éjecté de la cassette d'alimentation du dispositif de pose se déplace de préférence sous l'effet d'une pression pneumatique dans le canal d'éjection pour prendre au cours de sa trajectoire la quantité de produit d'étanchéité nécessaire, pour venir ensuite se placer dans le trou préalablement percé à cet effet, s'applique particulièrement à la pose de rivet, et de préférence à la pose de rivets à tête fraisée habituellement utilisés dans le domaine de l'aéronautique. Néanmoins, l'invention pourrait également s'appliquer à la pose d'autres organes de fixation, tels que des vis, sans sortir du cadre de l'invention.
L'embout selon l'invention peut être facilement adapté et monté à l'extrémité d'une canalisation de distribution de rivets de tout dispositif de pose connu de l'homme du métier. Ainsi, il peut donc équiper un dispositif de pose à commande manuelle, c'est-à-dire comprenant un outil portatif, ou bien encore équiper un dispositif de pose à commande automatisée dans lequel le déplacement et l'actionnement de la tête d'éjection des rivets s'effectue de façon automatique.
De plus, que ce soit dans le cadre de la mise en �uvre d'un dispositif de pose à commande manuelle ou à commande automatisée, l'invention présente l'avantage d'autoriser, pour l'injection du produit d'étanchéité et l'éjection des organes de fixation de leur cassette d'alimentation, l'utilisation d'automates connus de l'art antérieur.
Il est indiqué à titre indicatif que cet embout peut non seulement être rapporté sur un dispositif de pose existant comme cela vient d'être décrit, mais peut également être conçu de manière à faire partie intégrante d'un tel dispositif.
D'une façon générale, l'invention permet donc une rapidité et une simplicité de fonctionnement, engendrant ainsi une réduction importante du temps total nécessaire à l'assemblage de structures du type tôles minces.
De préférence, les moyens d'amenée du produit d'étanchéité comprennent une bague de distribution dont la surface cylindrique intérieure est agencée selon l'axe d'éjection et définit une partie du canal d'éjection, cette bague étant pourvue d'une gorge pratiquée sur sa surface cylindrique extérieure, ainsi que de passages radiaux débouchant d'une part au niveau de la surface cylindrique intérieure, et d'autre part au niveau de la gorge.
Avec un tel agencement, le produit d'étanchéité tel que du mastic est délivré par les passages radiaux à la périphérie du canal d'éjection du rivet, quelques millisecondes avant l'arrivée de celuici, en un chapelet de perles calibrées dont la quantité est adaptée aux dimensions de ce rivet. Ainsi, selon les besoins, la tête et éventuellement également le corps du rivet peuvent recevoir un film de produit pour assurer l'étanchéité partielle ou complète de l'assemblage.
Préférentiellement, les moyens d'amenée du produit d'étanchéité comprennent en outre un conduit d'amenée pratiqué dans un corps principal de l'embout et débouchant d'une part dans la gorge de la bague de distribution, et d'autre part extérieurement au corps principal, de manière à ce qu'il puisse être raccordé à une cartouche de produit d'étanchéité.
De préférence, l'embout comporte une buse d'éjection disposant d'une surface cylindrique intérieure agencée selon l'axe d'éjection et définissant une partie du canal d'éjection, cette buse d'éjection étant montée sur le corps principal de l'embout de manière à ce que ladite bague de distribution soit interposée entre ce corps principal et la buse d'éjection. Une alternative consisterait alors à prévoir que la buse et la bague de distribution soient réalisées d'une seul tenant
L'invention a également pour objet un dispositif de pose d'organes de fixation, à commande manuelle ou à commande automatisée, comprenant un embout tel que celui qui vient d'être décrit ci-dessus.
Enfin, l'invention a également pour objet un procédé de pose d'un organe de fixation revêtu d'un produit d'étanchéité, ce procédé comprenant une étape de mise en mouvement de l'organe de fixation à l'intérieur d'un canal d'éjection de manière à éjecter cet organe en direction de structures à assembler. Selon l'invention, préalablement à l'étape de mise en mouvement de l'organe, le procédé comprend une étape d'injection du produit d'étanchéité à l'intérieur du canal d'éjection, de sorte que l'organe de fixation en mouvement à l'intérieur du canal d'éjection puisse emmener dans sa course le produit avant d'être éjecté de ce même canal. Bien entendu, ce procédé peut être mis en �uvre à l'aide d'un dispositif de pose comprenant un embout tel que celui décrit ci-dessus.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ;
- la figure 1 représente une vue de côté partiellement schématique d'un dispositif de pose d'organes de fixation selon l'invention ;
- la figure 2 représente une vue détaillée de côté de l'embout montré schématiquement sur la figure 1, cet embout se présentant sous la forme d'un premier mode de réalisation préféré de la présente invention ; la figure 3 représente une vue en perspective de la bague de distribution appartenant à l'embout montré sur la figure 2 ; et
- la figure 4 représente une vue détaillée de côté de l'embout montré schématiquement sur la figure 1, cet embout se présentant sous la forme d'un second mode de réalisation préféré de la présente invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS
En référence tout d'abord à la figure 1, on peut voir un dispositif de pose 1 d'organes de fixation permettant d'éjecter un à un ces organes, le dispositif 1 se présentant sous la forme d'un dispositif à commande manuelle en ce sens qu'il présente un outil portatif 2 relié à un automate (non représenté).
Cet outil 2 est raccordé par l'intermédiaire d'un premier flexible 4 à des premiers moyens de mise en pression (non représentés) eux-mêmes branchés sur l'automate, ces moyens permettant la mise en pression d'un produit d'étanchéité afin d'assurer sa mise en mouvement au sein de l'outil. D'autre part, il est également raccordé à une cassette d'alimentation de rivets par l'intermédiaire d'un second flexible 6, ce dernier coopérant également avec des seconds moyens de mise en pression (non représentés), de préférence pneumatiques, branchés sur l'automate et permettant la mise en mouvement du rivet à l'intérieur de l'outil.
L'automate ainsi que les différents moyens de mise en pression étant choisis d'une façon quelconque parmi des éléments connus de l'homme du métier, ils ne seront par conséquent pas davantage décrits.
Comme on peut le voir sur la figure 1, l'outil 1 en forme de pistolet comprend globalement un corps d'outil 8 portant une gâchette de commande 10 actionnable manuellement par un opérateur, un embout 12 situé à une extrémité d'éjection des rivets et monté sur le corps d'outil 8, ainsi qu'une cartouche de produit d'étanchéité 14 logée dans un réceptacle 16 prévue à cet effet dans une partie supérieure du corps d'outil 8.
Le second flexible 6 est raccordé au corps d'outil 8 au niveau d'une partie inférieure de ce dernier, tandis que le premier flexible 4 est raccordé à la cartouche 14, qui est quant à elle également raccordée à l'embout 12 par l'intermédiaire d'un troisième flexible 18.
En référence à présent à la figure 2, on peut voir l'embout 12 selon un premier mode de réalisation préféré de la présente invention.
Cet embout 12 comprend un corps principal creux 20 dont une extrémité amont (non représentée) est montée sur le corps d'outil 8, par exemple par vissage, de manière à ce que cette extrémité amont communique avec une sortie de canalisation de distribution de rivets pratiquée dans le corps d'outil 8. Néanmoins, il serait également possible de prévoir que les corps 8 et
20 soient réalisés d'un seul tenant, sans sortir du cadre de l'invention.
Le corps creux 20 comporte donc une surface cylindrique intérieure 22, de section circulaire et de diamètre dl légèrement supérieur au diamètre d2 du rivet 24, cette surface 22 participant à la définition d'un canal d'éjection de rivets 26 agencé selon un unique axe d'éjection 28.
Au niveau d'une extrémité aval de ce corps
20 se trouve un épaulement intérieur 30 sur lequel s'appuie une bague de distribution 32 du produit d'étanchéité. Au droit de cette bague 32, le corps 20 présente un conduit d'amenée 34 du produit d'étanchéité, ce conduit 34 s'étendant d'une part jusqu'à déboucher en dehors du corps 20 de façon à communiquer avec le troisième flexible 18, et d'autre part dans une gorge 36 pratiquée sur une surface cylindrique extérieure 38 de la bague 32, et selon l'axe d'éjection 28.
En outre, comme on peut le voir sur la figure 2, la bague 32 présente également une surface cylindrique intérieure 40 agencée selon l'axe d'éjection 28 et définissant aussi une partie du canal d'éjection 26, cette surface 40 se trouvant donc dans la continuité de la surface 22.
Comme le montrent les figures 2 et 3, la bague de distribution 32 est aussi pourvue d'une pluralité de passages radiaux 42 débouchant d'une part au niveau de la surface cylindrique intérieure 40, c'est-à-dire dans le canal 26, et d'autre part au niveau de la gorge 36.
Ainsi, lorsqu'une injection de produit d'étanchéité est commandée, ce produit sortant de la cartouche 14 emprunte successivement le troisième flexible 18, le conduit d'amenée 34, la gorge 36, ainsi que les passages radiaux calibrés 42. Il est noté que la disposition et le diamètre des passages calibrés 42 sont d'une manière générale choisis pour définir sur le contour du canal d'éjection 26, suite à une injection de produit réalisée à l'aide des premiers moyens de mise en pression, un chapelet de perles de produit d'étanchéité chacune faisant saillie depuis l'un des passages radiaux 42. Ces perles sont alors capables de se répartir au passage du rivet 24 en mouvement à l'intérieur du canal 26, soit sur la totalité de la tête du rivet, soit sur toute autre partie de celui-ci, selon la quantité de produit injecté.
Par ailleurs, il est précisé que la quantité de produit d'étanchéité amenée à la sortie de chaque passage calibré 42 de la bague 32, et son étalement autour de chacun de ces passages, sont des paramètres fonction de la durée de la temporisation programmée dans l'automate entre le début de l'injection du produit d'étanchéité et la mise en mouvement du rivet 24, cette temporisation pouvant être de l'ordre de quelques millisecondes.
Dans une configuration du type de celle montrée sur la figure 2, les passages calibrés 42 de la bague 32 sont répartis uniformément autour de l'axe 28, par exemple disposés en six points équidistants à la périphérie de celle-ci, et disposent d'un diamètre d'environ 0,25 mm. Bien entendu, selon le diamètre d2 du rivet 24 et la surface à recouvrir de produit d'étanchéité, les passages calibrés 42 pourront être disposés d'une manière équidistante en un plus ou moins grand nombre de points, et le diamètre de perçage pourra être spécifiquement adapté à la surface à recouvrir.
A titre d'exemple illustratif, des essais ont montré que dans ces conditions, la répartition du produit d'étanchéité sur la tête du rivet 24 était optimale lorsque le rapport du diamètre dl du canal d'éjection 26 et du diamètre d2 du rivet 24 était sensiblement compris entre 1,05 et 1,15.
L'embout 12 comprend en outre une buse d'éjection 44 disposant d'une surface cylindrique intérieure 46 agencée selon l'axe 28 et définissant aussi une partie du canal d'éjection 26. La buse d'éjection 44 est montée sur le corps principal 20 de l'embout 12 de manière à ce que la bague de distribution 32 soit interposée entre ce corps 20 et la buse 44. La surface intérieure 46 se trouve donc dans la continuité de la surface intérieure 40 de la bague
32
Le montage de la buse 44 sur le corps 20 peut s'effectuer par vissage, ou encore par emmanchement à force. Cette particularité permet de changer ou de nettoyer la bague 32 et/ou la buse 44 selon les besoins rencontrés, et donc d'assurer la maintenance.
D'autre part, l'extrémité de sortie de la buse 44 présente un contour extérieur conique et effilé à la pointe. Cette forme est avantageusement utilisée pour les outils portatifs car elle permet à l'opérateur de mettre en coïncidence et avec précision, l'outil et le perçage pratiqué dans les structures à assembler.
En référence à présent à la figure 4, on peut voir l'embout 12 selon un second mode de réalisation préféré de la présente invention.
Ce second mode est similaire au premier, en ce sens que la différence principale réside dans le fait que la bague 32 et la buse d'éjection 44 sont réalisés d'un seul tenant. Par conséquent, sur les figures, les éléments portant les mêmes références numériques correspondent à des éléments identiques ou similaires.
Dans ce second mode de réalisation, la buse
44 incorporant dans sa partie amont la bague 32 est alors munie d'une molette de man�uvre 50, et vissée sur le corps principal creux 20, toujours de manière à obtenir un canal d'éjection 26 continu. Elle est donc vissée sur le corps 20 de sorte que la bague 32 soit ici encore au contact de l'épaulement 30.
Une des particularités de ce second mode de réalisation préféré réside dans le fait que la bague 32 n'a plus besoin d'intégrer une gorge sur sa surface extérieure pour assurer la communication entre le conduit d'amenée 34 et les passages radiaux 42, mais peut seulement se contenter de présenter un diamètre extérieur plus faible que celui de la surface cylindrique interne 52 du corps 20 qui l'entoure. En effet, le produit sortant du conduit d'amenée 34 peut alors emprunter l'espace libre annulaire 54 centré sur l'axe 28 et situé entre les deux surfaces 38, 52, pour ensuite se diriger vers les passages 42.
Il est noté qu'une alternative pourrait consister à prévoir que cette buse 44 soit également réalisée d'un seul tenant avec le corps 20, lui-même éventuellement réalisé d'un seul tenant avec le corps d'outil 8, même si cette solution n'est pas spécialement préférée en raison des problèmes évidents de maintenance qu'elle est susceptible d'engendrer.
Le procédé de pose d'un rivet qui est également un objet de la présente invention est automatisé de manière à ce que le fonctionnement suivant puisse être obtenu. Bien entendu, ce procédé peut être mis en �uvre à l'aide du dispositif de pose montré sur la figure 1.
Tout d'abord, il est noté que l'automate est préalablement programmé de manière à ce qu'une quantité de produit d'étanchéité déterminée puisse être injectée avant chaque éjection de rivet, cette quantité étant bien entendu fonction de la nature du rivet sélectionné, et de ses dimensions. Cette programmation préalable concerne également une donnée relative à la temporisation à imposer entre le début de l'injection du produit d'étanchéité à l'intérieur du canal d'éjection, et le début de la mise en mouvement du rivet à l'intérieur de ce canal. A titre indicatif, la temporisation peut être comprise entre 2 et 10 millisecondes.
Ainsi, lorsque l'opérateur appui sur la gâchette de commande de l'outil portatif 2, il se produit dans un premier temps une injection automatique et sous pression de produit d'étanchéité vers les passages radiaux calibrés, afin de mettre en place le chapelet de perles de produit à l'intérieur du canal d'éjection.
L'automate prend alors en compte la temporisation programmée, puis envoie le rivet sous pression pneumatique une fois que cette temporisation est terminée.
La pression pneumatique a alors effectivement pour conséquence d'extraire le rivet de la cassette d'alimentation, puis d'introduire le rivet dans le canal d'éjection au sein duquel il est donc en mouvement du fait de cette pression. Comme cela a été mentionné ci-dessus, le rivet en mouvement récupère le produit faisant saillie des passages radiaux au moment où il arrive au niveau de ces mêmes passages, puis continue sa course dans la canal d'éjection en étant donc revêtu des perles de produit récupérées par la tête de ce rivet. Ce dernier est ensuite éjecté de l'embout, puis introduit dans le trou fraisé des structures à assembler.
A titre indicatif, les pressions de soufflage utilisées pour injecter le produit d'étanchéité et propulser le rivet sont environ égales à 2 bars. Cette pression permet notamment de contrôler la trajectoire du rivet dans son canal d'éjection, et d'assurer l'arrivée de l'intégralité du produit d'étanchéité sur la fraisure ou dans le trou fraisé des structures à assembler.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier aux embouts, au dispositif de pose et au procédé de pose qui viennent d'être décrits, uniquement à titre d'exemples non limitatifs.
REVENDICATIONS
1. Embout (12) pour dispositif de pose (1) d'organes de fixation permettant d'éjecter un à un des organes de fixation (24), ledit embout comportant un canal d'éjection (26) dans lequel lesdits organes (24) sont destinés à être mis en mouvement afin d'être éjectés de ce canal en direction de structures à assembler, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens d'amenée (34, 32) d'un produit d'étanchéité destiné à être déposé sur les organes de fixation (24) avant l'éjection de ceux-ci dudit canal (26), lesdits moyens d'amenée (34, 32) débouchant dans le canal d'éjection (26) afin de permettre une introduction du produit d'étanchéité à l'intérieur de ce canal.