Procédé pour poser un rivet et appareil pour la mise en aeuvre de ce procédé La présente invention a pour objet un procédé pour poser un rivet et un appareil pour la mise en aeuvre de ce procédé.
Un genre de rivets comporte habituellement une tête et une tige comprenant une partie comportant des gorges de blocage. Une bague, qui est d'abord placée librement sur la tige, peut être refoulée de manière à porter par friction sur celle-ci à l'endroit des gorges de blocage, au moyen de divers outils à river. Beaucoup de ces outils utilisent une enclume ou manchon qui est déplacé longitudinalement sur la bague pour la sertir dans les gorges de blocage et ils dépendent de l'opération qu'on désire pratiquer sur une forme particulière de bague.
En outre, il est bien connu que la vie utile de la quasi-totalité de tous les éléments de liaison est augmentée quand une charge préalable de traction est maintenue dans l'élé ment de liaison, c'est-à-dire quand celui-ci se trouve soumis à une traction quand il a été posé. Il est éga lement désirable de disposer d'un appareil de pose de rivets du genre précité, pouvant être adapté aux pistolets à river dont on dispose actuellement et uti lisable avec des bagues de rivets de diverses formes. En outre, il est désirable que l'appareil à river soit simple, que son prix de revient soit faible et qu'il fonctionne efficacement pour poser des rivets de la manière désirée.
Le procédé selon l'invention pour poser un rivet dont la tige comprend une partie comportant des gor ges, tige qui s'étend d'un côté de pièces à relier, et une tête qui s'étend de l'autre côté de ces pièces, est caractérisé en ce que l'on applique une force orientée vers l'intérieur sur une bague entourant ladite tige pour sertir la bague dans la partie munie desdites gorges, et en ce que l'on exerce une force de trac tion sur l'extrémité de la queue qui est opposée à la tête, la bague étant amenée à s'allonger sous l'ef fet de la force de sertissage.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'appareil pour la mise en aeuvre du procédé pour poser un rivet.
La fig. 1 est une coupe longitudinale fragmen taire d'un type de pistolet à river, illustrant un appa reil associé à celui-ci ; la fig. 2 est une coupe fragmentaire, à plus gran de échelle, d'une partie de l'appareil illustré sur la fig. 1, et elle représente les mâchoires de sertissage utilisées dans l'appareil dans leur position épanouie ; la fig. 3 est une coupe longitudinale, à plus gran de échelle, similaire à la fig. 2 et illustrant les mâ choires dans leur position rappelée ;
la fig. 4 est une coupe illustrant un rivet dont le corps est entouré d'une bague et qui est prêt pour relier deux pièces ; les fig. 5, 6 et 7 sont des vues analogues à la fig. 4 des rivets illustrés, et elles représentent les po sitions successives des rivets lorsqu'on les traite avec l'appareil faisant partie de l'invention ; la fig. 8 est une vue faite sensiblement par 8-8 de la fig. 3 ;
les fig. 9, 10 et 11 sont des coupes correspon dant sensiblement aux fig. 5, 6 et 7, et illustrant une variante de l'appareil associée à un rivet du type à tige et à bague, et à un autre genre de pistolet à river ; les fig. 12 et 13 sont des coupes transversales faites respectivement par 12-12 et 13-13 de la fig. 9.
En examinant le dessin, on voit que l'appareil à river ou riveuse, appelé par la suite mécanisme de sertissage et désigné dans son ensemble par la ré férence 10, est illustré sur la fig. 1 dans la position où il est associé à un pistolet à riveter 12 de type bien connu. Comme on le voit clairement sur cette figure, le pistolet 12 comporte un bottier 14 et un piston 16 qui est animé d'un mouvement alternatif dans le bottier 14 et comporte une partie terminale avant filetée 18.
Le piston 16 comporte sur ses côtés opposés des évidements 20, dont un seul est illustré et qui servent à recevoir les parties correspondantes d'une extrémité d'une chape 22, supportée entre ses extrémités sur un axe d'articulation 24 qui est monté sur une crosse 26 du pistolet 12. L'extrémité opposée de la chape 22 porte un galet 30 qui peut rouler en tre des guides inclinés 32 et 34 pouvant se déplacer dans la crosse 26 pour se rapprocher et s'éloigner de l'axe d'articulation 24.
On voit que lorsque les guides 32 et 34 s'écartent de l'axe d'articulation 24, la chape 22 pivote en sense inverse des aiguilles d'une montre autour de l'axe d'articulation 24 pour dé placer le piston 16 vers l'avant. De même, quand les guides 32 et 34 se rapprochent de l'axe d'articulation 24, la chape 22 pivote dans le sens des aiguilles d'une montre pour déplacer le piston 16 vers l'ar rière.
Une gâchette 28, montée sur la crosse 26, ac tionne un mécanisme hydraulique, ou un mécanisme d'un autre genre, d'une manière bien connue, pour déplacer les guides 32 et 34 dans le sens désiré.
Le mécanisme de sertissage 10 comporte un ca non 36 qui comprend une partie terminale intérieure tubulaire 38 munie de saillies 40 diamétralement op posées.
Le canon 36 comporte également une partie terminale extérieure tubulaire 42 comprenant une partie intérieure alésée 44 et une partie extérieure alésée 46 dont le diamètre est légèrement supérieur à celui de la partie 44. Une partie intermédiaire 48 du canon 36 comporte un alésage 50 qui la traverse entièrement et dont le diamètre est inférieur à ceux des parties alésées 44 et 46.
Dans la partie terminale extérieure 42 du canon 36 est disposée une bague tubulaire de sertissage 52 (fig. 2 et 3) comprenant une partie terminale inté rieure taraudée 54 qui coulisse dans la partie alésée 44. La bague 52 comporte quatre fentes 56 dispo sées à l'extérieur de la partie terminale intérieure 54 et dont les extrémités intérieures débouchent dans des trous 58.
Les fentes 56 sont équidistantes, de sorte qu'elles divisent la bague en quatre longs doigts ou mâchoires 60 (fig. 2 et 8) dont la largeur indivi duelle correspond sensiblement au quart de la cir- conférence de la bague 52. Près de son extrémité extérieure 62, le diamètre de la bague 52 augmente uniformément de manière que chaque mâchoire 60 comporte une surface externe 64 inclinée vers l'ex térieur, pour une raison qu'on expliquera par la suite.
A l'intérieur de l'extrémité extérieure 62 de la bague 52, chaque mâchoire 60 comporte une gorge transversale de dépouille 66 sur son côté intérieur, et, entre cette gorge et l'extrémité extérieure 62, cha que mâchoire comporte un prolongement arrondi 68, ou partie bombée s'étendant radialement vers l'inté rieur. On introduit un tampon de dilatation (non il lustré) dans la bague 52 juste avant de la traiter à chaud, de manière qu'elle soit soumise à une con trainte dans sa forme définitive, afin que les mâchoi res 60 soient écartées l'une de l'autre, comme illustré sur les fig. 1 et 2.
Pour retirer la bague 52, ou au trement dit pour rapprocher les mâchoires 60 l'une de l'autre vers l'intérieur, il est nécessaire de dépla cer la partie terminale intérieure 54 de la bague 52 vers l'arrière dans la partie intérieure alésée 44 pour introduire progressivement les surfaces inclinées 64 des mâchoires dans l'extrémité extérieure 70 du ca non 36, qui comporte un chanfrein intérieur 72 en vue de réduire l'usure des mâchoires 60.
Un plongeur 74, coulissant dans la partie inté rieure 38 du canon, comporte une longue tige 76 qui traverse l'alésage de diamètre réduit 50 et qui est vissée dans la partie terminale intérieure 54 de la bague 52. Pour écarter entièrement l'une de l'autre les mâchoires 60, comme illustré sur les fig. 1 et 2, le plongeur 74 est déplacé jusqu'à une position de butée où il porte contre la partie intermédiaire 48 du canon.
Bien entendu, on peut régler l'importance du déplacement des mâchoires 60 dans le sens qui détermine la dilatation de la bague 52, en déplaçant la tige 76 en avant ou en arrière dans cette dernière, du fait que ce réglage détermine l'importance du dé placement vers l'extérieur que le canon 36 fait exé cuter aux mâchoires 60.
La position retirée de la bague 52, correspondant à la position des mâchoires 60 dans laquelle elles sont rapprochées l'une de l'au tre vers l'intérieur, est illustrée sur la fig. 3, et elle est définie par la venue en contact de la partie ter minale intérieure 54 de la bague 52 avec la partie intermédiaire 48 du canon.
Dans l'assemblage du mécanisme de sertissage 10 avec le pistolet 12, le canon 36 est supporté sur le bottier de canon 14 dans une position où l'une des saillies 40 est verrouillée avec le bottier 14 et où la partie terminale filetée 18 du piston 16 est vissée dans la partie terminale intérieure 78 du plongeur 74, comme illustré sur la fi-. 1.
De ce fait, lorsqu'on actionne le pistolet 12 pour rappeler le piston 16, les mâchoires 60 sont rapprochées l'une de l'autre vers l'intérieur jusqu'à la position, illustrée sur la fig. 3, où elles butent contre la bague 52, inversement, lorsqu'on actionne le pistolet 12 pour déplacer le pis ton 16 vers l'extérieur, les mâchoires 60 sont écar tées l'une de l'autre jusqu'à la position illustrée sur les fig. 1 et 2 qui correspond à une condition dilatée de la bague 52.
Pour le fonctionnement du mécanisme de sertis sage, afin de poser le rivet indiqué dans l'ensemble en 80 sur la fig. 4, on va supposer qu'on doit relier deux pièces ou deux plaques 82 et 84 au moyen du rivet 80. Celui-ci est constitué par un corps 86, qui traverse des trous alignés 88 de ces plaques, et par une bague 100 disposée sur le corps 86. Ce dernier comporte une tige 92 qu'on a représentée avec des dimensions assurant son ajustage serré dans les trous 88, bien qu'il soit entendu qu'un tel ajustage serré ne soit pas nécessaire et qu'on peut utiliser le mé canisme 10 avec des rivets montés avec plus de jeu.
En outre, le corps 86 comporte une tête 90 qui est située à une extrémité de la tige 92 et qui est en contact avec la plaque 82. Au voisinage de sa partie terminale 94, la tige 92 comporte des gorges de ver rouillage 96 et des arêtes 98, pour une raison expli quée par la suite. La bague 100 est supportée sur la tige 92 dans une position où elle s'étend autour de celle-ci à l'endroit des gorges 96 et contre la pla que 84.
On amène le pistolet 12 dans une position où la bague 52 est disposée autour de la bague 100, l'ex trémité extérieure 62 de la bague 52 portant contre la plaque 84, comme illustré sur la fig. 5. L'extré mité extérieure d'un ressort hélicoïdal 101, qui est placé dans la bague 52 et qui est fixé par son extré mité intérieure à la partie terminale intérieure 54 de cette bague, est en contact avec l'extrémité de la bague 100. Par suite, le ressort 101 exerce sur la bague 100 une force élastique qui la maintient con tre la plaque adjacente 84. On actionne alors la gâ chette 28 pour rappeler le piston 16 qui rappelle alors la bague 52 par rapport au canon 36.
En mê me temps qu'on actionne ainsi la gâchette 28, on exerce sur le pistolet 12 une pression orientée vers l'avant pour maintenir l'extrémité 62 de la bague 52 contre la plaque 84. Par suite de l'actionnement simultané du pistolet 12 et de la gâchette 28, le ca non 36 est amené vers la plaque 84 pour rapprocher les mâchoires 60 l'une de l'autre vers l'intérieur, com me illustré sur la fig. 6.
Les prolongements bombés 68 des mâchoires 60 agissent de ce fait pour écraser ou sertir la bague 100, comme illustré sur la fig. 6, de manière que celle-ci soit progressivement sertie contre les gorges de blocage 96. Grâce à ce sertissage, la bague 100 est bloquée sur la tige 92 à l'endroit des gorges de blocage 96 et des arêtes 98. En conséquence, en con tinuant à se rapprocher de la plaque 84, le canon 36 pince ou écrase davantage la bague 100 de ma nière que la matière de la bague soit déplacée axia- lement à celle-ci.
Du fait que la bague 100 porte à la fois contre la plaque 84 et les arêtes 98, la tige 92 est effecti vement étirée sur sa longueur entre la tête 90 et les arêtes 98. Par suite, les plaques 82 et 84 sont étroi tement attirées l'une contre l'autre, ce qui attire in tégralement le corps 86 dans les trous des plaques et ne laisse aucun jeu entre ces dernières, comme illustré sur les fig. 6 et 7. Dans la position finale qu'occupe le rivet 80 une fois qu'il est posé, la ba gue 100 a été effectivement allongée, comme illus tré sur la fig. 7, ce qui a étiré la tige 92 et soumis le corps 86 à une charge préalable de traction.
En d'autres termes, grâce aux prolongements courbes 68 des mâchoires 60, la matière de la bague 100 s'est d'abord bloquée contre la tige 92 à l'endroit des arêtes 98 et des gorges 96, après quoi la matière de la bague a été dilatée ou .étirée axialement pour sou mettre ledit corps à une charge préalable de trac tion. Cette charge préalable augmente la vie utile du rivet 80 et empêche le corps ou la bague 100 de prendre du jeu au cours de l'utilisation des pièces 82 et 84.
Deux gorges de blocage 96 et deux arêtes 98 sont illustrées pour le rivet 80, ce qui fait qu'on peut l'utiliser pour relier des pièces telles que 82 et 84 ayant clés épaisseurs ou des longueurs de préhension comprises entre des limites prédéterminées.
Une variante de l'appareil faisant partie de la présente invention indiquée dans son ensemble par la référence 10a, est illustrée sur les fig. 9 à 13. Le mécanisme 10a convient pour être assemblé avec un mécanisme à river de type bien connu, indiqué dans son ensemble par la référence 120, qui comporte un manchon extérieur ou enclume 122 ayant au voisi nage de son extrémité 126 une surface intérieure 124 chanfreinée vers l'intérieur.
Le mécanisme comporte également plusieurs mâchoires 128, qui peuvent être contractées et déplacées vers l'arrière à l'intérieur du manchon 122 par un élément 130 qui contracte et déplace ces mâchoires.
Un élément de traction (non représenté) analo gue au plongeur 74 du pistolet de traction 12 illus tré sur la fig. 1, est associé à l'élément 130 en vue de déplacer sélectivement celui-ci vers l'arrière à l'in térieur du manchon 122.
L'appareil 10a comporte une bague 132 compor tant une partie terminale intérieure tubulaire 134 disposée dans le manchon 122. La bague 132 com porte quatre fentes équidistantes 136 s'étendant vers le haut à partir de la partie terminale intérieure 134, de manière à diviser la bague 132 en quatre mâ choires ou doigts 140 disposés en arcs de cercle transversalement à celle-ci. Le diamètre de la bague 132 augmente uniformément sur la longueur des mâchoires 140, de manière que chaque mâchoire comporte une surface externe 142 inclinée vers l'ex- .
térieur, pour une raison qu'on expliquera par la sui te. A l'intérieur de l'extrémité extérieure 144 de la bague 132, chaque mâchoire 140 comporte une gor ge transversale de dépouille 146, qui est délimitée sur son côté intérieur par une surface 148 inclinée vers l'intérieur.
On traite initialement à chaud la bague 132, comme la bague précitée 52, pour qu'elle soit sou mise à une contrainte, afin d'assurer l'épanouisse ment inhérent des mâchoires 140. Pour diminuer l'aire sensiblement circulaire délimitée par ces der nières, il faut les rapprocher à la main l'une de l'au tre. Dans le mode de réalisation illustré sur les fig. 9 à 13, on obtient ce résultat en déplaçant le man chon 122 de manière à lui faire entourer complète ment les mâchoires 140.
Le contact coulissant du chanfrein 124 du manchon avec les surfaces 142 des mâchoires qui sont inclinées de manière correspon dante facilite le déplacement du manchon 122 vers l'extérieur sur la bague 132 pour contracter les mâ choires.
La position épanouie des mâchoires 140, qui cor respond à une position avancée de la bague 132, est illustrée sur la fig. 9. La position des mâchoires 140, quand elles ont été déplacées vers l'intérieur corres pondant à une position retirée de la bague 132, est illustrée sur la fig. 11. La tendance naturelle des mâ choires 140 à s'écarter les unes des autres et les sur faces de glissement coopérantes 124 et 142 assurent un déplacement automatique de la bague 132 depuis la position illustrée sur la fig. 11 jusqu'à la position représentée sur la fig. 9, chaque fois que la force de réaction exercée sur le manchon 122 cesse.
Une vis d'arrêt 150, portée par la partie terminale inté rieure 134 de la bague 132 coulisse dans un alésage 152 pratiqué dans le manchon 122, afin d'empêcher la bague 132 de- se séparer accidentellement du man chon 122.
Pour faire fonctionner le mécanisme de sertissage 10a afin de poser le rivet désigné dans son ensemble sur les fig. 10 et 11 par la référence 154, et de re lier deux plaques 156 et 158, on amène d'abord ce mécanisme dans la position illustrée sur la fig. 9. Comme représenté sur cette figure, le rivet 154 com porte une longue tige 160 munie d'un tête 161 et d'une tige 163 qui traverse les plaques 156 et 158.
La tige 163 comporte des gorges de blocage 162 semblables aux gorges de blocage 96 formées sur le corps de rivet 86 et, en outre, elle comporte une partie de tige ou de traction 164 creusée de gorges de traction 166 dans lesquelles peuvent pénétrer les mâchoires de blocage 162 du mécanisme de rivetage 120. Entre les gorges de blocage 162 et les gorges de traction 166, la tige 163 comporte la gorge 168 formant le collet de rupture usuel. Le rivet 154 com porte également une bague 170, qui est supportée sur la tige 163 en un endroit où elle s'étend autour des gorges de blocage 162 et où une de ses extré mités porte contre la plaque 158.
Lorsque le mécanisme 10a est dans la position illustrée sur la fig. 9, les mâchoires 140 entourent la bague 170 et les surfaces inclinées 148 des mâ choires sont en contact avec l'extrémité extérieure 172 .de la bague 170 de manière à la maintenir con tinuellement contre la plaque adjacente 158. Les mâ choires de préhension 128 sont en prise avec la tige 160 à l'endroit des gorges de traction 166 et, quand on actionne le mécanisme de rivetage 120 pour rap peler les mâchoires 128, une traction est exercée sur la tige 160. La force de réaction à cette traction s'exerce en sens inverse vers les mâchoires 140 par l'intermédiaire du manchon 122.
Par suite, ce der nier est déplacé vers la plaque 158 tandis que le chanfrein 124 du manchon glisse sur les surfaces 142 des mâchoires 140 pour les rapprocher progres sivement l'une de l'autre vers l'intérieur, comme il lustré sur la fig. 10.
Chaque mâchoire comporte une saillie 176, orien tée vers l'intérieur, qui, lorsque les mâchoires 140 sont déplacées vers l'intérieur, écrase ou sertit la bague 170 comme illustré sur la fig. 10, ce qui fait que la bague est progressivement sertie entre ses ex trémités contre la tige 163 à l'endroit des gorges de blocage 162. Grâce à ce sertissage, la bague 170 est bloquée à la tige 160 à l'endroit des gorges 162.
En continuant à se rapprocher de la plaque par suite de la traction exercée par les mâchoires 128 sur la tige 163, le manchon 122 pince ou écrase encore plus la bague 170, de sorte que la matière de la bague s'allonge axialement. Comme on le voit clairement sur les fig. 9, 10 et 11, les mâchoires 140 ont, vers l'extérieur des surfaces inclinées 148 et par rapport à la longueur de la bague 170, une longueur telle qu'il subsiste un jeu entre l'extrémité extérieure 144 des mâchoires 140 de la bague 132 et la plaque 158 au cours du sertissage de la bague 170.
Lorsque les mâchoires 140 exécutent leur mou vement de sertissage, leur surface inclinée 148 se déplace sur l'extrémité extérieure de la bague 170 de manière à y exercer continuellement la force dé sirée pour la maintenir contre la plaque 158.
La force de traction exercée sur la tige 160 as sure la traction désirée rapprochant les plaques 156 et 158, avant un commencement de sertissage de la bague 170. Après sertissage initial de cette dernière dans les gorges 162, le sertissage auquel la bague continue à être soumise allonge celle-ci entre les gor ges 162 et la plaque 158. Du fait que la bague porte contre la plaque 158 et la tige 160 à l'endroit des gorges 162, cet allongement de la bague a pour effet d'exercer une force de traction sur la tige entre la tête de la tige et les gorges 162. En d'autres ter mes, la bague 170 est allongée et, de ce fait, elle étire la tige 160 et y applique une charge préalable de traction.
La traction poursuivie exercée sur les mâchoires 128 provoque la rupture usuelle de la queue 163 à l'endroit de la gorge 168 formant collet de rupture. On obtient cette suite de fonctionnements simplement en formant la bague 170 d'une matière ayant la dureté requise sans exiger de profils de ba gues spéciaux de maintien à distance, comme c'est le cas dans la plupart des riveuses actuellement en usage. Si la matière de la bague est trop tendre, il peut se faire que la bague soit sertie dans les gorges de blocage de la tige avant que les plaques à relier aient été étroitement attirées l'une contre l'autre ou avant que la tige ait été entièrement attirée dans les trous des plaques.
Si la bague 160 est trop dure, elle peut se rompre prématurément avant l'obtention du sertissage désiré. La description qu'on vient de faire permet de voir qu'on a conçu dans la présente invention des mécanismes de sertissage 10 et 10a pour appliquer une bague à une tige d'un rivet. Il est évident que l'utilisation des mécanismes 10 et 10a n'est pas limi tée à une forme particulière de bague. En consé quence, il n'est pas nécessaire d'utiliser des bagues spécialement formées, quand on pose des rivets avec les mécanismes 10 et 10a.
En outre, du fait que les mécanismes ne sont pas limités à une utilisation avec une forme particulière de rivet, on peut les utiliser facilement pour sauver des bagues mal serties qui ont été appliquées avec des mécanismes de pose de rivets de type ordinaire.
On tient à souligner que bien qu'on ait décrit le mécanisme 10 de pose de rivets particulièrement en vue de son utilisation avec le pistolet 12, il est utile avec n'importe quel outil capable d'exercer une trac tion sur le plongeur 74 pour contracter les mâchoires 60. De même, le mécanisme 10a est utilisable avec n'importe quel dispositif de pose de rivets pouvant en même temps exercer une traction sur la tige 160 et contracter les mâchoires 140.