EP4103359B1 - Outil et procédé de sertissage d'un élément sur un support - Google Patents

Outil et procédé de sertissage d'un élément sur un support Download PDF

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EP4103359B1
EP4103359B1 EP21703953.6A EP21703953A EP4103359B1 EP 4103359 B1 EP4103359 B1 EP 4103359B1 EP 21703953 A EP21703953 A EP 21703953A EP 4103359 B1 EP4103359 B1 EP 4103359B1
Authority
EP
European Patent Office
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fluid
rod
main valve
valve
crimping
Prior art date
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Active
Application number
EP21703953.6A
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German (de)
English (en)
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EP4103359C0 (fr
EP4103359A1 (fr
Inventor
Valentin HIS
Bertrand CUAZ
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Bollhoff Otalu SA
Original Assignee
Bollhoff Otalu SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Bollhoff Otalu SA filed Critical Bollhoff Otalu SA
Publication of EP4103359A1 publication Critical patent/EP4103359A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP4103359B1 publication Critical patent/EP4103359B1/fr
Publication of EP4103359C0 publication Critical patent/EP4103359C0/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B21J15/105—Portable riveters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B21J15/16—Drives for riveting machines; Transmission means therefor
    • B21J15/22—Drives for riveting machines; Transmission means therefor operated by both hydraulic or liquid pressure and gas pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B27/00—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for
    • B25B27/0007—Tools for fixing internally screw-threaded tubular fasteners
    • B25B27/0014—Tools for fixing internally screw-threaded tubular fasteners motor-driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423—Component parts; Constructional details
    • F15B15/1447—Pistons; Piston to piston rod assemblies

Definitions

  • the invention relates to the crimping of an element on a support, and more particularly the crimping of a crimp nut.
  • a crimp element is an assembly component intended to secure a part to a support.
  • a crimping element may be a nut, a rivet or a stud; and the support can be a plate.
  • a nut is a hollow tapped part, that is to say which has an internal thread, intended to be fixed to another threaded part.
  • a rivet is a deformable element without a thread.
  • a stud is a solid threaded part, that is to say which has an external thread.
  • a crimping element comprises a head and a deformable body to form a crimping bead so as to crimp the element on the support, the crimping bead making it possible to wedge the support between the head of the element and the bead crimping.
  • crimp elements are crimped onto supports before final assembly.
  • assembly components are crimped using a crimping tool that can be operated manually or mounted on a robot.
  • certain parts assembly lines cannot be equipped with a robot and it is then necessary to use a manually operated crimping tool.
  • Some assembly lines are modular to allow better flexibility for complex assemblies, or in the case of preparation, and are less automated. This is the case, for example, where the operator must follow the progress of the assembly to carry out the crimping operation, or during operations on site.
  • WO2008/132576 discloses a pneumatic and hydraulic riveter, comprising a pneumatic motor which rotates a threaded tie rod so as to engage the threaded tie rod with an axial hole tapped with a rivet, a hydraulic system which communicates an axial translation to the motor group, to translate the threaded tie rod and crimp the rivet on a wall.
  • the hydraulic system includes a primary piston housed in a first cylinder containing a liquid and which compresses the liquid of the hydraulic system.
  • the riveter further comprises a pneumatic system powered by a source of compressed air, and a trigger valve which directs compressed air, through a supply conduit, towards a second pneumatic cylinder to cause a rise of the primary piston, with compression of a return spring connected to the primary piston, which causes the compression of the liquid and starts the axial translation of the motor/tie rod group. Then, when the maximum liquid pressure is reached, the air contained in the pneumatic cylinder resumes its journey in the opposite direction in the supply conduit. The escape of air from the pneumatic cylinder is favored by the relaxation of the return spring which returns the primary piston to the initial position.
  • this riveter is not sufficiently precise, particularly on the value of the axial force generated on the tie rod, and therefore on the rivet. Indeed, the movement of the primary piston must be carried out with a significant effort to simultaneously move the primary piston, translate the threaded tie rod and compress the return spring. This significant effort must be greater than the resistance force generated by the return spring, which leads to friction on the primary piston and a lack of precision of the riveter.
  • the document GB 1569570 discloses a hydraulic pressure generating apparatus intended for riveting operations.
  • the apparatus comprises a hydraulic pressure generator, control means for controlling the operation of the generator and a Venturi device whose vacuum branch is connected to the control means to supply a reduction in pneumatic pressure.
  • the two ends of a double-acting pneumatic piston are connected to two outputs of a valve connected to the actuation button of the riveting device to trigger the movement of the riveting rod.
  • An object of the invention consists of overcoming these drawbacks, and more particularly of providing means of crimping an element on a support which is precise and rapid.
  • a tool for crimping an element onto a support according to claim 1.
  • the main valve is connected to the second compartment, and is further configured to direct the second fluid into the second compartment to to move the piston so as to reduce the pressure of the first fluid to cause movement of the rod in a direction opposite to the crimping direction.
  • the proposed crimping tool allows better control of the power supplied to move the rod.
  • the tool makes it possible to control the increase in the pressure of the first fluid, in particular thanks to the fact that the same fluid is used to move the piston.
  • Such a tool allows greater speed in the crimping operation.
  • the tool comprises an output terminal adapted to allow exhaust of the second fluid and connected to the main valve, the main valve comprising a member mounted movable between a rest position in which the second compartment is coupled to the inlet terminal and the first compartment is coupled to the output terminal, and an active position in which the first compartment is coupled to the input terminal and the second compartment is coupled to the output terminal.
  • the tool also includes a trip valve connected to the input terminal and the main valve member through a supply conduit, and wherein the trigger valve is configured to connect the supply conduit with the input terminal in order to move the main valve member into its active position.
  • the main valve includes a resilient member connected to the main valve member and configured to move the main valve member to its rest position when a pressure of the second fluid exerted on the main valve member is less to a pressure exerted by the elastic element on the member of the main valve.
  • the tool finally comprises a detection valve connected to the supply conduit, to the first fluid, and to the member of the main valve by an auxiliary conduit, and in which the detection valve is configured to connect the auxiliary conduit with the supply conduit, when a pressure of the first fluid is greater than a threshold, in order to move the main valve member into its rest position.
  • the rod can be threaded to be screwed to the element, the crimping tool comprising a motor capable of being actuated by the second fluid and coupled to the rod, a motor control valve connected to the input terminal, to the auxiliary conduit and to the motor through a control conduit, and wherein the motor control valve is configured to connect the control conduit with the input terminal, to drive the rod to rotate to unscrew the rod from the element.
  • the second chamber can be made of a material comprising polyester fibers.
  • the crimping tool 1 makes it possible to crimp the element 2, called crimpable, on any type of support 3.
  • L Element 2 can be a rivet fitted with a mandrel, or a nut or a stud.
  • the element 2 is a nut comprising a support head 4 and a deformable body 5, the deformable body 5 comprising an internal thread 6.
  • the tool 1 comprises a rod 7, a first chamber 8 containing a first fluid 9, a second chamber 10 containing a second fluid 11, a piston 12, also denoted main piston, an inlet terminal 13, and a main valve 14.
  • the crimping tool 1 comprises a body 15 within which the rod 7, the first chamber 8, the second chamber 10, the main piston 12 are housed.
  • the tool 1 further comprises an additional piston 16, denoted secondary piston.
  • the body 15 of the tool 1 comprises a head 17, a base 18 and an intermediate part 19 connecting the base 18 to the head 17.
  • the intermediate part 19 allows the tool 1 to be handled by a user .
  • the head 17 of the body 15 of the tool 1 extends longitudinally along a longitudinal axis A, and further comprises an installation nose 20 located at one end of the head 17.
  • the first chamber 8 comprises a first housing 21 located in the head 17 of the tool 1 and a second housing 22 located in the intermediate part 19.
  • the housings 21, 22 are connected to each other, that is to say they communicate with each other, directly or via an intermediate housing 23.
  • the rod 7, also called traction rod, is arranged partly in the first housing 21 of the first chamber 8.
  • the rod 7 is configured to cooperate removably with the element 2. That is to say that the rod 7 can be mechanically coupled and uncoupled with element 2.
  • the cooperation of rod 7 with element 2 makes it possible to crimp element 2 to support 3.
  • the rod 7 comprises a section provided with an external thread 24 intended to be screwed into the internal thread 6 of the element 2 of the nut type.
  • the rod 7 may include a tapping, that is to say an internal thread, to cooperate with an external thread of the element 2 of the stud type.
  • the rod 7 comprises jaws intended to cooperate with the mandrel of the element 2 of the rivet type.
  • the rod 7 is mounted movable in rotation and in translation relative to the longitudinal axis A.
  • the rod 7 extends along the longitudinal axis A and comprises a rear part 25 and a front part 26 on which the external thread 22 is formed.
  • the front part 26 is located opposite the rear part 25.
  • the tool 1 comprises a motor 27 and the rear part 25 of the rod 7 is mechanically coupled to the motor 27.
  • front and rear we mean the two ends of the head 17 of the body 15 of the tool 1 relative to the longitudinal axis A.
  • the front corresponds to the part of the head 17 illustrated on the left on the figure 1
  • the rear corresponds to the part of the head 17 illustrated on the right on the figure 1
  • the motor 27 and the rod 7 are arranged in the head 17 of the tool 1.
  • the motor 27 is configured to rotate the rod 7 around the longitudinal axis A, in particular to screw or unscrew the rod 7 with the element 2.
  • the rod 7 is mechanically coupled to the secondary piston 16.
  • the secondary piston 16 is housed in the first housing 21 of the first chamber 8.
  • the main piston 12 is mounted movably within the body 15 of the tool 1.
  • the main piston 12 comprises a body 28 in contact with the first fluid 9, and a head 29 coupled to the body 28.
  • the head 29 is mounted movably within the second chamber 10 and separates the second chamber 10 into a first compartment 30 and a second compartment 31.
  • the main piston 12 is mounted movable in translation along an axis of translation B
  • the translation axis B can be perpendicular or inclined, or even parallel, relative to the longitudinal axis A. In the embodiment illustrated on the figure 1 , the translation axis B is perpendicular to the longitudinal axis A.
  • the main piston 12 is intended to be moved in translation to compress the first fluid 9 so as to move the rod 7 backwards to crimp the element 2 on the support 3.
  • the main piston 12 is moved using the second fluid 11 and the main valve 14.
  • the input terminal 13 is adapted to be connected to a source of the second fluid 11.
  • the second fluid 11 is preferably a gas, for example air.
  • the air supplied by the source is preferably compressed.
  • the main valve 14 is connected to the first compartment 30, via a main conduit 32, and to the inlet terminal 13.
  • the main valve 14 is configured to direct the second fluid 11 into the first compartment 30 in order to move the main piston 12 so as to increase the pressure of the first fluid 9.
  • the increase in pressure of the first fluid 9 causes a movement of the rod 7 in a crimping direction, which makes it possible to crimp the element 2 to the support 3.
  • the first fluid 9 is preferably a liquid, for example oil.
  • the crimping direction is oriented towards the rear of the head 17 of the body 15 of the tool 1.
  • the body 28 of the piston 12 penetrates further into the first chamber 8 and increases the pressure of the first fluid 9.
  • the increase in pressure of the first fluid 9 causes a movement of the secondary piston 16 towards the rear of the head 17 of the tool 1.
  • the movement of the secondary piston 16 towards the rear causes a translational movement of the rod 7 cooperating with the element 2, along the longitudinal axis A, towards the rear of the head 17.
  • the translation of the assembly rod 7 and element 2 causes a deformation of the deformable body 5 of element 2 to crimp it to the support 3.
  • the movement of the rod 7 towards the rear of the head 17 of the tool 1 corresponds to the movement in the direction of crimping.
  • the translation of the rod 7 makes it possible to pull the element 2 which is mechanically coupled to the rod 7, so as to deform the deformable body 5.
  • the deformation of the body 5 of the element 2 forms a crimping bead, which makes it possible to carry out a crimping operation.
  • the crimping operation is the act of wedging the support 3 between the support head 4 and the crimping bead formed, which fixes the element 2 to the support 3.
  • the main valve 14 is connected to the second compartment 31, via a secondary conduit 33, and is further configured to direct the second fluid 11, supplied by the inlet terminal 13, into the second compartment 31 in order to move the main piston 12 so as to reduce the pressure of the first fluid 9.
  • the reduction in pressure of the first fluid 9 causes a movement of the rod 7 in a return direction, opposite to the crimping direction.
  • the main piston 12 is returned to its starting position.
  • the movements of the main piston 12 are driven under the action of the second fluid 11 and are controlled by the main valve 14.
  • the main valve 14 controls the movements of the main piston 12 in the first direction to compress the first fluid 9 or in a second direction opposite the first direction to allow a reduction in the pressure of the first fluid 9.
  • the first direction corresponds to a movement of the main piston 12 directed towards the head 17 of the tool 1
  • the second direction corresponds inversely to a movement away from the main piston 12 from the head 17, for a return of the piston 12 to its position departure.
  • the main piston 12 translates in the second direction, its body 28 tends to withdraw from the first chamber 8 to reduce the pressure of the first fluid 9.
  • the reduction in pressure of the first fluid 9 allows a movement of the secondary piston 16 towards the front of the head 17 of the tool 1, thanks to a return spring 34 which has the function of returning the secondary piston 16 to an initial position.
  • the movement of the secondary piston 16 towards the front causes a translational movement of the rod 7, along the longitudinal axis A, towards the front of the head 17 and returns the rod 7 to an initial position.
  • the movement of the rod 7 towards the front of the head 17 of the tool 1 corresponds to a movement in the return direction.
  • the tool 1 may comprise an output terminal 40 adapted to allow exhaust of the second fluid 11.
  • exhaust of the second fluid 11 is meant a circulation of the second fluid 11 towards the source of the second fluid 11.
  • directing the second fluid 11 towards a component is meant a circulation of the second fluid 11 from the source of the second fluid 11 towards the component.
  • the output terminal 40 is also connected to the main valve 14.
  • the main valve 14 comprises a member 41 mounted movable between a rest position, illustrated in figure 1 , in which the second compartment 31 is coupled to the input terminal 13 and the first compartment 30 is coupled to the output terminal 40, and an active position, illustrated in Figure 4 , in which the first compartment 30 is coupled to the input terminal 13 and the second compartment 31 is coupled to the output terminal 40.
  • the main valve 14 comprises an elastic element 42 connected to the member 41, for example a return spring, configured to generate a return force and to return the member 41 to the rest position when a force exerted on the The organ 41 is less than the restoring force.
  • the member 41 of the main valve 14 comprises a first part 43 and a second part 44.
  • the first part 43 comprises a first circuit 45 for connecting the input terminal 13 with the main conduit 32 and a second circuit 46 to connect the output terminal 40 with the secondary conduit 33, when the member 41 of the main valve 14 is in its active position.
  • the second part 44 comprises a first circuit 47 for connecting the input terminal 13 with the secondary conduit 33 and a second circuit 48 for connecting the output terminal 40 with the main conduit 32, when the member 41 of the main valve 14 is in its rest position.
  • the circuits 47, 48 of the second part 44 of the member 41 coincide with the input 13 and output 40 terminals.
  • the circuits 45, 46 of the first part 43 of the member 41 coincide with the input 13 and output 40 terminals.
  • the tool 1 may include seals to allow the movements of the main piston 12 and secondary 16, and the rod 7, illustrated by circles on the figure 1 , and not referenced for reasons of simplification.
  • the second chamber 10 can be made of a polymer material comprising reinforcing fibers, such as polyester, carbon, glass or aramid fibers, or a mixture of these.
  • the second chamber 10 can be made of a material comprising polyester fibers, preferably polyoxymethylene fibers, which makes the tool 1 lighter compared to a chamber made of metal.
  • the crimping tool 1 comprises one or more other valves 50 to 52.
  • the valves 14 and 50 to 52 are housed within the body 15 of the tool 1.
  • the crimping tool 1 comprises a trigger valve 50, a detection valve 51 and advantageously a control valve 52 of the motor 27.
  • each valve 14, 50 to 52 comprises a member 41, 53 to 55 mounted movable between a rest position and an active position.
  • Each member 41, 53 to 55 comprises a first part and a second part mechanically coupled to the first part so that the first and second parts of a member 41, 53 to 55 move together.
  • the trigger valve 50 makes it possible to start the crimping operation of element 2. In other words, the trigger valve 50 makes it possible to initialize the translation of the rod 7 according to the crimping direction. Additionally, the trigger valve 50 may include a trigger button 56 to move its organ 53 from the rest position to the active position. The trigger valve 50 may include a return spring 57 to return the member 53 to the rest position. The tool 1 may include a movably mounted trigger 58 to control the trigger button 56 by contact. For example, the trigger 58 is pivotally mounted on the body 15 of the tool 1. The trigger valve 50 is connected to the input terminal 13, the output terminal 40, and to the movable member 41 of the main valve 14, via a supply conduit 60. The trigger valve 50 is configured to connect the supply conduit 60 with the input terminal 13 in order to move the member 41 of the main valve 14 in its active position.
  • the member 53 of the trigger valve 50 comprises a first part 61 and a second part 62.
  • the first part 61 comprises a main circuit 63 for connecting the input terminal 13 with the supply conduit 60, when the member 53 of the trigger valve 50 is in its active position, as illustrated in Figure 3 .
  • the second part 62 comprises a secondary circuit 64 for connecting the output terminal 40 with the supply conduit 60, when the member 53 of the trigger valve 50 is in its rest position, as illustrated in the figure 1 .
  • the secondary circuit 64 of the second part 62 of the member 53 connects the supply conduit 60 with the output terminal 40, and the member 41 of the main valve 14 returns to its rest position.
  • the elastic element 42 of the main valve 14 is configured to move the member 41 of the main valve 14 into its rest position when a pressure from the second fluid 11, located in the supply conduit 60, is exerted on the member 41 of the main valve 14 is less than a pressure exerted by the elastic element 42 on the member 41 of the main valve 14.
  • the detection valve 51 makes it possible to stop the crimping operation when the pressure of the first fluid 9 reaches a pressure threshold.
  • the pressure threshold corresponds to a maximum threshold not to be exceeded to avoid deforming the support 3, or damaging the element 2.
  • the maximum threshold may vary depending on the type of support 3 and the type of element 2.
  • the detection valve 51 is connected to the supply conduit 60, via a first connecting conduit 65. Furthermore, the detection valve 51 is connected to the first fluid 9, via a conduit detection 66, and to the member 41 of the main valve 14, via an auxiliary conduit 67.
  • the supply conduit 60 is connected to the first part 43 of the member 41 of the main valve 14, and the auxiliary conduit 67 is connected to the second part 44 of the member 41.
  • the elastic element 42 of the main valve 14 is connected to the second part 44 of the member 41.
  • the detection valve 51 is configured to connect the auxiliary conduit 67 with the supply conduit 60, when a pressure of the first fluid 9 is greater than the maximum threshold, in order to move the member 41 of the main valve 14 into its position rest. Indeed, when the member 54 of the detection valve 51 occupies its rest position, as illustrated in figure 1 , the detection valve 51 does not act on the main valve 14. As soon as a pressure of the first fluid 9 exceeds the maximum threshold, the pressure corresponding to the maximum threshold moves the movable member 54 of the detection valve 51 in its active position, as shown in Figure 5 .
  • the detection valve 51 makes it possible to direct the second fluid 11, located in the first connecting conduit 65, towards the auxiliary conduit 67, and the same pressure acts on the member 41 of the main valve 14, according to two opposite directions which compensate for each other. That is to say that there is the same pressure of the second fluid 11 within the supply conduit 60 and within the auxiliary conduit 67. In other words, the same pressure of the second fluid 11 is exerted at both on the first part 43 and the second part 44 of the member 41 of the main valve 14.
  • the elastic member 42 then makes it possible to return the member 41 of the main valve 14 to its rest position, which brings the main piston 12 back to its starting position, and reduces the pressure of the second fluid 9 to stop the crimping operation.
  • the member 54 of the detection valve 51 comprises a first part 70 and a second part 71.
  • the first part 70 comprises a main circuit 72 for connecting the output terminal 40 with the auxiliary conduit 67, when the member 54 of the detection valve 51 is in its rest position.
  • the second part 71 comprises a secondary circuit 73 for connecting the first connecting conduit 65 with the auxiliary conduit 67, when the member 54 of the detection valve 51 is in its active position.
  • the main circuit 72 of the first part 70 of the member 54 connects the auxiliary conduit 67 with the output terminal 40, and the member 41 of the main valve 14 is not controlled by the detection valve 51.
  • the secondary circuit 73 of the second part 71 of the The member 54 connects the first connecting conduit 65 with the auxiliary conduit 67, and the member 41 of the main valve 14 is moved to occupy its rest position.
  • the detection valve 51 may include a return spring 79 to return the member 54 to the rest position.
  • the return spring 79 generates a variable return force, to modify the maximum threshold to be reached so as to be able to adapt the tool 1 to different types of elements 2.
  • the return spring 79 is connected to the first part 70 of the member 54, and the detection conduit 66 is connected to the second part 71 of the member 54. In this case, the pressure of the first fluid 9 in the detection conduit 66 must be greater than the force return spring 79 to move the member 54 of the detection valve 51 into its active position.
  • the control valve 52 of the motor 27 makes it possible to control the rotation of the rod 7, in one direction of rotation or in the other.
  • motor 27 is a pneumatic motor.
  • the motor 27 is actuated using the second fluid 11.
  • the control valve 52 is connected to the input terminal 13, to the auxiliary conduit 67, via a second connecting conduit 74, and to the motor 27, via a control conduit 75.
  • the control valve 52 may include a return spring 76 to return the member 55 to the rest position, as illustrated in figure 1 .
  • the control valve 52 may include an unscrewing button 77 to manually control unscrewing of the rod 7. The unscrewing button 77 makes it possible to move the member 55 of the control valve 52 from the rest position to the active position shown in Figure 6 .
  • the control valve 52 also makes it possible to control the unscrewing in an automated manner.
  • the control valve 52 is configured to connect the control conduit 75 with the input terminal 13, in order to drive the rod 7 in rotation to unscrew the rod 7 from the element 2.
  • the unscrewing of the rod 7 can be controlled after the pressure of the first fluid 9 has reached the maximum threshold.
  • the member 55 of the control valve 52 comprises a first part 80 and a second part 81.
  • the first part 80 comprises two plugs 82, 83 intended to respectively close the control conduit 75 and the communication between the control valve. control 52 and the input terminal 13, when the member 55 of the control valve 52 is in its rest position.
  • the second part 81 comprises a main circuit 84 for connecting the input terminal 13 with the control conduit 75, when the member 55 of the control valve 52 is in its active position.
  • the main circuit 84 of the second part 81 of the member 55 connects the control conduit 75 with the input terminal 13 , which causes the direction of the second fluid 11 in the control conduit 75, and the motor 27 is controlled to animate the rod 7 in rotation so as to unscrew the rod 7 from the element 2.
  • the plugs 82, 83 of the first part 81 of the member 55 stops the direction of the second fluid 11 in the control conduit 75, and the motor 27 stops.
  • the organs 41, 53 to 55 occupy their rest positions.
  • the main piston 12 occupies its starting position
  • the rod 7 occupies its initial position
  • the engine 27 is stopped.
  • the main piston 12 occupies its starting position
  • the second fluid 11 is directed, thanks to the main valve 14, into the second compartment 31 of the second chamber 10.
  • the motor 27 can also be controlled by a screwing control 90, to control the screwing of the rod 7 on the element 2.
  • the screwing involves the activation of the motor 27 in a first direction, called screwing, to rotate the rod 7 in a screwing direction to screw the rod 7 on item 2.
  • the trigger valve 50 is actuated by the control button 56, and the member 53 occupies its active position.
  • the second fluid 11 is directed into the supply conduit 60 to control the main valve 14, that is to say to move the member 41 of the main valve 14 into its active position illustrated in the Figure 4 .
  • the member 41 of the main valve 14 occupies its active position, due to the increase in pressure of the second fluid 11 in the supply conduit 60 which has displaced the member 41.
  • the second fluid 11 is directed into the first compartment 30 and the main piston 12 moves to increase the pressure of the first fluid 9.
  • the member 54 of the detection valve 51 occupies its active position, due to the fact that the pressure of the first fluid 9 has reached the maximum threshold.
  • the second fluid 11, located in the first connecting conduit 65 is directed into the auxiliary conduit 67 to control the main valve 14, that is to say to return the member 41 of the main valve 14 to its rest position, as illustrated in Figure 6 .
  • the second fluid 11, located in the first connecting conduit 65 is directed into the second connecting conduit 74 to control the control valve 52, that is to say to move the member 55 into its position active, as shown in Figure 6 .
  • the member 41 of the main valve 14 occupies its rest position, due to the increase in pressure of the second fluid 11 in the auxiliary conduit 67 and in the supply conduit 60, and due to the return force generated by the elastic member 42.
  • the second fluid 11 is directed, by the main valve 14, into the second compartment 31 of the second chamber 10, to return the main piston 12 to its starting position.
  • the second fluid 11 which occupies the first compartment 30 of the second chamber 10 is directed towards the outlet terminal 40, by the main valve 14, to promote the return of the main piston 12 to its starting position.
  • the member 55 of the control valve 52 occupies its active position, and the second fluid 11 is directed into the control conduit 75, to activate the motor 27 and carry out the unscrewing operation.
  • stiffnesses for the spring 42 of the main valve 14 and the spring 76 of the control valve 52 so that the unscrewing begins after the start of the return of the main piston 12 to its starting position.
  • stiffness of the springs 42 and 76 are chosen so that the member 55 occupies its active position after the member 41 of the main valve 14 occupies its rest position.

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Description

    Domaine technique
  • L'invention concerne le sertissage d'un élément sur un support, et plus particulièrement le sertissage d'un écrou à sertir.
    • État de la technique
  • Un élément à sertir est un composant d'assemblage destiné à fixer une pièce sur un support. Par exemple, un élément de sertissage peut être un écrou, un rivet ou un goujon ; et le support peut être une plaque. Un écrou est une pièce creuse taraudée, c'est-à-dire qui comporte un filetage interne, destinée à être fixée à une autre pièce filetée. Un rivet est un élément déformable dépourvu de filetage. Un goujon est une pièce pleine filetée, c'est-à-dire qui comporte un filetage externe. En particulier, un élément à sertir comporte une tête et un corps déformable pour former un bourrelet de sertissage de façon à sertir l'élément sur le support, le bourrelet de sertissage permettant de coincer le support entre la tête de l'élément et le bourrelet de sertissage. En général, les éléments à sertir sont sertis sur les supports avant l'assemblage final.
  • Actuellement, on sertit les composants d'assemblage à l'aide d'un outil de sertissage qui peut être manoeuvré manuellement ou monté sur un robot. En particulier, certaines lignes d'assemblage de pièces ne peuvent pas être équipées d'un robot et il est alors nécessaire d'utiliser un outil de sertissage manoeuvré manuellement. Certaines lignes d'assemblage sont modulaires pour permettre une meilleure flexibilité pour des assemblages complexes, ou dans le cas de préparation, et sont moins automatisées. Ce qui est le cas, par exemple, où l'opérateur doit suivre l'avancement de l'assemblage pour réaliser son opération de sertissage, ou lors d'opérations sur chantier.
  • On peut citer la demande internationale WO2008/132576, déposée le 23 avril 2008 , qui divulgue une riveteuse pneumatique et hydraulique, comprenant un moteur pneumatique qui fait tourner un tirant fileté de manière à mettre en prise le tirant fileté avec un trou axial taraudé d'un rivet, un système hydraulique qui communique une translation axiale au groupe moteur, pour translater le tirant fileté et sertir le rivet sur un mur. Le système hydraulique comporte un piston primaire logé dans un premier cylindre contenant un liquide et qui comprime le liquide du système hydraulique. La riveteuse comporte en outre un système pneumatique alimenté par une source d'air comprimé, et une vanne de déclenchement qui dirige de l'air comprimé, par un conduit d'alimentation, vers un deuxième cylindre pneumatique pour provoquer une montée du piston primaire, avec une compression d'un ressort de rappel relié au piston primaire, ce qui entraîne la compression du liquide et démarre la translation axiale du groupe moteur/tirant. Puis, lorsque la pression maximale du liquide est atteinte, l'air contenu dans le cylindre pneumatique reprend son trajet en sens inverse dans le conduit d'alimentation. L'échappement de l'air du cylindre pneumatique est favorisé par la détente du ressort de rappel qui ramène le piston primaire en position initiale.
  • Mais cette riveteuse n'est pas suffisamment précise, notamment sur la valeur de l'effort axial généré sur le tirant, et donc sur le rivet. En effet, le déplacement du piston primaire doit être effectué avec un effort important pour à la fois déplacer le piston primaire, translater le tirant fileté et comprimer le ressort de rappel. Cet effort important doit être supérieur à la force de résistance générée par le ressort de rappel, ce qui entraîne des frottements sur le piston primaire et un manque de précision de la riveteuse.
  • Le document GB 1569570 , sur lequel le préambule de la revendication 1 se base, divulgue un appareil générateur de pression hydraulique destiné aux opérations de rivetage. L'appareil comporte un générateur de pression hydraulique, des moyens de commande pour commander le fonctionnement du générateur et un dispositif Venturi dont la branche en dépression est connectée aux moyens de commande pour fournir une réduction de la pression pneumatique. Les deux extrémités d'un piston pneumatique double action sont connectées à deux sorties d'une vanne reliée au bouton d'actionnement de l'appareil de rivetage pour déclencher le déplacement de la tige de rivetage.
    • Exposé de l'invention
  • Un objet de l'invention consiste à pallier ces inconvénients, et plus particulièrement à fournir des moyens de sertir un élément sur un support qui soit précis et rapide.
  • Selon un aspect de l'invention, il est proposé un outil de sertissage d'un élément sur un support, selon la revendication 1.
  • La vanne principale est connectée au deuxième compartiment, et est en outre configurée pour diriger le deuxième fluide dans le deuxième compartiment afin de déplacer le piston de manière à diminuer la pression du premier fluide pour entrainer un déplacement de la tige selon une direction opposée à la direction de sertissage.
  • L'outil de sertissage proposé permet de mieux maîtriser la puissance fournie pour déplacer la tige. En particulier, l'outil permet de maîtriser l'augmentation de la pression du premier fluide, notamment grâce au fait qu'un même fluide est utilisé pour déplacer le piston. On s'affranchit ainsi d'avoir à comprimer un ressort de rappel pendant l'opération de sertissage, on diminue alors grandement les frottements du piston, ce qui favorise la maîtrise de l'effort de traction généré par la tige. Un tel outil permet une plus grande rapidité dans l'opération de sertissage.
  • L'outil comprend une borne de sortie adaptée pour permettre un échappement du deuxième fluide et connectée à la vanne principale, la vanne principale comportant un organe monté mobile entre une position de repos dans laquelle le deuxième compartiment est couplé à la borne d'entrée et le premier compartiment est couplé à la borne de sortie, et une position active dans laquelle le premier compartiment est couplé à la borne d'entrée et le deuxième compartiment est couplé à la borne de sortie.
  • L'outil comprend également une vanne de déclenchement connectée à la borne d'entrée et à l'organe de la vanne principale par un conduit d'alimentation, et dans lequel la vanne de déclenchement est configurée pour connecter le conduit d'alimentation avec la borne d'entrée afin de déplacer l'organe de la vanne principale dans sa position active.
  • La vanne principale comprend un élément élastique connecté à l'organe de la vanne principale et configuré pour déplacer l'organe de la vanne principale dans sa position de repos lorsqu'une pression du deuxième fluide exercée sur l'organe de la vanne principale est inférieure à une pression exercée par l'élément élastique sur l'organe de la vanne principale.
  • L'outil comprend enfin une vanne de détection connectée au conduit d'alimentation, au premier fluide, et à l'organe de la vanne principale par un conduit auxiliaire, et dans lequel la vanne de détection est configurée pour connecter le conduit auxiliaire avec le conduit d'alimentation, lorsqu'une pression du premier fluide est supérieure à un seuil, afin de déplacer l'organe de la vanne principale dans sa position de repos.
  • La tige peut être filetée pour être vissée à l'élément, l'outil de sertissage comprenant un moteur apte à être actionné par le deuxième fluide et couplé à la tige, une vanne de commande du moteur connectée à la borne d'entrée, au conduit auxiliaire et au moteur par un conduit de commande, et dans lequel la vanne de commande du moteur est configurée pour connecter le conduit de commande avec la borne d'entrée, afin d'entraîner la tige en rotation pour dévisser la tige de l'élément.
  • La deuxième chambre peut être réalisée dans un matériau comprenant des fibres de polyester.
  • Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé de sertissage d'un élément sur un support, selon la revendication 4.
    • Description des dessins
  • D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation et de mise en oeuvre de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels :
    • [Fig. 1] : la figure 1, illustre schématiquement un mode de réalisation d'un outil de sertissage selon l'invention ;
    • [Fig. 2] : la figure 2, illustre schématiquement les organes des vannes de l'outil en position de repos ;
    • [Fig. 3] : la figure 3, illustre schématiquement l'organe de la vanne de déclenchement en position active ;
    • [Fig. 4] : la figure 4, illustre schématiquement l'organe de la vanne principale en position active ;
    • [Fig. 5] : la figure 5, illustre schématiquement l'organe de la vanne de détection en position active ; et
    • [Fig. 6] : la figure 6, illustre schématiquement l'organe de la vanne de commande en position active.
    Description détaillée
  • Sur la figure 1, on a représenté un mode de réalisation d'un outil de sertissage 1 d'un élément 2 sur un support 3. L'outil de sertissage 1 permet de sertir l'élément 2, dit sertissable, sur tout type de support 3. L'élément 2 peut être un rivet muni d'un mandrin, ou un écrou ou un goujon. De préférence, l'élément 2 est un écrou comprenant une tête d'appui 4 et un corps déformable 5, le corps déformable 5 comprenant un filetage interne 6. L'outil 1 comporte une tige 7, une première chambre 8 contenant un premier fluide 9, une deuxième chambre 10 contenant un deuxième fluide 11, un piston 12, également noté piston principal, une borne d'entrée 13, et une vanne principale 14.
  • L'outil de sertissage 1 comporte un corps 15 au sein duquel sont logés la tige 7, la première chambre 8, la deuxième chambre 10, le piston principal 12. L'outil 1 comporte en outre un piston additionnel 16, noté piston secondaire. En particulier, le corps 15 de l'outil 1 comporte une tête 17, une base 18 et une partie intermédiaire 19 reliant la base 18 à la tête 17. La partie intermédiaire 19 permet une prise en main de l'outil 1 par un utilisateur. La tête 17 du corps 15 de l'outil 1 s'étend longitudinalement selon un axe longitudinal A, et comporte en outre un nez de pose 20 situé à une extrémité de la tête 17. La première chambre 8 comporte un premier logement 21 situé dans la tête 17 de l'outil 1 et un deuxième logement 22 situé dans la partie intermédiaire 19. Les logements 21, 22 sont reliés entre eux, c'est-à-dire qu'ils communiquent entre eux, directement ou via un logement intermédiaire 23.
  • La tige 7, nommée également tige de traction, est disposée en partie dans le premier logement 21 de la première chambre 8. La tige 7 est configurée pour coopérer de manière amovible avec l'élément 2. C'est-à-dire que la tige 7 peut être couplée et désaccouplée mécaniquement avec l'élément 2. La coopération de la tige 7 avec l'élément 2 permet de sertir l'élément 2 au support 3. Ainsi, lorsque la tige 7 coopère mécaniquement avec l'élément 2, les mouvements et les efforts réalisés par la tige 7 sont transférés à l'élément 2. Selon un mode de réalisation préféré, la tige 7 comporte un tronçon pourvu d'un filetage externe 24 destiné à être visé dans le filetage interne 6 de l'élément 2 du type écrou. En variante, la tige 7 peut comporter un taraudage, c'est-à-dire un filetage interne, pour coopérer avec un filetage externe de l'élément 2 du type goujon. Selon un autre mode de réalisation, la tige 7 comporte des mâchoires destinées à coopérer avec le mandrin de l'élément 2 du type rivet. De manière générale, la tige 7 est montée mobile en rotation et en translation par rapport à l'axe longitudinal A. La tige 7 s'étend le long de l'axe longitudinal A et comporte une partie arrière 25 et une partie avant 26 sur laquelle le filetage externe 22 est formé. La partie avant 26 est située à l'opposée de la partie arrière 25. Par ailleurs, l'outil 1 comporte un moteur 27 et la partie arrière 25 de la tige 7 est couplée mécaniquement au moteur 27. On entend par avant et arrière les deux extrémités de la tête 17 du corps 15 de l'outil 1 par rapport à l'axe longitudinal A. En d'autres termes, l'avant correspond à la partie de la tête 17 illustrée à gauche sur la figure 1, et l'arrière correspond à la partie de la tête 17 illustrée à droite sur la figure 1. Le moteur 27 et la tige 7 sont disposés dans la tête 17 de l'outil 1. Le moteur 27 est configuré pour animer en rotation la tige 7 autour de l'axe longitudinal A, notamment pour visser ou dévisser la tige 7 avec l'élément 2. En outre, la tige 7 est couplée mécaniquement au piston secondaire 16. Le piston secondaire 16 est logé dans le premier logement 21 de la première chambre 8.
  • Par ailleurs, le piston principal 12 est monté mobile au sein du corps 15 de l'outil 1. Le piston principal 12 comporte un corps 28 en contact avec le premier fluide 9, et une tête 29 couplée au corps 28. En particulier, la tête 29 est montée mobile au sein de la deuxième chambre 10 et sépare la deuxième chambre 10 en un premier compartiment 30 et un deuxième compartiment 31. Plus particulièrement, le piston principal 12 est monté mobile en translation le long d'un axe de translation B. L'axe de translation B peut être perpendiculaire ou incliné, ou encore parallèle, par rapport à l'axe longitudinal A. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, l'axe de translation B est perpendiculaire à l'axe longitudinal A. Le piston principal 12 est destiné à être déplacé en translation pour comprimer le premier fluide 9 de façon à déplacer la tige 7 en arrière pour sertir l'élément 2 sur le support 3. Le piston principal 12 est animé en déplacement à l'aide du deuxième fluide 11 et de la vanne principale 14.
  • La borne d'entrée 13 est adaptée pour être connectée à une source du deuxième fluide 11. Le deuxième fluide 11 est de préférence un gaz, par exemple de l'air. L'air fourni par la source est de préférence comprimé.
  • La vanne principale 14 est connectée au premier compartiment 30, par l'intermédiaire d'un conduit principal 32, et à la borne d'entrée 13. Ainsi, la vanne principale 14 est configurée pour diriger le deuxième fluide 11 dans le premier compartiment 30 afin de déplacer le piston principal 12 de manière à augmenter la pression du premier fluide 9. L'augmentation de pression du premier fluide 9 entraine un déplacement de la tige 7 selon une direction de sertissage, ce qui permet de sertir l'élément 2 au support 3. Le premier fluide 9 est de préférence un liquide, par exemple de l'huile. La direction de sertissage est orientée vers l'arrière de la tête 17 du corps 15 de l'outil 1. Plus particulièrement, lorsque le piston principal 12 translate selon une première direction, depuis une position de départ du piston principal 12, le corps 28 du piston 12 pénètre plus avant dans la première chambre 8 et augmente la pression du premier fluide 9. L'augmentation de pression du premier fluide 9 entraine un déplacement du piston secondaire 16 vers l'arrière de la tête 17 de l'outil 1. Le déplacement du piston secondaire 16 vers l'arrière entraine un déplacement en translation de la tige 7 coopérant avec l'élément 2, le long de l'axe longitudinal A, vers l'arrière de la tête 17. La translation de l'ensemble tige 7 et élément 2 entraine une déformation du corps déformable 5 de l'élément 2 pour le sertir au support 3. Le déplacement de la tige 7 vers l'arrière de la tête 17 de l'outil 1 correspond au déplacement selon la direction de sertissage. En d'autres termes, lorsque la tige 7 translate vers l'arrière, c'est-à-dire dans une direction opposée au nez de pose 20, la translation de la tige 7 permet de tirer l'élément 2 qui est couplé mécaniquement à la tige 7, de façon à déformer le corps déformable 5. La déformation du corps 5 de l'élément 2 forme un bourrelet de sertissage, ce qui permet de réaliser une opération de sertissage. L'opération de sertissage est le fait de coincer le support 3 entre la tête d'appui 4 et le bourrelet de sertissage formé, ce qui fixe l'élément 2 au support 3. Pour entraîner la déformation du corps déformable 5, le nez de pose 20 est en appui contre la tête d'appui 4, et lors de la translation de la tige 7 vers l'arrière de la tête 17 de l'outil 1, le filetage interne 6 du corps déformable 5 se rapproche de la tête d'appui 4 et le corps déformable 5 se déforme pour former le bourrelet de sertissage. La tige 7 est ensuite dévissée, sous l'action du moteur 27, pour désaccoupler la tige 7 de l'élément 2, et l'élément 2 reste fixé au support 3.
  • En particulier, la vanne principale 14 est connectée au deuxième compartiment 31, par l'intermédiaire d'un conduit secondaire 33, et est en outre configurée pour diriger le deuxième fluide 11, fourni par la borne d'entrée 13, dans le deuxième compartiment 31 afin de déplacer le piston principal 12 de manière à diminuer la pression du premier fluide 9. La diminution de pression du premier fluide 9 entraine un déplacement de la tige 7 selon une direction de retour, opposée à la direction de sertissage. Plus particulièrement, lorsqu'on dirige le deuxième fluide 11 dans le deuxième compartiment 31, on ramène le piston principal 12 dans sa position de départ. Ainsi les déplacements du piston principal 12 sont entrainés sous l'action du deuxième fluide 11 et sont contrôlés par la vanne principale 14. On obtient alors un déplacement plus précis du piston principal 12, ce qui permet d'obtenir une meilleure maîtrise de l'effort de traction généré par la tige 7 sur l'élément 2 à sertir. En particulier, la vanne principale 14 contrôle les déplacements du piston principal 12 selon la première direction pour compresser le premier fluide 9 ou selon une deuxième direction opposée à la première direction pour permettre une diminution de la pression du premier fluide 9. Selon le mode de réalisation illustré à la figure 1, la première direction correspond à un mouvement du piston principal 12 dirigé vers la tête 17 de l'outil 1, et la deuxième direction correspond inversement à un éloignement du piston principal 12 de la tête 17, pour un retour du piston 12 dans sa position de départ. En d'autres termes, lorsque le piston principal 12 translate selon la deuxième direction, son corps 28 tend à se retirer de la première chambre 8 pour diminuer la pression du premier fluide 9. La diminution de pression du premier fluide 9 permet un déplacement du piston secondaire 16 vers l'avant de la tête 17 de l'outil 1, grâce à un ressort de rappel 34 qui a pour fonction de ramener le piston secondaire 16 dans une position initiale.
  • Le déplacement du piston secondaire 16 vers l'avant entraine un déplacement en translation de la tige 7, le long de l'axe longitudinal A, vers l'avant de la tête 17 et ramène la tige 7 dans une position initiale. Le déplacement de la tige 7 vers l'avant de la tête 17 de l'outil 1 correspond à un déplacement selon la direction de retour.
  • L'outil 1 peut comprendre une borne de sortie 40 adaptée pour permettre un échappement du deuxième fluide 11. On entend par échappement du deuxième fluide 11, une circulation du deuxième fluide 11 en direction de la source du deuxième fluide 11. A l'inverse, on entend par « diriger le deuxième fluide 11 vers un composant », une circulation du deuxième fluide 11 depuis la source du deuxième fluide 11 vers le composant. La borne de sortie 40 est en outre connectée à la vanne principale 14. Par ailleurs, la vanne principale 14 comporte un organe 41 monté mobile entre une position de repos, illustrée à la figure 1, dans laquelle le deuxième compartiment 31 est couplé à la borne d'entrée 13 et le premier compartiment 30 est couplé à la borne de sortie 40, et une position active, illustrée à la figure 4, dans laquelle le premier compartiment 30 est couplé à la borne d'entrée 13 et le deuxième compartiment 31 est couplé à la borne de sortie 40.
  • Avantageusement, la vanne principale 14 comporte un élément élastique 42 connecté à l'organe 41, par exemple un ressort de rappel, configuré pour générer une force de rappel et pour ramener l'organe 41 dans la position de repos lorsque une force exercée sur l'organe 41 est inférieure à la force de rappel. Plus particulièrement, l'organe 41 de la vanne principale 14 comporte une première partie 43 et une deuxième partie 44. La première partie 43 comprend un premier circuit 45 pour connecter la borne d'entrée 13 avec le conduit principal 32 et un deuxième circuit 46 pour connecter la borne de sortie 40 avec le conduit secondaire 33, lorsque l'organe 41 de la vanne principale 14 est dans sa position active. La deuxième partie 44 comprend un premier circuit 47 pour connecter la borne d'entrée 13 avec le conduit secondaire 33 et un deuxième circuit 48 pour connecter la borne de sortie 40 avec le conduit principal 32, lorsque l'organe 41 de la vanne principale 14 est dans sa position de repos. En d'autres termes, lorsque l'organe 41 de la vanne principale 14 est dans la position de repos, les circuits 47, 48 de la deuxième partie 44 de l'organe 41 coïncident avec les bornes d'entrée 13 et de sortie 40. Lorsque l'organe 41 de la vanne principale 14 est dans la position active, les circuits 45, 46 de la première partie 43 de l'organe 41 coïncident avec les bornes d'entrée 13 et de sortie 40.
  • L'outil 1 peut comporter des joints pour permettre les déplacements des pistons principal 12 et secondaire 16, et de la tige 7, illustrés par des cercles sur la figure 1, et non référencés pour des raisons de simplification. La deuxième chambre 10 peut être réalisée dans un matériau polymère comprenant des fibres de renfort, telles que des fibres de polyester, de carbone, de verre ou d'aramide, ou un mélange de celles-ci. Par exemple, la deuxième chambre 10 peut être réalisée dans un matériau comprenant des fibres de polyester, de préférence des fibres de polyoxyméthylène, ce qui rend l'outil 1 plus léger par rapport à une chambre réalisée en métal.
  • Avantageusement, l'outil de sertissage 1 comporte une ou plusieurs autres vannes 50 à 52. Préférentiellement, les vannes 14 et 50 à 52 sont logées au sein du corps 15 de l'outil 1. Sur la figure 1, on a illustré les vannes 14 et 50 à 52 à l'extérieur du corps 15 de l'outil 1 pour des raisons de simplification.
  • L'outil de sertissage 1 comporte une vanne de déclenchement 50, une vanne de détection 51 et avantageusement une vanne de commande 52 du moteur 27. De façon générale, chaque vanne 14, 50 à 52, comporte un organe 41, 53 à 55 monté mobile entre une position de repos et une position active. Chaque organe 41, 53 à 55 comporte une première partie et une deuxième partie couplée mécaniquement à la première partie de sorte que les première et deuxième parties d'un organe 41, 53 à 55 se déplacent ensemble.
  • La vanne de déclenchement 50 permet de démarrer l'opération de sertissage de l'élément 2. En d'autres termes, la vanne de déclenchement 50 permet d'initialiser la translation de la tige 7 selon la direction de sertissage. En outre, la vanne de déclenchement 50 peut comprendre un bouton de déclenchement 56 pour déplacer son organe 53 de la position de repos à la position active. La vanne de déclenchement 50 peut comporter un ressort de rappel 57 pour ramener l'organe 53 en position de repos. L'outil 1 peut comprendre une gâchette 58 montée mobile pour commander le bouton de déclenchement 56 par contact. Par exemple, la gâchette 58 est montée à pivotement sur le corps 15 de l'outil 1. La vanne de déclenchement 50 est connectée à la borne d'entrée 13, la borne de sortie 40, et à l'organe mobile 41 de la vanne principale 14, par l'intermédiaire d'un conduit d'alimentation 60. La vanne de déclenchement 50 est configurée pour connecter le conduit d'alimentation 60 avec la borne d'entrée 13 afin de déplacer l'organe 41 de la vanne principale 14 dans sa position active.
  • Plus particulièrement, l'organe 53 de la vanne de déclenchement 50 comporte une première partie 61 et une deuxième partie 62. La première partie 61 comprend un circuit principal 63 pour connecter la borne d'entrée 13 avec le conduit d'alimentation 60, lorsque l'organe 53 de la vanne de déclenchement 50 est dans sa position active, comme illustré à la figure 3. La deuxième partie 62 comprend un circuit secondaire 64 pour connecter la borne de sortie 40 avec le conduit d'alimentation 60, lorsque l'organe 53 de la vanne de déclenchement 50 est dans sa position de repos, comme illustré à la figure 1. En d'autres termes, lorsque l'organe 53 de la vanne de déclenchement 50 est dans la position de repos, le circuit secondaire 64 de la deuxième partie 62 de l'organe 53 connecte le conduit d'alimentation 60 avec la borne de sortie 40, et l'organe 41 de la vanne principale 14 reprend sa position de repos. Lorsque l'organe 53 de la vanne de déclenchement 50 est dans la position active, le circuit principal 63 de la première partie 61 de l'organe 53 connecte la borne d'entrée 13 avec le conduit d'alimentation 60, et l'organe 41 de la vanne principale 14 est déplacé pour occuper sa position active. Par ailleurs, l'élément élastique 42 de la vanne principale 14 est configuré pour déplacer l'organe 41 de la vanne principale 14 dans sa position de repos lorsqu'une pression du deuxième fluide 11, situé dans le conduit d'alimentation 60, exercée sur l'organe 41 de la vanne principale 14 est inférieure à une pression exercée par l'élément élastique 42 sur l'organe 41 de la vanne principale 14.
  • La vanne de détection 51 permet d'arrêter l'opération de sertissage lorsque la pression du premier fluide 9 atteint un seuil de pression. Le seuil de pression correspond à un seuil maximum à ne pas dépasser pour éviter de déformer le support 3, ou d'endommager l'élément 2. Le seuil maximum peut varier en fonction du type de support 3 et du type d'élément 2. La vanne de détection 51 est connectée au conduit d'alimentation 60, par l'intermédiaire d'un premier conduit de liaison 65. Par ailleurs, la vanne de détection 51 est connectée au premier fluide 9, par l'intermédiaire d'un conduit de détection 66, et à l'organe 41 de la vanne principale 14, par l'intermédiaire d'un conduit auxiliaire 67. De préférence, le conduit d'alimentation 60 est connecté à la première partie 43 de l'organe 41 de la vanne principale 14, et le conduit auxiliaire 67 est connecté à la deuxième partie 44 de l'organe 41. Avantageusement, l'élément élastique 42 de la vanne principale 14 est connecté à la deuxième partie 44 de l'organe 41.
  • La vanne de détection 51 est configurée pour connecter le conduit auxiliaire 67 avec le conduit d'alimentation 60, lorsqu'une pression du premier fluide 9 est supérieure au seuil maximum, afin de déplacer l'organe 41 de la vanne principale 14 dans sa position de repos. En effet, lorsque l'organe 54 de la vanne de détection 51 occupe sa position de repos, comme illustré à la figure 1, la vanne de détection 51 n'agit pas sur la vanne principale 14. Dès lors qu'une pression du premier fluide 9 dépasse le seuil maximum, la pression correspondante au seuil maximum déplace l'organe mobile 54 de la vanne de détection 51 dans sa position active, comme illustré à la figure 5. Dans cette position active, la vanne de détection 51 permet de diriger le deuxième fluide 11, situé dans le premier conduit de liaison 65, vers le conduit auxiliaire 67, et une même pression agit sur l'organe 41 de la vanne principale 14, selon deux directions opposées et qui se compensent. C'est-à-dire qu'il existe une même pression du deuxième fluide 11 au sein du conduit d'alimentation 60 et au sein du conduit auxiliaire 67. En d'autres termes, une même pression du deuxième fluide 11 est exercée à la fois sur la première partie 43 et la deuxième partie 44 de l'organe 41 de la vanne principale 14. L'organe élastique 42 permet alors de ramener l'organe 41 de la vanne principale 14 dans sa position de repos, ce qui ramène le piston principal 12 vers sa position de départ, et diminue la pression du deuxième fluide 9 pour arrêter l'opération de sertissage.
  • Plus particulièrement, l'organe 54 de la vanne de détection 51 comporte une première partie 70 et une deuxième partie 71. La première partie 70 comprend un circuit principal 72 pour connecter la borne de sortie 40 avec le conduit auxiliaire 67, lorsque l'organe 54 de la vanne de détection 51 est dans sa position de repos. La deuxième partie 71 comprend un circuit secondaire 73 pour connecter le premier conduit de liaison 65 avec le conduit auxiliaire 67, lorsque l'organe 54 de la vanne de détection 51 est dans sa position active. En d'autres termes, lorsque l'organe 54 de la vanne de détection 51 est dans la position de repos, le circuit principal 72 de la première partie 70 de l'organe 54 connecte le conduit auxiliaire 67 avec la borne de sortie 40, et l'organe 41 de la vanne principale 14 n'est pas commandé par la vanne de détection 51. Lorsque l'organe 54 de la vanne de détection 51 est dans la position active, le circuit secondaire 73 de la deuxième partie 71 de l'organe 54 connecte le premier conduit de liaison 65 avec le conduit auxiliaire 67, et l'organe 41 de la vanne principale 14 est déplacé pour occuper sa position de repos.
  • La vanne de détection 51 peut comporter un ressort de rappel 79 pour ramener l'organe 54 en position de repos. Avantageusement, le ressort de rappel 79 génère une force de rappel variable, pour modifier le seuil maximum à atteindre de façon à pouvoir adapter l'outil 1 à différents types d'éléments 2. De préférence, le ressort de rappel 79 est connecté à la première partie 70 de l'organe 54, et le conduit de détection 66 est connecté à la deuxième partie 71 de l'organe 54. Dans ce cas, la pression du premier fluide 9 dans le conduit de détection 66 doit être supérieure à la force de rappel du ressort de rappel 79 pour déplacer l'organe 54 de la vanne de détection 51 dans sa position active.
  • La vanne de commande 52 du moteur 27 permet de commander la mise en rotation de la tige 7, dans un sens de rotation ou dans l'autre. Préférentiellement, le moteur 27 est un moteur pneumatique. Le moteur 27 est actionné à l'aide du deuxième fluide 11. La vanne de commande 52 est connectée à la borne d'entrée 13, au conduit auxiliaire 67, par l'intermédiaire d'un deuxième conduit de liaison 74, et au moteur 27, par l'intermédiaire d'un conduit de commande 75. La vanne de commande 52 peut comporter un ressort de rappel 76 pour ramener l'organe 55 en position de repos, comme illustré à la figure 1. En outre, la vanne de commande 52 peut comprendre un bouton de dévissage 77 pour commander manuellement un dévissage de la tige 7. Le bouton de dévissage 77 permet de déplacer l'organe 55 de la vanne de commande 52 de la position de repos à la position active illustrée à la figure 6. La vanne de commande 52 permet en outre de commander le dévissage de manière automatisée. De préférence, la vanne de commande 52 est configurée pour connecter le conduit de commande 75 avec la borne d'entrée 13, afin d'entrainer la tige 7 en rotation pour dévisser la tige 7 de l'élément 2. Ainsi le dévissage de la tige 7 peut être commandé après que la pression du premier fluide 9 a atteint le seuil maximum.
  • Plus particulièrement, l'organe 55 de la vanne de commande 52 comporte une première partie 80 et une deuxième partie 81. La première partie 80 comprend deux bouchons 82, 83 destinés à fermer respectivement le conduit de commande 75 et la communication entre la vanne de commande 52 et la borne d'entrée 13, lorsque l'organe 55 de la vanne de commande 52 est dans sa position de repos. La deuxième partie 81 comprend un circuit principal 84 pour connecter la borne d'entrée 13 avec le conduit de commande 75, lorsque l'organe 55 de la vanne de commande 52 est dans sa position active. En d'autres termes, lorsque l'organe 55 de la vanne de commande 52 est dans la position active, le circuit principal 84 de la deuxième partie 81 de l'organe 55 connecte le conduit de commande 75 avec la borne d'entrée 13, ce qui entraîne la direction du deuxième fluide 11 dans le conduit de commande 75, et le moteur 27 est commandé pour animer la tige 7 en rotation de manière à dévisser la tige 7 de l'élément 2. Lorsque l'organe 55 de la vanne de commande 52 est dans la position de repos, les bouchons 82, 83 de la première partie 81 de l'organe 55 arrête la direction du deuxième fluide 11 dans le conduit de commande 75, et le moteur 27 s'arrête.
  • Sur les figures 2 à 6, on a illustrée un fonctionnement de l'outil de sertissage 1, et notamment les positions actives et de repos des organes 41, 53 à 55 des différentes vannes 14, 50 à 52.
  • Sur les figures 1 et 2, les organes 41, 53 à 55 occupent leurs positions de repos. Dans ce cas, le piston principal 12 occupe sa position de départ, la tige 7 occupe sa position initiale, et le moteur 27 est à l'arrêt. Lorsque le piston principal 12 occupe sa position de départ, le deuxième fluide 11 est dirigé, grâce à la vanne principale 14, dans le deuxième compartiment 31 de la deuxième chambre 10. On peut en outre commander le moteur 27, par une commande de vissage 90, pour commander un vissage de la tige 7 sur l'élément 2. Le vissage comporte l'activation du moteur 27 dans un premier sens, dit de vissage, pour animer en rotation la tige 7 selon un sens de vissage pour visser la tige 7 sur l'élément 2.
  • Sur la figure 3, on actionne la vanne de déclenchement 50, par le bouton de commande 56, et l'organe 53 occupe sa position active. Dans ce cas le deuxième fluide 11 est dirigé dans le conduit d'alimentation 60 pour commander la vanne principale 14, c'est-à-dire pour déplacer l'organe 41 de la vanne principale 14 dans sa position active illustrée à la figure 4.
  • Sur la figure 4, l'organe 41 de la vanne principale 14 occupe sa position active, du fait de l'augmentation de pression du deuxième fluide 11 dans le conduit d'alimentation 60 qui a déplacé l'organe 41. Dans ce cas, le deuxième fluide 11 est dirigé dans le premier compartiment 30 et le piston principal 12 se déplace pour augmenter la pression du premier fluide 9.
  • Sur la figure 5, l'organe 54 de la vanne de détection 51 occupe sa position active, du fait que la pression du premier fluide 9 a atteint le seuil maximum. Dans ce cas le deuxième fluide 11, situé dans le premier conduit de liaison 65, est dirigé dans le conduit auxiliaire 67 pour commander la vanne principale 14, c'est-à-dire pour ramener l'organe 41 de la vanne principale 14 dans sa position de repos, comme illustrée à la figure 6. En outre, le deuxième fluide 11, situé dans le premier conduit de liaison 65, est dirigé dans le deuxième conduit de liaison 74 pour commander la vanne de commande 52, c'est-à-dire pour déplacer l'organe 55 dans sa position active, comme illustrée à la figure 6.
  • Sur la figure 6, l'organe 41 de la vanne principale 14 occupe sa position de repos, du fait de l'augmentation de pression du deuxième fluide 11 dans le conduit auxiliaire 67 et dans le conduit d'alimentation 60, et du fait de la force de rappel générée par l'organe élastique 42. Dans ce cas, le deuxième fluide 11 est dirigé, par la vanne principale 14, dans le deuxième compartiment 31 de la deuxième chambre 10, pour ramener le piston principal 12 dans sa position de départ. En outre, le deuxième fluide 11 qui occupe le premier compartiment 30 de la deuxième chambre 10, est dirigé vers la borne de sortie 40, par la vanne principale 14, pour favoriser le retour du piston principal 12 dans sa position de départ. Par ailleurs, l'organe 55 de la vanne de commande 52 occupe sa position active, et le deuxième fluide 11 est dirigé dans le conduit de commande 75, pour activer le moteur 27 est effectuer l'opération de dévissage. En particulier, on choisira des raideurs pour le ressort 42 de la vanne principale 14 et le ressort 76 de la vanne de commande 52, de sorte que le dévissage commence après le démarrage du retour du piston principal 12 dans sa position de départ. En d'autres termes, les raideurs des ressorts 42 et 76 sont choisies pour que l'organe 55 occupe sa position active après que l'organe 41 de la vanne principale 14 occupe sa position de repos.

Claims (4)

  1. Outil de sertissage d'un élément (2) sur un support (3), comprenant :
    - une tige (7) montée mobile et configurée pour coopérer de manière amovible avec l'élément (2),
    - une première chambre (8) contenant un premier fluide (9),
    - une deuxième chambre (10) contenant un deuxième fluide (11),
    - un piston (12) monté mobile et ayant un corps en contact avec le premier fluide (9) et une tête couplée au corps, la tête étant montée mobile au sein de la deuxième chambre (10) et sépare la deuxième chambre (10) en des premier et deuxième compartiments (30, 31),
    - une borne d'entrée (13) adaptée pour être connectée à une source du deuxième fluide (11),
    - une borne de sortie (40) adaptée pour permettre un échappement du deuxième fluide (11) et connectée à la vanne principale (14), la vanne principale (14) comportant un organe (41) monté mobile entre une position de repos dans laquelle le deuxième compartiment (31) est couplé à la borne d'entrée (13) et le premier compartiment (30) est couplé à la borne de sortie (40), et une position active dans laquelle le premier compartiment (30) est couplé à la borne d'entrée (13) et le deuxième compartiment (31) est couplé à la borne de sortie (40), et
    - une vanne principale (14) connectée au premier compartiment (30) et à la borne d'entrée (13), la vanne principale (14) étant configurée pour diriger le deuxième fluide (11) dans le premier compartiment (30) afin de déplacer le piston (12) de manière à augmenter une pression du premier fluide (9) pour entrainer un déplacement de la tige (7) selon une direction de sertissage et sertir l'élément (2) au support (3), la vanne principale (14) étant connectée au deuxième compartiment (31), et configurée pour diriger le deuxième fluide (11) dans le deuxième compartiment (31) afin de déplacer le piston (12) de manière à diminuer la pression du premier fluide (9) pour entrainer un déplacement de la tige (7) selon une direction opposée à la direction de sertissage,
    - une vanne de déclenchement (50) connectée à la borne d'entrée (13) et à l'organe (41) de la vanne principale (14) par un conduit d'alimentation (60), la vanne de déclenchement (50) étant configurée pour connecter le conduit d'alimentation (60) avec la borne d'entrée (13) afin de déplacer l'organe (41) de la vanne principale (14) dans sa position active,
    - la vanne principale (14) comprenant un élément élastique (42) connecté à l'organe (41) de la vanne principale (14) et configuré pour déplacer l'organe (41) de la vanne principale (14) dans sa position de repos lorsqu'une pression du deuxième fluide (11) exercée sur l'organe (41) de la vanne principale (14) est inférieure à une pression exercée par l'élément élastique (42) sur l'organe (41) de la vanne principale (14)
    outil de sertissage caractérisé en ce qu'il comporte une vanne de détection (51) connectée au conduit d'alimentation (60), au premier fluide (9), et à l'organe (41) de la vanne principale (14) par un conduit auxiliaire (67), et dans lequel la vanne de détection (51) est configurée pour connecter le conduit auxiliaire (67) avec le conduit d'alimentation (60), lorsqu'une pression du premier fluide (9) est supérieure à un seuil, afin de déplacer l'organe (41) de la vanne principale (14) dans sa position de repos.
  2. Outil de sertissage selon la revendication 1, dans lequel la tige (7) est filetée pour être vissée à l'élément (2), l'outil de sertissage comprenant un moteur (27) apte à être actionné par le deuxième fluide (11) et couplé à la tige (7), une vanne de commande (52) du moteur (27) connectée à la borne d'entrée (13), au conduit auxiliaire (67) et au moteur (27) par un conduit de commande (75), et dans lequel la vanne de commande (52) du moteur (27) est configurée pour connecter le conduit de commande (75) avec la borne d'entrée (13), afin d'entraîner la tige (7) en rotation pour dévisser la tige (7) de l'élément (2).
  3. Outil de sertissage selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel la deuxième chambre (10) est réalisée dans un matériau comprenant des fibres de polyester.
  4. Procédé de sertissage d'un élément (2) sur un support (3), comprenant :
    - la fourniture d'un outil de sertissage selon la revendication 1,
    - la fixation amovible de la tige (7) avec l'élément (2) et l'injection du deuxième fluide (11) dans le premier compartiment (30) afin de déplacer le piston (12) de manière à augmenter une pression du premier fluide (9) pour entrainer un déplacement de la tige (7) selon une direction de sertissage et sertir l'élément (2) au support (3),
    - l'injection du deuxième fluide (11) dans le deuxième compartiment (31) afin de déplacer le piston (12) de manière à diminuer la pression du premier fluide (9) pour entrainer un déplacement de la tige (7) selon une direction opposée à la direction de sertissage.
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