EP0523134B1 - Outil de rivetage utilise pour assembler des toles - Google Patents

Outil de rivetage utilise pour assembler des toles Download PDF

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EP0523134B1
EP0523134B1 EP91907385A EP91907385A EP0523134B1 EP 0523134 B1 EP0523134 B1 EP 0523134B1 EP 91907385 A EP91907385 A EP 91907385A EP 91907385 A EP91907385 A EP 91907385A EP 0523134 B1 EP0523134 B1 EP 0523134B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
die
clinching
forming elements
clinching apparatus
punch
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP91907385A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0523134A1 (fr
EP0523134A4 (en
Inventor
Edward Leslie Theodore Webb
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Publication of EP0523134A4 publication Critical patent/EP0523134A4/en
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/03—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal otherwise than by folding
    • B21D39/031—Joining superposed plates by locally deforming without slitting or piercing

Definitions

  • the present invention relates to fastening tools and in particular to a clinching apparatus for and to a method of joining overlapping portions of sheet material without the need for independent fastening elements such as rivets or nails according to the preambles of claims 1 and 31.
  • clinching tools usually comprise a punch operable in conjunction with a complementary die to plasticly deform the overlapping portions of metal and form a clinch which fastens the sheets together.
  • One such device includes a multi-segmented die bounded by a flexible restraining band permitting the die to resiliently open during the clinching operation. In the open configuration, however, particulate debris is permitted to migrate into the clearances between adjacent die segments. Repeated use causes the die to become clogged which prevents efficient operation of the tool.
  • Known clinching tools also suffer from an additional problem in that the wall thickness of the sheet material in the vicinity of the neck of the clinch tends to be significantly reduced because of the way in which the metal is extruded into the die.
  • the wall thickness in the region of the clinch can be reduced by in excess of 80% of the nominal gauge thickness of the metal, which significantly reduces the maximum shear strength of the clinch.
  • the joint so formed is highly stressed in the vicinity of the clinch and therefore more susceptible to corrosion which directly affects the longevity of the joint. In many applications, for example in the building industry, these problems have prevented the widespread commercial acceptance of clinching as a viable means of assembly and construction in sheet metal because of the resultant difficulty encountered in meeting stringent safety requirements.
  • Patent Specification GB-A-2069394 describes a clinching apparatus and a method of clinching according to the pre-characterising part of claims 1 and 31.
  • such apparatus has a multi-segmented top die whose segments are integral with one another and remain slightly spaced apart from one another in the closed configuration. Further, the segments are maintained passively in the closed configuration, and move resiliently away from one another in the open configuration. This die suffers from clogging as described above. This problem is mitigated by the present invention by having the forming elements of the die as discrete elements which are positively forced by the guide into close abutment to define an effectively continuous peripheral surface to the interior of the die.
  • the floating lower die does not effect a flattening and flaring of the clinch upon withdrawal of the punch and prior to disengagement of the clamping means.
  • This is a highly advantageous aspect of the present invention which increases the degree of mechanical interlocking of the sheets prior to release of the clamping means.
  • Patent Specification JP-A-62-148034 discloses a top die similar to that claimed in claim 1. However, it uses a fixed bottom die and thus cannot provide the flattening and flaring effect provided by the present invention.
  • a clinching apparatus 1 for joining overlapping portions of sheet material 2 includes a top die 3 comprising a plurality of discrete mutually opposed forming elements in the form of complementary collets 5.
  • the apparatus further includes guide means in the form of guide block 10 disposed within body 11 and defining an outwardly diverging frusto-conical socket 12.
  • the collets 5 together define a complementary frusto-conical outer surface 15 nestably engageable with conical socket 12 of the guide block 10. In this way, movement of the top die into the socket forces the collets into close abutment in a closed configuration (as shown in figure 2) to define a void 16 bounded by an effectively continuous peripheral surface 17.
  • the sides of the socket 12 are preferably inclined at an angle of around 10° to the vertical.
  • this angle can be varied to suit particular applications and material types and thicknesses. For example, with higher loads it is envisaged that an angle of around 15° would be used.
  • a selectively operable punch 20 having a domed head acts in conjunction with die 3 to force the sheet metal 2 into the void 16 to form a clinch 21 securely fastening the overlapping sheets together.
  • the clinch 21 is released from the die by movement of the collets outwardly from the guide block toward the open configuration.
  • a floating bottom die member 22 coaxial with punch 20 is mounted for limited independent axial sliding movement within body 11 and between collets 5 to define a lower boundary 23 of the void 16.
  • the degree of axial sliding movement is passively controlled by bias means in the form of a first deformable compression element 25 of controlled resiliency disposed intermediate the body 11 and the floating bottom die 22.
  • the resilient compression element 25 preferably has a definite end point beyond which substantially no further compressive deformation is possible, and provides a restoring force tending to urge the floating die upwardly toward the void.
  • a second resilient annular compression element 26 is disposed effectively between the guide block 10 and a stepped shoulder of the body 11.
  • Resilient compression elements 25 and 26 together provide a limited degree of independent relative movement between top die 3, guide block 10, floating bottom die 22, and body 11, thereby to accommodate surface irregularities in the sheet material and provide a degree of gauge tolerance for the tool.
  • an additional compression element 27 may also be interposed effectively between the floating die and the guide block if required.
  • the resilient elements are preferably formed from a suitable material such as urethane which can be appropriately trimmed or “tuned” to provide the required degree of resilient deformation.
  • suitable material such as urethane which can be appropriately trimmed or “tuned” to provide the required degree of resilient deformation.
  • packing elements or other means such as an adjustably damped viscous hydraulic circuit, or a compressible fluid or a spring, could also be used.
  • the floating die is urged upwardly toward the void by a spring biased conical wedge member acting against complementary split collets abutting the lower surface of the floating die, as described in more detail below.
  • the bias means may also comprise positive drive means such as an hydraulic cylinder acting in conjunction with a tapered wedge member as will be described below in relation to figure 10 whereby the floating bottom die may be actively driven upwardly into the void during the latter part of the clinching cycle to increase the "mushrooming" effect by flaring the neck of the clinch as the sheet material is driven into the void by the punch.
  • the positive drive means also assists in automatically releasing the clinch from the die.
  • the apparatus further includes independently operable clamping means 30 to firmly clamp the sheet material between the punch and the die during the clinching operation.
  • the clamping means includes a press having reciprocable clamping member 32 defining a generally annular clamping surface 33 coaxial with the punch 20 and cooperable with a corresponding opposed upper surface 35 of the top die 3. Selective actuation of the clamping press forces clamping member 32 downwardly toward die thereby securely clamping the sheet material between annular clamping surface 33 and the corresponding upper surface 35 of the die. This clamping action simultaneously drives the collets downwardly into the socket 12 formed in the guide block to tightly close the die prior to independent actuation of the punch to form the clinch.
  • the clamping member is preferably formed with an outwardly protruding convex clamping surface incorporating a protruding annular shoulder 37 to urge material into the void during the clamping operation and thereby enhance the strength of the resultant clinch.
  • the die also includes restraining means to limit the maximum axial excursion of the collets with respect to the guide block.
  • the restraining means in the embodiments of figures 1 and 4 comprises a pair of mutually opposed locating lugs 40 extending radially inwardly from the guide block into the conical socket 12 and engaging corresponding over-sized apertures 41 formed in the respective collets. This provides a limited degree of free play between the collets and the guide block, corresponding to the radial clearance defined between locating lugs 40 and respective apertures 41.
  • the extreme positions of the collets relative to the guide block correspond respectively to the open and closed configurations of the die.
  • the retaining means comprises a circlip 42 extending around a lower cylindrical neck portion 43 of the die.
  • the maximum axial excursion of the die in the second direction corresponds to the point at which the circlip abuts the lower surface of the guide block, which is retained within the body with an interference fit.
  • the circlip also serves to keep the die together and operating efficiently, particularly in embodiments where the die comprises three or more forming elements or collets, such as that as shown in figure 6.
  • the clinching apparatus is preferably operated by an independent multi-cylinder actuating device 45 including a first piston 46 reciprocably moveable by a first hydraulic or pneumatic cylinder 47 and a second piston 48 reciprocably moveable independently of the first piston 46 by a second hydraulic or pneumatic cylinder 49.
  • the outer surface 50 of the first piston 46 forms a common inner surface of the second cylinder 49 such that the toroidal operating volume 51 of the second cylinder 49 is defined partly by the first piston.
  • the actuating device 45 acts in cooperation with the clinching apparatus whereby the first piston 46 operates the punch 20 and the second piston 48 independently operates the clamping member 32.
  • the independence of the punch cylinder 47 in relation to the clamping cylinder 49 permits a varying depth of clinch in the overlapping sheets related to sheet thickness and material type, which again increases the guage tolerance of the tool.
  • the actuating device and clinching tool are held in relative coaxial alignment by a generally C-shaped steel support frame 52 as shown in figure 10, whereby the integrated clinching assembly can be conveniently transported and used by a single operator.
  • the overlapping portions of sheet material are first inserted between the punch and the top die as best seen in figure 1.
  • the clamping press is then actuated to clamp the sheet material between clamping surface 33 of the press and complementary upper surface 35 of the top die, and simultaneously wedge the collets tightly into the guide block to close the die.
  • the clamping action also forces the overlapping sheets together into close abutment prior to actuation of the punch to ensure that an effective clinch is formed even in the event of local irregularities or surface defects in the sheet metal.
  • the punch is then actuated by the first piston 46 under the action of hydraulic cylinder 47 to force the sheet material downwardly into void 16 and outwardly into forming engagement with peripheral surface 17 of the top die thereby to form the clinch 21.
  • the internal void angle ⁇ (figure 8) defined by peripheral surface 17 is preferably in the range of around 5° to 50° to maximise the "mushrooming" effect, particularly in softer materials.
  • a three or four element die such as that shown in figure 6 is preferred in applications requiring higher internal void angles to facilitate release once the clinch has been formed. Additionally, the clamping press prevents undesirable local distortion of the metal immediately adjacent the joint during the formation of the clinch and thereby further contributes to the resultant strength of the joint.
  • the forming action of the punch simultaneously drives floating bottom die 22 downwardly in the first direction against an opposing force provided by the first compression element 25.
  • the guide block is provided with a limited degree of relative movement with respect to the body by means of the second resilient compression elements 26 or 27 to accommodate slight variations in gauge thickness and compliance of the sheet metal.
  • the punch 20 is firstly withdrawn whereupon the first resilient compression element 25 provides a restoring force tending to urge the floating bottom die 22 upwardly toward the void against the lower face of the clinch.
  • the upwardly directed force on the top die is reacted by the clamping assembly such that the die collets are held in the closed position. This action tends to flatten the clinch and further flare the neck outwardly within the void so as to increase the degree of interlocking engagement between the overlapping sheets and thereby maximise the strength of the joint.
  • the clamping press is subsequently withdrawn in the second phase of what is essentially a two stage release cycle, whereby the then unrestrained restoring force provided by the resilient compression element(s) tends to urge the collets upwardly, away from the guide block and into the open configuration.
  • This action provides an ejecting force tending automatically to release the clinch from the die.
  • the maximum upward excursion of the collets in the second direction is limited by retaining lugs 40 acting in conjunction with respective apertures 41 which together define the open configuration for the die.
  • this arrangement provides the dual advantages of increased interlocking engagement provided by the outwardly converging tapered configuration of the void and the flaring function of the bottom die lacking in known fixed die devices, together with positive lateral dimensional control and a simple automatic release mechanism to increase the throughput in high rate production applications.
  • This obviates the need for an independent releasing step which in some prior art devices can require a stripping force of the same order of magnitude as the shear strength of the joint.
  • the position of the floating die, the guide block, and the collets can be conveniently adjusted relative to the body by means of threaded adjustment plug 55 to accommodate sheet metal of varying thickness.
  • the end point of the compression provided by the resilient packing elements can be conveniently adjusted by the incorporation of tuning slots or varying the available volume into which the resilient elements can expand.
  • the floating die is urged upwardly toward the void by a transverse spring biased conical wedge member 62 engaging complementary split collets 63 which abuttingly engage a lower surface 64 of the floating die.
  • Compression spring 65 resiliently deforms to accommodate a degree of axial displacement of the floating die during the clinching cycle, and subsequently applies a corresponding restoring force to flare the clinch within the void.
  • the position of the conical wedge member can be conveniently tuned using adjustment nuts 66.
  • the passive resilient compression elements may be supplemented or replaced by positive drive means 70 such as an hydraulic cylinder 71 operable in conjunction with the tapered conical wedge member 62 and a suitable control system (not shown) whereby the floating die is actively driven upwardly into the void at the appropriate stage during the clinching cycle.
  • positive drive means 70 such as an hydraulic cylinder 71 operable in conjunction with the tapered conical wedge member 62 and a suitable control system (not shown) whereby the floating die is actively driven upwardly into the void at the appropriate stage during the clinching cycle.
  • this action tends to flatten the clinch and simultaneously flare the neck outwardly into the void to further increase the degree of interlocking engagement between overlapping sheets. It can also serve as an automatic release mechanism.
  • the conical wedge member 62 and split collets 63 are disposed symmetrically within the body so that the apparatus can be readily adapted to simultaneously operate a second opposed die assembly (not shown) for simultaneously clinching spaced apart beam flanges, for example. Again in this embodiment, the position and limits of excursion can be adjusted by nuts 66.
  • the collets may be configured to define a plurality of lobes 80 in the die which effectively prevent relative rotation of the sheet material around the clinch. It will be appreciated, however, that any suitable non-circular die shapes, for example polygonal or elliptical, can be used to achieve this result.
  • the unique configuration of the collets, guide block, floating die and body are such that the wall thickness in the vicinity of neck of the clinch can approach 90% or more of the nominal gauge thickness of the sheet metal. This significantly increases the shear strength of the clinch relative to known devices and also provides a corresponding increase in corrosion tolerance. It has been found that the shear strength of a clinch formed by the invention can approach the maximum material strength of the constituent metal which represents a significant improvement over the prior art.
  • Table "A” below shows preliminary test data for a clinching tool embodying the present invention and results obtained from a comparable prior art device. Controlled tests were conducted on samples prepared from elongate flat strips of sheet steel effectively 0.750 inches wide in a variety of thicknesses and joint configurations as outlined in the table. Overlapping strips were clinched to form samples of 100 mm effective overall length which were then tested to destruction in a tensile testing machine to determine the effective shear strengths of the joints.
  • the invention has particular advantage in its application to the housing, construction and building service industries in which steel frame fabrication is beginning to take a prominent place over more conventional construction techniques.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)
  • Dovetailed Work, And Nailing Machines And Stapling Machines For Wood (AREA)

Abstract

Appareil de rivetage (1) utilisé pour assembler des parties de tôle (2) se chevauchant. L'appareil comprend une matrice (3) comportant une pluralité d'éléments de formage séparés (5). Des moyens de guidage forcent les éléments de formage (5) à venir en aboutement étroit dans une configuration fermée en réponse à un mouvement de ces derniers dans un premier sens afin de définir un vide (16) limité par une surface périphérique continue (17), et afin de permettre aux éléments de formage (5) de s'écarter dans une configuration ouverte en réponse à leur mouvement dans un second sens opposé. L'appareil comprend également un poinçon (20) fonctionnant conjointement avec la matrice (3) pour forcer la tôle (2) dans la cavité (16) afin de former un rivet (21) fixant les unes contre les autres les parties se chevauchant. Le rivet (21) est libéré de la matrice (3) par le mouvement des éléments de formage (5) dans le second sens, vers la configuration ouverte.

Claims (31)

  1. Appareil de sertissage pour joindre des portions de tôle qui se chevauchent, ledit appareil comportant:
    une matrice supérieure (3) comportant une pluralité d'éléments de façonnage (5) présentant une configuration fermée définissant une région vide (16) limitée par une surface périphérique (17) et adaptés à se séparer dans une configuration ouverte pour permettre l'expulsion de la tôle de la région vide après le sertissage,
    une matrice inférieure flottante (22) disposée de façon centralisée définissant une limite inférieure de ladite région vide et montée pour un déplacement coulissant axial intermédiaire desdits éléments de façonnage (5),
    un poinçon (20) actionnable sélectivement conjointement avec lesdites matrices (3, 22) pour forcer la tôle (2) dans la région vide (16) de manière à former une fixation de sertissage desdites portions qui se chevauchent et à déplacer ainsi la matrice inférieure (22) dans une première direction,
    un moyen de blocage (30) enclenchable indépendamment du poinçon (20) pour bloquer la tôle (2) contre une surface supérieure correspondante de la matrice supérieure (3) avant le fonctionnement du poinçon,
    et un moyen de charge préliminaire (25) pour contrôler le déplacement de la matrice inférieure (22) dans la première direction lors du fonctionnement du poinçon (20) et par la suite de fournir une force de rappel forçant la matrice inférieure (22) dans une deuxième direction opposée après un déplacement axial dans la première direction pour fournir une force d'expulsion pour forcer les éléments de façonnage (5) à se déplacer dans la configuration ouverte lors du désenclenchement du moyen de blocage (30) pour relâcher le sertissage,
    caractérisé en ce que:
    la matrice supérieure (3) comporte une pluralité d'éléments de façonnage (5) discrets qui dans la configuration fermée sont dans une butée serrée pour définir une surface périphérique (17) effectivement continue à ladite région vide (16),
    des moyens de guidage (10) sont fournis qui sont adaptés pour forcer lesdits éléments de façonnage (5) dans ladite configuration fermée en réponse au déplacement desdits éléments de façonnage dans la première direction par un enclenchement du moyen de blocage (30) et adaptés pour permettre aux éléments de façonnage de se séparer dans la configuration ouverte en réponse au déplacement desdits éléments de façonnage dans la deuxième direction lors du désenclenchement du moyen de blocage, et
    le moyen de charge préliminaire (25) agit sur la matrice inférieure (22) conjointement avec le moyen de blocage (30) et la matrice supérieure (3) pour effectuer un aplatissement et un évasement du sertissage lors de l'enlèvement du poinçon et avant le désenclenchement du moyen de blocage.
  2. Appareil de sertissage selon la revendication 1, dans lequel le moyen de guidage comporte un bloc de guidage (10) disposé à l'intérieur d'un corps (11) et définissant une douille généralement à cône tronqué (12) s'écartant vers l'extérieur.
  3. Appareil de sertissage selon la revendication 2, dans lequel lesdits éléments de façonnage (5) comportent au moins deux collets complémentaires définissant ensemble une surface extérieure généralement à cône tronqué (15) enclenchable de manière coulissante avec la douille (12) du bloc de guidage de manière à ce que le déplacement des collets (5) dans la douille (12) dans la première direction force les collets à être serrés ensemble dans la configuration fermée, et le déplacement des collets (5) vers l'extérieur depuis la douille (12) dans la deuxième direction opposée permet aux collets de se séparer vers la configuration ouverte pour relâcher le sertissage de la matrice.
  4. Appareil de sertissage selon la revendication 2 ou la revendication 3, dans lequel un côté de la douille conique (12) est incliné à un angle entre approximativement 5° et 30° vers un axe longitudinal de la douille.
  5. Appareil de sertissage selon la revendication 4, dans lequel le côté de la douille conique (12) est incliné à un angle entre approximativement 8° et 15° vers ledit axe longitudinal.
  6. Appareil de sertissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface périphérique (17) du vide (16) converge dans la deuxième direction et définit un angle interne entre approximativement 5° et 50° vers ledit axe longitudinal.
  7. Appareil de sertissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit poinçon (20) est formé d'une tête bombée.
  8. Appareil de sertissage selon la revendication 1, dans lequel ledit moyen de charge préliminaire comporte un moyen de compression élastique (25) présentant un point d'extrémité bien défini au-delà duquel une déformation sous compression supplémentaire n'est pas réalisable.
  9. Appareil de sertissage selon la revendication 8, dans lequel le moyen de compression élastique comporte un premier élément de compression élastique disposé effectivement entre le corps (11) et la matrice inférieure (22).
  10. Appareil de sertissage selon la revendication 9, comprenant en outre un deuxième élément de compression élastique (26) disposé effectivement entre le bloc de guidage (10) et la matrice inférieure (22) pour permettre un certain degré de déplacement relatif indépendant entre la matrice supérieure (3), le bloc de guidage (10), la matrice inférieure (22), et le corps (11), accommodant ainsi les irrégularités de la surface dans la tôle (2) et fournissant un certain degré de tolérance de jauge.
  11. Appareil de sertissage selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel les moyens de compression élastiques (25,26) sont formés de luréthane (1).
  12. Appareil de sertissage selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel le moyen de compression élastique comporte un fluide compressible.
  13. Appareil de sertissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel ledit moyen de charge préliminaire comporte un moyen d'entraînement positif (70) disposé de manière à ce que la matrice inférieure (22) soit entraînée activement vers le vide (16) durant un cycle de sertissage pour aplatir et évaser le sertissage.
  14. Appareil de sertissage selon la revendication 13, dans lequel ledit moyen d'entraînement (70) comporte un actionneur hydraulique ou pneumatique (71) coopérable avec un élément de cale effilé (62), de sorte que la matrice inférieure (22) soit forcée vers le vide (16).
  15. Appareil de sertissage selon la revendication 13 ou 14, comportant en outre un moyen de contrôle adapté pour actionner ledit moyen d'entraînement (70) à un point prédéterminé durant le cycle de sertissage.
  16. Appareil de sertissage selon l'une quelconque des revendications 2 à 15, comportant en outre un moyen de retenue (40) pour limiter l'excursion axiale maximum des éléments de façonnage (5) dans la deuxième direction par rapport au bloc de guidage (10).
  17. Appareil de sertissage selon la revendication 16, dans lequel ledit moyen de retenue comporte une pluralité d'oreilles de positionnement (40) s'étendant vers l'intérieur depuis le bloc de guidage (10) jusque dans la douille conique (12) et enclenchant respectivement une pluralité d'ouvertures surdimensionnées (41) correspondante dans les éléments de façonnage (5) respectifs pour fournir un degré limité de jeu libre dans la première et la deuxième directions, correspondant à l'espace intermédiaire radial défini entre les oreilles de positionnement (40) et les ouvertures respectives (41).
  18. Appareil de sertissage selon la revendication 16, dans lequel le moyen de retenue comporte un circlip (42) entourant les éléments de façonnage (5) et faisant saillie radialement d'une extrémité reculée (43) de la matrice supérieure (3), de sorte que l'excursion axiale maximum de la matrice dans la deuxième direction corresponde à un point auquel le circlip butte contre une surface de butée correspondante du bloc de guidage (10).
  19. Appareil de sertissage selon la revendication 18, dans lequel le bloc de guidage (10) est retenu à l'intérieur du corps (11) par un joint à ajustement serré.
  20. Appareil de sertissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit moyen de blocage comporte une presse présentant un élément de blocage (32) définissant une surface de blocage généralement annulaire (33) coaxiale au poinçon (20) et disposée d'une manière telle que l'actionnement sélectif de la presse de blocage force l'élément de blocage (32) vers la matrice, bloquant ainsi la tôle (2) entre la surface de blocage (33) et la surface supérieure de la matrice supérieure (3) et simultanément forçant les éléments de façonnage (5) dans le bloc de guidage (10) pour fermer la matrice supérieure (3) avant l'actionnement du poinçon (20) pour former le sertissage.
  21. Appareil de sertissage selon la revendication 20, dans lequel la surface de blocage (33) a généralement une configuration convexe.
  22. Appareil de sertissage selon la revendication 21, dans lequel la surface de blocage (33) incorpore une épaule généralement annulaire (37) faisant saillie vers l'extérieur entourant le poinçon (20) pour forcer la tôle dans le vide.
  23. Appareil de sertissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le vide (16) définit par la matrice supérieure (3) a une configuration en coupe transversale non circulaire, de manière à ce que le sertissage empêche une rotation relative des portions de tôle qui se chevauchent.
  24. Appareil de sertissage selon la revendication 23, dans lequel le vide incorpore au moins un bossage (80) ou une saillie pour former un sertissage adapté pour résister à une rotation relative des portions de tôle qui se chevauchent.
  25. Appareil de sertissage selon la revendication 23 ou la revendication 24, dans lequel le vide (16) a généralement une configuration en coupe transversale polygonale.
  26. Appareil de sertissage selon l'une quelconque des revendications 23 à 25, dans lequel la matrice (3) comporte au moins quatre collets (5) complémentaires.
  27. Appareil de sertissage selon la revendication 26, dans lequel les extrémités reculées des collets (5) forment ensemble une portion d'extrémité cylindrique de la matrice supérieure adaptée pour un enclenchement coulissant à l'intérieur d'une douille cylindrique complémentaire à l'intérieur du bloc de guidage (10) et dans lequel les collets sont tenus ensemble par un circlip (42).
  28. Ensemble de sertissage comportant un appareil de sertissage selon l'une quelconque des revendications précédentes et un dispositif d'actionnement à plusieurs cylindres comprenant un premier élément d'application de force (46) déplaçable réciproquement par un premier cylindre de fluide (47), et un deuxième élément d'application de force (48) déplaçable réciproquement indépendamment dudit premier élément par un deuxième cylindre de fluide (49), une surface extérieure (50) dudit premier élément formant une surface intérieure dudit deuxième cylindre de manière à ce qu'un volume d'actionnement (51) dudit deuxième cylindre est défini partiellement par ledit premier élément, le premier élément d'application de force (46) actionnant le poinçon (20) et le deuxième élément d'application de force (48) actionnant indépendamment le moyen de blocage (30).
  29. Ensemble de sertissage selon la revendication 28, dans lequel le premier élément d'application de force actionne le poinçon et le deuxième élément d'application de force actionne indépendamment le moyen de blocage.
  30. Ensemble de sertissage selon la revendication 29, dans lequel le dispositif d'actionnement et l'appareil de sertissage sont maintenus dans un alignement coaxial relatif par un cadre de support généralement en forme de C.
  31. Procédé pour joindre des portions de tôle qui se chevauchent dans un appareil de sertissage, ledit procédé comportant les étapes suivantes:
    enclencher le moyen de blocage (30) pour bloquer lesdites portions de tôle (2) qui se chevauchent contre une surface supérieure d'une matrice supérieure (3), ladite matrice supérieure comportant une pluralité d'éléments de façonnage (5) dans une configuration fermée définissant une région vide (16) limitée par une surface périphérique (17),
    actionner un poinçon pour forcer la tôle (2) dans le vide (16) de manière à former une attache de sertissage desdites portions qui se chevauchent ensemble et déplaçant ainsi une matrice inférieure flottante (22) dans une première direction,
    contrôler le déplacement de la matrice inférieure (22) dans la première direction lors du fonctionnement du poinçon (20) par une force de rappel pourvue d'un moyen de charge préliminaire (25),
    retirer le poinçon (20) de manière à ce que la force de rappel pourvue du moyen de charge préliminaire (25) force la matrice inférieure (22) dans une deuxième direction opposée, et
    désenclencher le moyen de blocage (30) de sorte que ledit moyen de charge préliminaire (25) fournisse une force d'expulsion sur la matrice inférieure (22) déplaçant les éléments de façonnage (5) dans une configuration ouverte, relâchant ainsi le sertissage,
    caractérisé en ce que:
    la matrice supérieure (3) comporte une pluralité d'éléments de façonnage (5) discrets qui dans la configuration fermée sont dans une butée serrée pour définir une surface périphérique (17) effectivement continue à ladite région vide (16),
    la matrice supérieure (3) est forcée dans ladite configuration fermée par le moyen de guidage (10) en réponse au déplacement desdits éléments de façonnage (5) dans la première direction par un enclenchement du moyen de blocage (30), le moyen de guidage (10) permettant aux éléments de façonnage (5) de se séparer dans la configuration ouverte en réponse au déplacement desdits éléments de façonnage dans la deuxième direction lors du désenclenchement du moyen de blocage (30), et
    le moyen de charge préliminaire (25) agit sur la matrice inférieure (22) conjointement avec le moyen de blocage (30) et la matrice supérieure (3) pour effectuer un aplatissement et un évasement du sertissage lors de l'enlèvement du poinçon (20) et avant le désenclenchement du moyen de blocage (30).
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