FR2959431A1

FR2959431A1 - Crimped device for assembling structural elements in e.g. aeronautical field, has crimping portion extending assembling portion opposite to head, where outer diameter of crimping portion is less than outer diameter of assembling portion

Info

Publication number: FR2959431A1
Application number: FR1053402A
Authority: FR
Inventors: Olivier Escarpit
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2010-05-03
Filing date: 2010-05-03
Publication date: 2011-11-04
Anticipated expiration: 2030-05-03
Also published as: FR2959431B1

Abstract

The device has a rivet (18) in the form of a single piece with a head (20) at a front end of a rod and made of aluminum alloy or titanium. The rod comprises portions along a longitudinal axis. An assembling portion (21) is arranged contiguous to the head and traverses structural elements (1, 1'). A plastically deformable crimping portion (19) extends the assembling portion opposite to the head. Outer diameter of the crimping portion is less than or equal to an outer diameter of the assembling portion. The rod comprises a traction portion (22) provided with transversal peripheral grooves (24).

Description

La présente invention s'inscrit dans le domaine des dispositifs d'assemblage d'éléments structuraux. Elle concerne plus particulièrement un dispositif d'assemblage mis en oeuvre par déformation plastique. L'invention trouve en particulier, mais non limitativement, application pour l'assemblage structural dans le domaine aéronautique, spatial, ou dans tout autre domaine dans lequel les pièces assemblées sont fortement sollicitées, et notamment soumises à des vibrations, si bien qu'il est nécessaire que les assemblages réalisés présentent une résistance mécanique importante, ou au moins maîtrisée, et une très haute résistance notamment aux vibrations et au cisaillement. Pour répondre à de telles exigences, il a été développé dans l'art antérieur un système de fixation par sertissage de bague sur un élément traversant, pour assemblage structural. Ce système est notamment décrit dans le document US-B-2 531 048. Il comprend un rivet à tige centrale sécable, que l'on s'insère successivement à travers des perçages percés respectivement dans chacun des éléments à assembler, et une bague formée dans un alliage déformable, qui est destinée à être enfilée sur la tige du rivet, après insertion de cette dernière dans les perçages, et à être sertie sur la tige, au moyen d'un outillage adapté, de manière à maintenir les éléments structuraux fixés l'un contre l'autre. L'assemblage au moyen d'un tel dispositif et d'un outil adapté est relativement rapide à réaliser. La présente invention vise à améliorer les dispositifs d'assemblage d'éléments structuraux existants, et plus particulièrement celui présenté ci-avant, en proposant un dispositif qui présente une plus grande rapidité et une plus grande simplicité de mise en oeuvre. Le dispositif d'assemblage entre eux d'éléments structuraux selon l'invention comporte un rivet sous forme d'une seule pièce présentant une tête à une extrémité avant d'une tige. Cette tige comporte, selon un axe longitudinal, une pluralité de portions successives, dont au moins une première portion dite d'assemblage contigüe à la tête et destinée à traverser les éléments à assembler, et une deuxième portion dite de sertissage, qui prolonge la portion d'assemblage à l'opposé de la tête du rivet et qui est plastiquement déformable au moins en périphérie. La portion de sertissage présente en outre un diamètre externe inférieur ou égal à un diamètre externe de la portion d'assemblage. The present invention is in the field of assembly devices of structural elements. It relates more particularly to an assembly device implemented by plastic deformation. The invention finds in particular, but not exclusively, application for structural assembly in the aeronautical, space, or any other field in which the assembled parts are highly stressed, and in particular subjected to vibrations, so that It is necessary that the assemblies produced have a high mechanical strength, or at least controlled, and a very high resistance including vibration and shear. To meet such requirements, it has been developed in the prior art a fixing system by ring crimping on a through element, for structural assembly. This system is described in particular in document US Pat. No. 2,531,048. It comprises a rivet with a breakable central rod, which is successively inserted through holes pierced respectively in each of the elements to be assembled, and a formed ring. in a deformable alloy, which is intended to be threaded onto the rivet rod, after insertion of the latter in the bores, and to be crimped on the rod, by means of suitable tools, so as to maintain the structural elements fixed One against the other. Assembly by means of such a device and a suitable tool is relatively quick to achieve. The present invention aims to improve the assembly devices of existing structural elements, and more particularly that presented above, by providing a device that has a greater speed and greater simplicity of implementation. The assembly device between them structural elements according to the invention comprises a rivet in the form of a single piece having a head at a front end of a rod. This rod comprises, along a longitudinal axis, a plurality of successive portions, including at least a first portion said assembly contiguous to the head and intended to pass through the elements to be assembled, and a second portion called crimping, which extends the portion assembly opposite the rivet head and which is plastically deformable at least peripherally. The crimping portion further has an outer diameter less than or equal to an outer diameter of the assembly portion.

Selon l'invention, la portion de sertissage forme avantageusement une partie intégrante de la tige. L'assemblage peut par conséquent être réalisé directement au moyen du rivet, sans aucune étape de préparation préalable de ce dernier. Il n'est notamment pas nécessaire, comme c'est le cas avec les dispositifs de l'art antérieur, de manipuler une bague pour l'insérer autour de la tige d'un rivet et la positionner dans une position adéquate pour permettre la réalisation du sertissage. Selon l'invention, l'élément à sertir du dispositif, qui constitue une portion même de la tige du rivet, en est solidaire depuis dès la sortie de la chaîne de fabrication, et avant son utilisation pour l'assemblage d'éléments structuraux, et notamment son introduction dans ces derniers. Il est directement et à lui seul opérant pour le sertissage. Le dispositif selon l'invention est livré sous forme d'une seule pièce, prête à l'emploi. Une seule pièce doit être stockée et gérée par les services de logistique. Il en résulte un gain de temps et un gain financier importants. Les opérations d'assemblage sont plus rapides et plus simples à effectuer que dans le cas des dispositifs de l'art antérieur. De façon tout à fait avantageuse, le dispositif selon l'invention ne nécessite en outre pas pour son utilisation d'outillage spécifique, et il peut être mis en oeuvre au moyen d'outils classiques déjà existants pour ce genre d'application. Entre autres avantages, on peut également citer que le rivet selon l'invention est inséré par un seul côté de l'assemblage, ce qui est notamment tout à fait avantageux dans les cas où l'assemblage n'est facilement accessible que par un seul côté. De plus, il est avantageusement en mesure d'installer une tension élevée dans l'assemblage. Pour la réalisation de l'assemblage, le rivet est mis en place par insertion de sa tige successivement à travers des perçages ménagés à cet effet dans les éléments structuraux à assembler, jusqu'à amener une face arrière de la tête, située en regard de la tige, sensiblement en appui contre la surface externe d'un des éléments. Cette opération d'insertion de la tige dans les perçages est avantageusement autorisée par le fait que la portion de sertissage présente un diamètre externe inférieur ou égal à celui de la portion d'assemblage de la tige. La portion de sertissage présente de préférence un diamètre externe sensiblement constant sur toute sa longueur, mesurée selon l'axe longitudinal de la tige, et sensiblement égal à un diamètre externe de la portion d'assemblage, également sensiblement constant sur toute la longueur de cette dernière. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, la tige comporte une troisième portion dite de traction, pourvue de rainures périphériques transversales, prolongeant la portion de sertissage à l'opposé de la portion d'assemblage, et de diamètre externe inférieur ou égal à un diamètre externe de la portion d'assemblage. La tige est sécable au niveau d'une zone de rupture ménagée entre la portion de sertissage et la portion de traction. Une telle caractéristique a avantageusement pour effet de permettre la mise en oeuvre du dispositif selon l'invention au moyen des sertisseuses classiques utilisées pour la fixation par les dispositifs de l'art antérieur, notamment ceux qui sont couramment commercialisés sous le nom Lockbolt. Une fois le sertissage réalisé, la portion de traction de la tige dépassant de la portion sertie est éliminée, de la même manière que pour les dispositifs de l'art antérieur. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, afin d'assurer un bon engagement de la déformation de la portion de sertissage de la tige lors du sertissage, cette portion comporte une gorge interne annulaire s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal de la tige, et débouchant sur un bord arrière de la portion de sertissage opposé à la portion d'assemblage. La portion de sertissage présente en outre de préférence une surface périphérique externe crénelée, ce qui favorise avantageusement un bon fluage de la matière qui la compose au contact de l'outil de sertissage. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, une rainure périphérique est formée sur la tige entre la portion d'assemblage et la portion de sertissage. Cette rainure délimite avantageusement la zone de déformation plastique du rivet nécessaire à la réalisation du sertissage. Le rivet selon l'invention peut être formé en tout matériau présentant une malléabilité suffisante pour pouvoir être serti, avec une préférence pour les alliages métalliques. Il est par exemple, mais non limitativement, formé en alliage d'aluminium, ou encore en titane. According to the invention, the crimping portion advantageously forms an integral part of the rod. The assembly can therefore be made directly by means of the rivet, without any step of prior preparation of the latter. In particular, it is not necessary, as is the case with the devices of the prior art, to manipulate a ring to insert it around the stem of a rivet and to position it in a suitable position to allow the realization crimping. According to the invention, the crimping element of the device, which constitutes a portion of the rivet rod itself, is integral since the output of the production line, and before its use for the assembly of structural elements, and especially its introduction in these. He is directly and alone operating for crimping. The device according to the invention is delivered in one piece, ready for use. One piece must be stored and managed by the logistics department. This results in significant time savings and financial gain. The assembly operations are faster and simpler to perform than in the case of devices of the prior art. Advantageously, the device according to the invention also does not require for its use specific tooling, and it can be implemented by means of conventional tools already existing for this kind of application. Among other advantages, it may also be mentioned that the rivet according to the invention is inserted on one side of the assembly, which is particularly advantageous in cases where the assembly is easily accessible only by one side. In addition, it is advantageously able to install a high voltage in the assembly. For the realization of the assembly, the rivet is put in place by inserting its rod successively through holes provided for this purpose in the structural elements to be assembled, until bringing a rear face of the head, located next to the rod, substantially resting against the outer surface of one of the elements. This inserting operation of the rod in the bores is advantageously authorized by the fact that the crimping portion has an outer diameter less than or equal to that of the assembly portion of the rod. The crimping portion preferably has a substantially constant outer diameter throughout its length, measured along the longitudinal axis of the rod, and substantially equal to an outer diameter of the assembly portion, also substantially constant over the entire length of this portion. last. In preferred embodiments of the invention, the rod comprises a third so-called traction portion, provided with transverse peripheral grooves, extending the crimping portion opposite the assembly portion, and having a smaller or smaller external diameter. to an outer diameter of the assembly portion. The rod is breakable at a rupture zone formed between the crimping portion and the traction portion. Such a feature advantageously has the effect of enabling the implementation of the device according to the invention by means of conventional crimping used for fixing by the devices of the prior art, including those which are currently marketed under the name Lockbolt. Once the crimping is done, the traction portion of the rod protruding from the crimped portion is eliminated, in the same manner as for the devices of the prior art. According to an advantageous characteristic of the invention, in order to ensure a good engagement of the deformation of the crimping portion of the rod during crimping, this portion comprises an annular internal groove extending substantially parallel to the longitudinal axis of the crimping portion. rod, and opening on a rear edge of the crimping portion opposite the assembly portion. The crimping portion preferably also has a crenellated outer peripheral surface, which advantageously promotes a good flow of the material that composes it in contact with the crimping tool. In preferred embodiments of the invention, a peripheral groove is formed on the rod between the assembly portion and the crimping portion. This groove advantageously delimits the zone of plastic deformation of the rivet necessary for the realization of crimping. The rivet according to the invention may be formed of any material having sufficient malleability to be crimped, with a preference for metal alloys. It is for example, but not limited to, formed of aluminum alloy, or titanium.

L'invention concerne également un procédé de fabrication du rivet selon l'invention. Selon une variante de l'invention, le rivet est formé en monobloc, en un seul matériau. Le procédé de fabrication comporte alors principalement des opérations d'usinage et/ou de formage, à partir d'un bloc d'une matière appropriée, le cas échéant associées à des opérations supplémentaires de traitement de la portion dite de sertissage, au moins en périphérie, par exemple par trempe locale ou traitement thermique, de sorte à augmenter sa capacité de déformation plastique. The invention also relates to a method of manufacturing the rivet according to the invention. According to a variant of the invention, the rivet is formed in one piece, in a single material. The manufacturing process then mainly comprises machining and / or forming operations, starting from a block of a suitable material, where appropriate associated with additional operations for treating the so-called crimping portion, at least in part. periphery, for example by local quenching or heat treatment, so as to increase its plastic deformation capacity.

Dans d'autres variantes préférées de l'invention, la portion de sertissage est formée, au moins en périphérie, par fixation sur la tige d'un élément plastiquement déformable, formé en matériau à plus grande capacité de déformation que celui de la tige. Cette opération peut être réalisée par exemple, mais non limitativement, par brasage, soudage ou sertissage, lors du procédé de fabrication du rivet. Dans tous les cas, en sortie de chaîne de fabrication, préalablement à son introduction dans les perçages réalisés dans les éléments structuraux, le rivet se présente sous forme d'une seule pièce, intégrant les moyens de sertissage. In other preferred embodiments of the invention, the crimping portion is formed, at least peripherally, by fixing on the rod of a plastically deformable element, formed of material with greater deformation capacity than that of the rod. This operation can be performed for example, but not limited to, by soldering, welding or crimping, during the rivet manufacturing process. In all cases, at the output of the production line, prior to its introduction into the holes made in the structural elements, the rivet is in the form of a single piece, incorporating the crimping means.

L'invention sera maintenant plus précisément décrite dans le cadre de modes de réalisation préférés, qui n'en sont nullement limitatifs, représentés sur les figures 1 à 5f, dans lesquelles : - la figure 1 représente un dispositif de fixation selon l'art antérieur, mis en place pour l'assemblage d'éléments structuraux ; - les figures 2a à 2d illustrent les étapes successives d'assemblage des éléments structuraux au moyen du dispositif de la figure 1 et d'un outil adapté ; - la figure 3 représente en vue en élévation un dispositif selon l'invention mis en place pour l'assemblage d'éléments structuraux ; - la figure 4 montre en vue en coupe partielle selon un plan longitudinal la portion de sertissage du dispositif de la figure 3 ; - et les figures 5a à 5f illustrent les étapes successives d'assemblage des éléments structuraux au moyen du dispositif de la figure 3 et d'un outillage adapté. Un dispositif d'assemblage d'éléments structuraux 1, 1' selon l'art antérieur, du type couramment commercialisé sous le nom Lockbolt, est représenté sur la figure 1. Ce dispositif se compose de deux pièces distinctes l'une de l'autre, un rivet 3 et une bague 4. The invention will now be more specifically described in the context of preferred embodiments, which are in no way limiting, shown in Figures 1 to 5f, in which: - Figure 1 shows a fixing device according to the prior art , set up for the assembly of structural elements; FIGS. 2a to 2d illustrate the successive steps of assembly of the structural elements by means of the device of FIG. 1 and of a suitable tool; - Figure 3 shows an elevational view of a device according to the invention set up for the assembly of structural elements; - Figure 4 shows in partial sectional view along a longitudinal plane of the crimping portion of the device of Figure 3; and FIGS. 5a to 5f illustrate the successive steps of assembly of the structural elements by means of the device of FIG. 3 and adapted tooling. A device for assembling structural elements 1, 1 'according to the prior art, of the type currently marketed under the name Lockbolt, is shown in FIG. 1. This device consists of two separate parts from each other , a rivet 3 and a ring 4.

Le rivet 3 comporte une tête 5 et une tige 6. Il est de façon classique constitué en une matière métallique. La tige 6 comprend une partie avant cylindrique 7, se terminant à une extrémité avant par la tête 5. A une extrémité arrière opposée, la partie avant de la tige se prolonge par une partie de blocage rainurée 8, qui est elle-même séparée d'une partie arrière 10 de la tige par une gorge de rupture 9. La partie arrière 10 est en outre également partiellement rainurée. La bague 4 est formée en matériau déformable. Elle présente un diamètre interne légèrement supérieur au plus grand diamètre externe de la partie de blocage 8 de la tige, et une hauteur sensiblement égale à celle de cette partie de blocage. Pour la réalisation de l'assemblage des éléments structuraux 1 et 1', la tige 6 du rivet est insérée successivement à travers des perçages ménagés à cet effet dans les éléments 1, 1'. De façon classique, le rivet est choisi en fonction de l'épaisseur cumulée des éléments structuraux, de telle sorte que sa partie avant 7 présente une longueur légèrement supérieure à cette dernière. The rivet 3 comprises a head 5 and a rod 6. It is conventionally made of a metallic material. The rod 6 comprises a cylindrical front portion 7, terminating at a front end by the head 5. At an opposite rear end, the front portion of the rod is extended by a grooved locking portion 8, which is itself separated by a rear portion 10 of the rod by a rupture groove 9. The rear portion 10 is further also partially grooved. The ring 4 is formed of deformable material. It has an inner diameter slightly greater than the largest outer diameter of the locking portion 8 of the rod, and a height substantially equal to that of the locking portion. For the realization of the assembly of the structural elements 1 and 1 ', the rod 6 of the rivet is inserted successively through holes provided for this purpose in the elements 1, 1'. Conventionally, the rivet is chosen according to the cumulative thickness of the structural elements, so that its front portion 7 has a length slightly greater than the latter.

Ainsi, lorsque la tige est positionnée dans les perçages, dans une position dans laquelle la tête 5 du rivet est plaquée contre la surface externe 11 du premier élément 1, ou affleure cette surface selon la conformation du bord du perçage, la partie avant 7 de la tige est entièrement disposée à l'intérieur des perçages, et la partie de blocage 8 est disposée à l'extérieur, juste au dessus de la surface externe 12 du second élément 1'. Une fois le rivet positionné à travers les éléments 1, 1', la bague 4 est enfilée autour de la tige 6, par une extrémité arrière 13 de cette dernière, jusqu'à venir entourer la partie de blocage 8. L'assemblage est ensuite réalisé au moyen d'un outil spécifique, par exemple une sertisseuse hydraulique, dont le nez de pose 14 est illustré de façon schématique sur les figures 2a à 2d. L'outil est appliqué extérieurement autour de la partie arrière de la tige 6, de manière à venir en appui contre la face arrière de la bague 4. Par une pince 16 à mâchoires crénelées venant s'accrocher sur les rainures de la partie arrière 10 de la tige, il exerce une traction sur cette dernière, en prenant appui sur la bague 4 qui est poussée en direction de la tête 5 du rivet, ce qui a pour effet de plaquer l'un contre l'autre les éléments 1, 1' coincés entre la tête 5 du rivet et la bague 4. Lorsque l'effort de traction est maintenu, il entraîne le sertissage de la bague 4, comme illustré sur la figure 2b, par fluage de la matière qui la compose entre les rainures de la partie de blocage 8. Sur cette figure, pour une meilleure compréhension, on a représenté seulement une moitié longitudinale de la bague 4, de manière à faire apparaître ces rainures de blocage. Le sertissage est réalisé alors que la tige est toujours maintenue en traction par la pince 16. Thus, when the rod is positioned in the bores, in a position in which the head 5 of the rivet is pressed against the outer surface 11 of the first element 1, or is flush with this surface according to the conformation of the edge of the bore, the front portion 7 of the rod is entirely disposed inside the bores, and the locking portion 8 is disposed outside, just above the outer surface 12 of the second element 1 '. Once the rivet is positioned through the elements 1, 1 ', the ring 4 is threaded around the rod 6, by a rear end 13 of the latter, until it comes to surround the locking portion 8. The assembly is then realized by means of a specific tool, for example a hydraulic crimper, whose insertion nose 14 is illustrated schematically in Figures 2a to 2d. The tool is applied externally around the rear portion of the rod 6, so as to bear against the rear face of the ring 4. By a pair of forceps 16 with serrated jaws clinging onto the grooves of the rear portion 10 the rod, it exerts a traction on the latter, by bearing on the ring 4 which is pushed towards the head 5 of the rivet, which has the effect of pressing against each other the elements 1, 1 'When the tensile force is maintained, it causes crimping of the ring 4, as illustrated in FIG. 2b, by creep of the material which composes it between the grooves of the rivet 5. In this figure, for better understanding, only one longitudinal half of the ring 4 is shown, so as to reveal these locking grooves. The crimping is performed while the rod is still maintained in traction by the clamp 16.

L'effort de traction sur la tige est ainsi appliqué jusqu'au blocage complet de la bague et cesse à la rupture calibrée de la tige au niveau de la gorge de rupture 9, sensiblement au ras de la bague sertie 4, comme représenté sur la figure 2c. Sous l'effet du relâchement brutal de l'effort de traction exercé sur la tige, les parties restantes de la tige se rétractent. La partie de blocage sur laquelle la bague sertie se trouve en prise est ramenée par un effet de retour élastique vers la tête 5 du rivet. Ainsi, après assemblage, la partie de rivet comprise entre la tête et la partie de sertissage est en tension axiale et en compression radiale dans les perçages des éléments structuraux à assembler. Cette tension installée plaque l'un contre l'autr et selon l'axe du rivet les deux éléments structuraux ainsi assemblés Le nez de pose est ensuite dégagé de la bague sertie 4, pour obtenir l'assemblage illustré sur la figure 2d. La bague sertie 4 forme un léger rebord évasé 17 dans sa partie avant, qui vient en appui contre la face externe 12 de l'élément structural 1' en vis-à-vis, en périphérie du perçage traversé par la tige. The tensile force on the rod is thus applied until the complete locking of the ring and stops at the calibrated rupture of the rod at the level of the rupture groove 9, substantially flush with the crimped ring 4, as shown in FIG. Figure 2c. Under the effect of the sudden release of the tensile force exerted on the rod, the remaining parts of the rod retract. The locking portion on which the crimped ring is engaged is returned by an elastic return effect to the head 5 of the rivet. Thus, after assembly, the rivet portion between the head and the crimping portion is in axial tension and in radial compression in the bores of the structural elements to be assembled. This installed tension plate against one another and along the axis of the rivet the two structural elements thus assembled The laying nose is then released from the crimped ring 4, to obtain the assembly shown in Figure 2d. The crimped ring 4 forms a slight flared flange 17 in its front portion, which abuts against the outer face 12 of the structural element 1 'vis-à-vis, the periphery of the bore traversed by the rod.

Ce dispositif selon l'art antérieur permet la réalisation d'assemblages solides, résistant notamment aux vibrations et au cisaillement, et particulièrement adaptés aux exigences du domaine aéronautique ou spatial. Un dispositif selon l'invention est représenté sur la figure 3. Il s'applique à l'assemblage l'un à l'autre d'éléments structuraux 1, 1' pouvant être de tout type. Un domaine d'application préféré du dispositif selon l'invention est l'assemblage d'éléments structuraux entrant dans la constitution d'appareils aéronautiques ou spatiaux. Le dispositif selon l'invention se compose dans le mode de réalisation préféré de l'invention représenté sur les figures d'une unique pièce 18, qui consiste en un rivet. Ce rivet comprend une tête 20 à une extrémité avant d'une tige à axe longitudinal, globalement cylindrique. La tige comporte plusieurs portions successives selon son axe longitudinal. Une première portion, d'assemblage, 21 est contigüe à une extrémité à la tête 20 et à une extrémité opposée à une deuxième portion, de sertissage, 19. Cette portion de sertissage se prolonge elle-même par une troisième portion, ou queue de traction, 22. This device according to the prior art allows the realization of solid assemblies, particularly resistant to vibration and shear, and particularly suited to the requirements of the aeronautical or space. A device according to the invention is shown in Figure 3. It applies to the assembly to each other of structural elements 1, 1 'can be of any type. A preferred field of application of the device according to the invention is the assembly of structural elements used in the constitution of aeronautical or space apparatus. The device according to the invention is composed in the preferred embodiment of the invention shown in the figures of a single piece 18, which consists of a rivet. This rivet comprises a head 20 at a front end of a rod with a longitudinal axis, generally cylindrical. The stem has several successive portions along its longitudinal axis. A first assembly portion 21 is contiguous at one end to the head 20 and at an end opposite a second crimping portion 19. This crimping portion is itself extended by a third portion, or tail of traction, 22.

La portion d'assemblage 21 présente de préférence un diamètre sensiblement constant sur toute sa longueur mesurée selon l'axe longitudinal de la tige. Elle est destinée, comme illustré sur la figure 3, à être insérée successivement à travers des perçages ménagés à cet effet respectivement dans chacun des éléments structuraux 1, 1'. On désignera dans la présente description par élément extérieur 1 l'élément qui se trouvera dans l'assemblage final du côté de la tête 20 du rivet, et par élément intérieur 1' l'élément qui lui est assemblé. Ces éléments structuraux 1, 1' sont destinés, dans l'assemblage final, à être maintenus l'un contre l'autre par leurs faces dites internes en regard l'une de l'autre, par opposition à leurs faces dites externes respectivement 11 et 12, disposées chacune sur les faces opposées de l'assemblage. La portion de sertissage 19 qui est contigüe à la portion d'assemblage 21 présente également de préférence un diamètre sensiblement constant sur toute sa longueur, également mesurée selon l'axe longitudinal de la tige. Dans toute configuration du rivet selon l'invention, le plus grand diamètre externe de la portion de sertissage est inférieur ou égal au plus grand diamètre externe de la portion d'assemblage 21, et par conséquent inférieur au diamètre des perçages réalisés dans les éléments structuraux. La portion de sertissage est formée, au moins en périphérie, en un matériau plastiquement déformable. La portion d'assemblage 21 et la portion de sertissage 19 sont de préférence séparées par une rainure périphérique 23, dont le rôle est de délimiter une zone de déformation plastique. La queue de traction 22 présente également un plus grand diamètre externe inférieur ou égal au plus grand diamètre externe de la portion d'assemblage 21, et donc inférieure au diamètre des perçages. Elle est pourvue, sur au moins une partie de sa longueur, de rainures périphériques transversales 25. La portion de sertissage 19 et la queue de traction 22 sont séparées l'une de l'autre par une zone de rupture calibrée 25, au niveau de laquelle la tige est sécable. Cette zone de rupture 25 consiste de préférence en une gorge périphérique de moindre épaisseur ménagée sur la tige, qui constitue une zone de faiblesse de la tige. La portion de sertissage 19 est représentée de façon plus détaillée, en vue en coupe partielle selon un plan longitudinal, sur la figure 4. Elle comporte de préférence une gorge interne annulaire 26 sensiblement parallèle à l'axe longitudinal de la tige, et qui débouche sur un bord arrière 27 de la portion de sertissage, situé du côté de la portion de traction 22 et de la gorge de rupture 25. Elle présente en outre une surface périphérique externe 28 crénelée. The assembly portion 21 preferably has a substantially constant diameter over its entire length measured along the longitudinal axis of the rod. It is intended, as illustrated in Figure 3, to be inserted successively through holes provided for this purpose respectively in each of the structural elements 1, 1 '. In the present description, the outer element 1 will be referred to as the element which will be in the final assembly on the side of the rivet head 20, and by the inner element 1 'as the element which is assembled to it. These structural elements 1, 1 'are intended, in the final assembly, to be held against each other by their so-called internal faces opposite one another, as opposed to their so-called external faces respectively 11 and 12, each disposed on the opposite faces of the assembly. The crimping portion 19 which is contiguous to the assembly portion 21 also preferably has a substantially constant diameter over its entire length, also measured along the longitudinal axis of the rod. In any configuration of the rivet according to the invention, the largest outside diameter of the crimping portion is less than or equal to the largest outside diameter of the assembly portion 21, and therefore less than the diameter of the holes made in the structural elements. . The crimping portion is formed, at least peripherally, in a plastically deformable material. The assembly portion 21 and the crimping portion 19 are preferably separated by a peripheral groove 23, the role of which is to delimit a plastic deformation zone. The pulling tail 22 also has a larger external diameter less than or equal to the largest outer diameter of the assembly portion 21, and therefore less than the diameter of the bores. It is provided, over at least a part of its length, transverse peripheral grooves 25. The crimping portion 19 and the pulling tail 22 are separated from each other by a calibrated breaking zone 25, at the level of which the stem is breakable. This rupture zone 25 preferably consists of a peripheral groove of lesser thickness formed on the stem, which constitutes a zone of weakness of the rod. The crimping portion 19 is shown in greater detail, in partial sectional view along a longitudinal plane, in FIG. 4. It preferably comprises an annular internal groove 26 substantially parallel to the longitudinal axis of the rod, and which opens on a rear edge 27 of the crimping portion, located on the side of the traction portion 22 and the rupture groove 25. It further has an outer peripheral surface 28 crenellated.

Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, le rivet 18 est fabriqué d'une seule pièce en usine, de préférence principalement par des opérations de formage ou d'usinage. Il est de préférence constitué en une seule et même matière, qui présente une malléabilité suffisante pour permettre le sertissage de la portion de sertissage 19. Il peut par exemple être formé en alliage d'aluminium ou en titane, ou encore par exemple en alliage de nickel et de cuivre, etc. On peut cependant également envisager dans le cadre de l'invention que la portion de sertissage, au moins sa partie périphérique, d'une part, et le reste de la tige d'autre part, soient réalisés en des matériaux différents. La portion de sertissage peut en particulier, au moins pour sa partie périphérique, être fixée à la tige lors des opérations de fabrication du rivet, par exemple par brasage, soudage par friction ou soudage par induction. La gorge annulaire 26 est dans ce cas réalisée après cette opération. Le rivet 18 permet à lui seul, sans qu'il soit nécessaire de lui adjoindre 25 des pièces supplémentaires, d'assembler entre eux des éléments structuraux 1, 1', comme illustré sur les figures 5a à 5f. Le rivet 18 est tout d'abord inséré, par une extrémité arrière 29 de sa tige, à travers les perçages réalisés à cet effet dans les éléments structuraux 1, 1', jusqu'à ce que sa tête 20 vienne en appui contre la surface externe 11 de 30 l'élément extérieur 1. Le rivet a été choisi en fonction de l'épaisseur des éléments 1, 1' à assembler, de telle sorte que la longueur de la portion d'assemblage 21 soit très légèrement supérieure à l'épaisseur cumulée de ces éléments. En particulier, pour tous les assemblages structuraux travaillant en cisaillement, il est avantageusement prévu que l'extrémité arrière de la portion d'assemblage 21 dépasse du second élément structural 1'. Ainsi, lorsque la tête 20 est appliquée contre la surface externe 11 de l'élément extérieur 1, la portion d'assemblage 21 dépasse très légèrement au-dessus de la surface externe 12 de l'élément intérieur 1', comme illustré sur la figure 5a. La taille des perçages formés dans les éléments structuraux 1, 1' et la section de la portion d'assemblage 21 de la tige sont choisis pour que cette portion emplisse entièrement ces perçages. L'insertion du rivet 18 dans les perçages est permise par le fait que les autres portions de la tige, plus particulièrement la portion de sertissage 19 et la portion de traction 22, présentent un diamètre externe inférieur, ou de préférence égal, au diamètre externe de la portion d'assemblage. Un outil fonctionnant de manière similaire à celui utilisé pour les dispositifs d'assemblage selon l'art antérieur, peut être mis en oeuvre pour réaliser le sertissage. On a représenté sur les figures 5a à 5f de façon schématique le nez de pose 14 de cet outil. Ce nez de pose est disposé autour de la queue de traction 22 de la tige du rivet, de façon telle qu'une pince 16 à mâchoires crénelées qu'il comporte vienne en prise avec les rainures 24 de cette queue de traction 22 de la tige, et s'y accroche solidement. Dans le même temps, le nez de l'outil est appliqué contre le bord arrière 27 de la portion de sertissage 19. In preferred embodiments of the invention, the rivet 18 is manufactured integrally at the factory, preferably primarily by forming or machining operations. It is preferably made of a single material, which has sufficient malleability to allow the crimping portion 19 to be crimped. It may for example be formed of aluminum alloy or titanium, or for example alloy of nickel and copper, etc. However, it can also be considered in the context of the invention that the crimping portion, at least its peripheral portion, on the one hand, and the rest of the rod on the other hand, are made of different materials. The crimping portion may in particular, at least for its peripheral portion, be fixed to the rod during rivet manufacturing operations, for example by soldering, friction welding or induction welding. The annular groove 26 is in this case performed after this operation. The rivet 18 alone allows, without it being necessary to add additional parts, assembling together structural elements 1, 1 ', as shown in Figures 5a to 5f. The rivet 18 is first inserted, through a rear end 29 of its rod, through the holes made for this purpose in the structural elements 1, 1 ', until its head 20 bears against the surface external element 11 of the outer element 1. The rivet has been chosen according to the thickness of the elements 1, 1 'to be assembled, so that the length of the assembly portion 21 is slightly greater than the cumulative thickness of these elements. In particular, for all structural assemblies working in shear, it is advantageously provided that the rear end of the assembly portion 21 protrudes from the second structural element 1 '. Thus, when the head 20 is applied against the outer surface 11 of the outer member 1, the assembly portion 21 protrudes slightly above the outer surface 12 of the inner member 1 ', as illustrated in FIG. 5a. The size of the bores formed in the structural elements 1, 1 'and the section of the assembly portion 21 of the rod are chosen so that this portion completely fills these holes. The insertion of the rivet 18 into the bores is permitted by the fact that the other portions of the rod, more particularly the crimping portion 19 and the traction portion 22, have a smaller external diameter, or preferably equal to the external diameter. of the assembly portion. A tool operating in a manner similar to that used for the assembly devices according to the prior art, can be implemented to perform crimping. FIGS. 5a to 5f show diagrammatically the laying nose 14 of this tool. This laying nose is arranged around the pulling tail 22 of the rivet rod, such that a crenelated jaw clamp 16 that it has engages with the grooves 24 of this pulling tail 22 of the rod. and clings securely to it. At the same time, the nose of the tool is applied against the rear edge 27 of the crimping portion 19.

Un effort de traction est alors exercé au moyen de cette pince 16 sur la queue de traction 22 de la tige, en éloignement de la tête 20 du rivet, en même temps que l'outil vient prendre appui et presser contre le bord arrière 27 de la portion de sertissage 19. Ces efforts combinés ont pour effet de mettre la tige en extension et en même temps de repousser la matière située en périphérie de la portion de sertissage 19, au-delà de la gorge annulaire 26, vers la surface externe 12 de l'élément structural intérieur 1', contre laquelle cette matière est écrasée par déformation plastique, comme représenté sur les figures 5b puis 5c. Lors de cette opération, la présence de la gorge annulaire 26 assure que soit réalisé un bon engagement du mouvement de déformation de la portion de sertissage 19 dans la direction voulue, c'est-à-dire vers la surface 12 de l'élément intérieur 1', sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal de la tige. Au fur et à mesure de l'avancement de l'opération, un bon fluage de la matière est en outre avantageusement facilité par le profil crénelé de la portion de sertissage, qui se trouve en contact avec l'outil de sertissage. Ceci diminue avantageusement le risque de rupture prématurée de la tige au niveau de la zone de rupture 25. La matière repoussée forme à la surface de l'élément supérieur 1', à la base de la portion de sertissage 19, un rebord périphérique 29 qui s'étend autour du perçage ménagé dans l'élément 1' pour le passage de la tige du rivet. A traction force is then exerted by means of this clamp 16 on the pulling tail 22 of the rod, away from the head 20 of the rivet, at the same time as the tool comes to bear and press against the rear edge 27 of the crimping portion 19. These combined efforts have the effect of putting the rod in extension and at the same time to push the material located at the periphery of the crimping portion 19, beyond the annular groove 26, to the outer surface 12 of the inner structural element 1 ', against which this material is crushed by plastic deformation, as shown in Figures 5b and 5c. During this operation, the presence of the annular groove 26 ensures that a good engagement of the deformation movement of the crimping portion 19 in the desired direction, that is to say towards the surface 12 of the inner element, is achieved. 1 ', substantially parallel to the longitudinal axis of the rod. As the progress of the operation progresses, a good creep of the material is also advantageously facilitated by the crenellated profile of the crimping portion, which is in contact with the crimping tool. This advantageously decreases the risk of premature rupture of the rod at the rupture zone 25. The pressed material forms on the surface of the upper element 1 ', at the base of the crimping portion 19, a peripheral rim 29 which extends around the bore formed in the element 1 'for the passage of the rivet rod.

Une fois l'intégralité de la matière constituant la périphérie de la portion de sertissage 19 écrasée contre la surface externe 12 de l'élément supérieur 1', comme représenté sur la figure 5c, l'effort de traction sur la tige est augmenté, jusqu'à atteindre la rupture de cette dernière au niveau de la gorge de rupture 25, comme illustré sur la figure 5d. Cette rupture a pour effet d'entraîner la rétractation de la portion d'assemblage 21 et de la portion de sertissage 19, et la compression l'un contre l'autre des éléments structuraux 1 et 1' entre la tête 20 du rivet et le rebord 29 de la portion de sertissage, qui tendent à être ramenés l'un vers l'autre par un effet de rappel élastique. Une fois le nez de l'outil dégagé, comme illustré sur la figure 5e, on obtient l'assemblage représenté sur la figure 5f, dans lequel les éléments structuraux 1, 1' sont solidement maintenus l'un contre l'autre par le rivet serti selon l'invention. Les opérations de réalisation de cet assemblage ont été simples et rapides à effectuer, puisqu'une seule pièce, le rivet 18, a du être manipulée, et qui plus est sans nécessiter aucune étape de préparation préalable liée à l'opération de sertissage proprement dite. L'assemblage est résistant, et il est notamment apte à résister à des forces de vibration, d'arrachement ou de cisaillement importantes, si bien qu'il est tout à fait adapté aux exigences particulièrement drastiques en la matière dans le domaine aéronautique ou spatial. Once all the material constituting the periphery of the crimping portion 19 crushed against the outer surface 12 of the upper member 1 ', as shown in Figure 5c, the tensile force on the rod is increased, until to achieve breaking of the latter at the rupture groove 25, as shown in Figure 5d. This rupture has the effect of causing the retraction of the assembly portion 21 and the crimping portion 19, and the compression against each other of the structural elements 1 and 1 'between the head 20 of the rivet and the flange 29 of the crimping portion, which tend to be brought towards one another by an elastic return effect. Once the nose of the tool has been cleared, as shown in FIG. 5e, the assembly represented in FIG. 5f is obtained, in which the structural elements 1, 1 'are securely held against each other by the rivet. crimped according to the invention. The operations of making this assembly were simple and quick to perform, since one piece, the rivet 18, had to be manipulated, and what is more without requiring any preliminary preparation step related to the actual crimping operation . The assembly is resistant, and it is particularly capable of withstanding significant vibration, tearing or shearing forces, so that it is entirely adapted to the particularly drastic requirements in the field in the aeronautical or space field .

L'invention a été décrite ci-avant en prenant pour exemple de mise en oeuvre du sertissage un outil classique existant. Ce mode de mise en oeuvre n'est en aucun cas limitatif de l'invention, et tout autre outil de configuration différente adapté peut également être utilisé. On peut notamment envisager de réaliser le sertissage du dispositif selon l'invention au moyen d'outillages de pose automatique ou semi-automatique. Dans ce cas, l'invention n'exclut pas, pour faciliter la mise en oeuvre de ces outillages, que la tige du rivet soit dépourvue de queue arrière de traction, mais composée uniquement de la portion d'assemblage et de la portion de sertissage. Dans ce cas, pendant l'opération de sertissage, le rivet est maintenu en exerçant une contre-poussée au niveau de la tête, par exemple au moyen d'une bouterolle, le sertissage étant terminé lorsque la poussée / contre-poussée atteint une valeur prédéterminée. La description ci-avant illustre clairement que par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs qu'elle s'était fixés. En particulier, elle fournit un rivet à sertir pour l'assemblage d'éléments structuraux l'un contre l'autre, qui est rapide et simple à mettre en oeuvre, et qui permet d'obtenir un assemblage solide des éléments, résistant notamment aux forces de vibration et de cisaillement. The invention has been described above by taking as an example of implementation of crimping an existing conventional tool. This mode of implementation is in no way limiting of the invention, and any other tool of different configuration adapted can also be used. In particular, the crimping of the device according to the invention can be envisaged by means of automatic or semi-automatic installation tools. In this case, the invention does not exclude, to facilitate the implementation of these tools, that the rivet rod is devoid of tail rear traction, but composed only of the assembly portion and the crimping portion . In this case, during the crimping operation, the rivet is maintained by exerting a counter-thrust at the head, for example by means of a rivet, the crimping being completed when the thrust / counterpoise reaches a value predetermined. The above description clearly illustrates that by its different characteristics and advantages, the present invention achieves the objectives it has set for itself. In particular, it provides a crimping rivet for the assembly of structural elements against each other, which is quick and easy to implement, and which provides a solid assembly of the elements, particularly resistant to vibration and shear forces.

Claims

REVENDICATIONS1. Crimping device for assembling together structural elements (1, 1 '), characterized in that it comprises a rivet (18) in the form of a single piece having a head (20) at a front end of a rod comprising, along a longitudinal axis, a plurality of successive portions, at least a first said portion of assembly (21) contiguous to said head (20) and intended to pass through said elements (1, 1 '), and a second so-called crimping portion (19), plastically deformable at least peripherally, extending said assembly portion (21) opposite said head (20), and outer diameter less than or equal to an outer diameter of said portion of said assembly (21).

2. Device according to claim 1, characterized in that the rod comprises a third said portion of traction (22), provided with transverse peripheral grooves (24), extending said crimping portion (19) opposite said portion of assembly (21) and outer diameter less than or equal to an outer diameter of said connecting portion (21), and in that said rod is breakable at a rupture zone (25) formed between said portion of crimping (19) and said pulling portion (22).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the crimping portion (21) has an annular internal groove (26) extending substantially parallel to said longitudinal axis of the rod, and opening on a rear edge (27). said crimping portion (19) opposite said assembly portion (21).

4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the crimping portion (19) has an outer peripheral surface (28) crenellated.

5. Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a peripheral groove (23) is formed on the rod between said connecting portion (21) and said crimping portion (19).

6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the crimping portion (19) has a substantially constant outer diameter and substantially equal to an outer diameter of the connecting portion (21), also substantially constant.

7. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said rivet (18) is formed of aluminum alloy or titanium.

8. A method of manufacturing a device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the rivet (18) is formed in one piece.

9. A method of manufacturing a device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the crimping portion (19) is formed, at least peripherally, by fixing a plastically deformable element on the rod .