FR2983266A1

FR2983266A1 - Fastener e.g. blind rivet, has grooved part and deformable casing that are dimensioned such that external diameter of casing threaded on grooved part is lower or equal to largest external diameter of pin body

Info

Publication number: FR2983266A1
Application number: FR1160729A
Authority: FR
Inventors: Pierre Auriol
Original assignee: Etudes et Realisations Industrielles du Sud SARL ERIS
Current assignee: Etudes et Realisations Industrielles du Sud SARL ERIS
Priority date: 2011-11-24
Filing date: 2011-11-24
Publication date: 2013-05-31
Anticipated expiration: 2031-11-24
Also published as: FR2983266B1

Abstract

The fastener (O) has a pin (100) including a head (110) at an end and presenting a grooved part (120) with a set of grooves on a pin body. A deformable casing (200) is positioned without deformation on the grooved part before installation. The grooved part and the casing are dimensioned such that external diameter of the casing threaded on the grooved part is lower or equal to largest external diameter of the body. The body presents a non-grooved part (130) under the head, where diameter of the non-grooved part is joined with diameter of the grooved part by a truncated part (131). An independent claim is also included for a method for installing a fastener.

Description

- 1 - ORGANE DE FIXATION ET SON PROCÉDÉ D'INSTALLATION DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait à la fois au domaine des fixations de type rivet et à celui des fixations de type vis. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR Il existe dans l'art antérieur les rivets dits aveugles qui permettent de proposer une fixation de type rivet en ayant accès à un seul coté de l'assemblage. Ces fixations complexes ont pour inconvénient de ne pas offrir des surfaces d'appui, un couple de serrage ou une tension installée toujours suffisantes. Il existe les rivets non aveugles qui requièrent l'accès aux deux cotés de l'assemblage et la gestion de deux pièces selon deux circuits d'alimentation différents mais qui permettent d'obtenir les surfaces d'appui souhaitées. Dans cette catégorie, il existe notamment les organes de fixations dits "lockbolt" qui comprennent une broche et une bague, ladite broche comprenant une tête à une extrémité et présentant sur son corps, une partie rainurée d'une pluralité de rainures ou gorges de blocage permettant à la bague s'engageant sur la broche de venir s'y fixer par déformation. Cette bague vient s'engager sur la broche sur l'extrémité saillant hors du trou d'assemblage et présente un diamètre extérieur supérieur à celui du trou pour offrir une surface d'appui adéquate. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates both to the field of rivet type fasteners and to screw type fasteners. DESCRIPTION OF THE PRIOR ART In the prior art, there are so-called blind rivets which make it possible to propose a rivet type fastener while having access to only one side of the assembly. These complex fasteners have the disadvantage of not providing support surfaces, a tightening torque or an installed voltage always sufficient. There are non-blind rivets that require access to both sides of the assembly and the management of two parts in two different power circuits but which provide the desired support surfaces. In this category, there exist in particular the so-called "lockbolt" fasteners which comprise a pin and a ring, said pin comprising a head at one end and having on its body, a grooved part of a plurality of grooves or locking grooves. allowing the ring engaging on the pin to be fixed there by deformation. This ring is engaged on the pin on the projecting end out of the assembly hole and has an outer diameter greater than that of the hole to provide a suitable bearing surface.

Une fois une certaine contrainte axiale atteinte lors du sertissage de la bague sur la broche, l'extrémité de broche se casse au niveau d'une gorge de rupture prévue à cet effet. Il existe également les fixations vissées qui, au 35 moyen d'une vis et d'un écrou, apportent la surface d'appui et le serrage voulus mais requièrent l'accès des - 2 - deux côtés et la gestion de deux pièces. En addition de la gestion de l'arrivée de ces deux pièces, leurs positionnements respectifs (coaxialité, amorce du premier filet) constituent une difficulté 5 technique supplémentaire à résoudre qui complexifie à la fois les procédés et les effecteurs d'installations que les procédés sans pouvoir garantir la réalisation d'une fixation à caractéristiques répétitives (notamment en ce qui concerne la tension installée) d'un assemblage à 10 l'autre. DESCRIPTION DE L'INVENTION Partant de cet état de fait, la demanderesse a mené des recherches visant à solutionner les inconvénients des fixations existantes en proposant un organe de fixation 15 comprenant une broche et une douille déformable, ladite broche comprend une tête à une première extrémité et présente sur son corps une partie rainurée d'une pluralité de rainures ou gorges de blocage, remarquable en ce que la douille est positionnée sans déformation sur la partie 20 rainurée avant pose et en ce que ladite partie rainurée et la douille sont dimensionnées de sorte que le diamètre extérieur de la douille enfilée sur la partie rainurée soit inférieur ou égal au diamètre extérieur le plus grand du corps de broche. 25 Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle résout les inconvénients de l'art antérieur. En effet, en préformant une broche et une douille ayant un diamètre extérieur ne dépassant pas celui du trou formé dans l'assemblage, l'organe de fixation 30 autorise l'arrivée par un seul côté de l'assemblage tel un rivet aveugle. De plus, en proposant une configuration de type lockbolt, il assure la présence d'une surface d'appui autorisant le couple et la tension installée souhaitée 35 sans les inconvénients liés au positionnement d'un élément de l'organe de fixation par rapport à l'autre du fait que - 3 - la douille est prépositionnée sur la broche. Enfin, la fourniture d'organes de fixation présentant une broche et une douille proportionnées va permettre d'obtenir une grande répétabilité dans les caractéristiques de couple de serrage et de tension installée d'une fixation à l'autre. Cette caractéristique est rendue possible par la réalisation d'une douille de diamètre inférieur à celui habituellement proposé par la bague de sertissage par exemple d'un rivet de type "lockbolt". Ce diamètre inférieur ne constitue pas un obstacle à l'obtention d'une surface d'appui importante en ce que la douille lors de sa déformation va s'épanouir dans son mouvement relatif de rapprochement vers la tête. Once a certain axial stress is reached during the crimping of the ring on the spindle, the end of the spindle breaks at a rupture groove provided for this purpose. There are also screwed fasteners which, by means of a screw and a nut, provide the desired support surface and clamping but require access from both sides and management of two pieces. In addition to the management of the arrival of these two parts, their respective positions (coaxiality, first net primer) constitute an additional technical difficulty to be solved which complicates both the processes and the effectors of installations that the processes without to be able to guarantee the achievement of a fixation with repetitive characteristics (in particular as regards the installed tension) from one assembly to the other. DESCRIPTION OF THE INVENTION Based on this state of affairs, the Applicant has carried out research aimed at solving the drawbacks of existing fasteners by proposing a fixing member comprising a pin and a deformable bushing, said pin comprising a head at a first end. and has on its body a grooved portion of a plurality of grooves or locking grooves, characterized in that the bushing is positioned without deformation on the grooved portion prior to installation and in that said grooved portion and the bushing are dimensioned so that the outer diameter of the bushing threaded over the grooved portion is less than or equal to the largest outside diameter of the spindle body. This feature is particularly advantageous in that it overcomes the disadvantages of the prior art. Indeed, by preforming a pin and a bushing having an outside diameter not exceeding that of the hole formed in the assembly, the fastener 30 allows the arrival by one side of the assembly such a blind rivet. Moreover, by proposing a configuration of the lockbolt type, it ensures the presence of a bearing surface allowing the desired torque and the desired installed voltage without the disadvantages associated with the positioning of an element of the fastener with respect to the other because the bushing is prepositioned on the spindle. Finally, the provision of fasteners having a pin and a socket proportioned will allow to obtain a high repeatability in the characteristics of tightening torque and tension installed from one fastener to another. This feature is made possible by the realization of a bushing of diameter less than that usually offered by the crimping ring for example a "lockbolt" type rivet. This lower diameter does not constitute an obstacle to obtaining a large bearing surface in that the sleeve during its deformation will bloom in its relative movement towards the head.

D'autres caractéristiques viennent compléter en association ou non, l'invention telle que décrite. Ainsi, par exemple : - le corps de broche présente sous la tête une partie non rainurée. Cette partie est celle qui occupe le volume du 20 trou d'assemblage; - le diamètre de la partie non rainurée rejoint le diamètre de la partie rainurée au moyen d'une partie tronconique qui va permettre de faciliter la déformation par évasement de la douille contre la pièce de 25 l'assemblage; - la partie non rainurée adopte une longueur supérieure ou égale à l'épaisseur maximale de l'assemblage et selon une caractéristique particulièrement avantageuse adopte un diamètre tendant à s'approcher le plus possible de celui 30 du trou de façon à remplir au mieux le volume du trou traversé par la broche; - l'extrémité distale du corps débouche hors de l'âme creuse de la douille afin de permettre sa prise par un outil de pose autorisant ainsi l'utilisation d'outil 35 adoptant la même cinématique que les outils de pose des rivets de type "lockbolt" sans avoir à gérer - 4 - l'installation de la douille sur la broche; - les rainures préformées dans la broche forme un filetage avec lequel coopère au moins une partie de l'âme creuse de la douille préformée à cet effet, ce qui permet d'utiliser la liaison hélicoïdale associée à la rotation de la douille pour assurer la déformation de cette dernière, - les rainures préformées dans la broche sont circulaires, - les rainures préformées dans la broche sont circulaires et parallèles sans former une hélicoïde. Other characteristics come to supplement in association or not, the invention as described. Thus, for example: the spindle body has a non-grooved portion under the head. This part is the one that occupies the volume of the assembly hole; the diameter of the non-grooved portion joins the diameter of the grooved portion by means of a frustoconical portion which will make it possible to facilitate the deformation by flaring of the sleeve against the part of the assembly; the non-grooved portion adopts a length greater than or equal to the maximum thickness of the assembly and according to a particularly advantageous characteristic adopts a diameter tending to approach as close as possible to that of the hole so as to best fill the volume; the hole crossed by the spindle; the distal end of the body opens out of the hollow core of the socket in order to enable it to be gripped by an installation tool, thus enabling the use of tool 35 adopting the same kinematics as the rivet-type installation tools. lockbolt "without having to manage - 4 - the installation of the socket on the spindle; - The preformed grooves in the spindle form a thread with which cooperates at least a portion of the hollow core of the bushing preformed for this purpose, which allows to use the helical connection associated with the rotation of the sleeve to ensure the deformation of the latter, the grooves preformed in the spindle are circular, the preformed grooves in the spindle are circular and parallel without forming a helicoid.

L'invention concerne également, le procédé d'installation de l'organe de fixation de l'invention qui, basé sur un prépositionnement de la douille sur la broche et sur un dimensionnement adéquat, permet un accès par un seul coté et requiert la présence d'un outil de déformation sur le deuxième côté de l'assemblage. Ainsi, selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le procédé consiste à faire passer l'ensemble broche et douille à travers le trou à partir d'un premier côté et à assurer les opérations de déformation de la douille à des fins de création d'une deuxième surface d'appui venant en vis à vis de celle formée par la tête à partie du deuxième côté. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, le procédé consiste à maintenir en appui la tête et à venir appuyer la douille sur la surface de la pièce et/ou sur la partie tronconique de la broche à des fins de développement autour de la broche et de sertissage sur la broche. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le procédé consiste à assurer la prise sur la douille et à la faire tourner pour qu'une fois en contact avec la surface de la pièce et/ou la partie tronconique de la broche, elle se déforme en s'évasant. L'outil est alors constitué par un moyen de mise en mouvement en rotation de la douille qui constitue alors un écrou déformable autour de la broche. - 5 - Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif, deux modes de réalisation d'un organe conforme à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un dessin schématique d'une vue extérieure de côté d'un mode de réalisation d'un organe de fixation conforme à l'invention avant pose; La figure 2 est un dessin schématique d'une vue de côté de l'organe de fixation de la figure 1 une fois posé; La figure 3 est un dessin schématique d'une vue extérieure de côté d'un mode de réalisation d'un organe de fixation conforme à l'invention positionné dans l'assemblage mais avant déformation; La figure 4 est un dessin schématique d'une vue de 20 côté de l'organe de fixation de la figure 3 une fois posé. DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Tel qu'illustré sur les dessins des figures 1 et 2, l'organe de fixation référencé O dans son ensemble se 25 compose d'une broche 100 et d'une douille déformable 200 indépendante mais prépositionnée sur la broche 100. Ladite broche 100 comprend une tête 110 à une première extrémité et présente sur son corps une partie rainurée 120 d'une pluralité de rainures ou gorges de blocage 121, 30 permettant à la douille 200 de venir s'y fixer par déformation. Comme illustrée par la figure 1, la douille 200 est positionnée sans déformation sur la partie rainurée 200 avant pose. En outre, comme illustrée par la figure 2, ladite partie rainurée 120 sur laquelle vient 35 s'enfiler la douille 200 et cette dernière sont dimensionnées de sorte que la partie disposée sous la - 6 - tête 110 de l'organe de fixation O présente sensiblement le même diamètre et permet son insertion dans le trou T traversant les pièces à assembler par un même côté conformément à l'invention. The invention also relates to the method of installing the fastener of the invention which, based on a prepositioning of the sleeve on the spindle and on a suitable dimensioning, allows access on one side and requires the presence a deformation tool on the second side of the assembly. Thus, according to a particularly advantageous feature of the invention, the method consists of passing the pin and socket assembly through the hole from a first side and to ensure the deformation operations of the socket for creation purposes a second bearing surface facing the one formed by the head part of the second side. According to another particularly advantageous characteristic, the method consists in keeping the head in abutment and coming to press the socket on the surface of the part and / or on the frustoconical portion of the pin for development around the pin and crimping on the spit. According to another particularly advantageous feature of the invention, the method consists in ensuring the grip on the sleeve and in rotating it so that once in contact with the surface of the part and / or the frustoconical portion of the pin, it deforms by flaring out. The tool is then constituted by a means for moving the sleeve in rotation, which then constitutes a deformable nut around the spindle. The basic concepts of the invention having been described above in their most elementary form, other details and characteristics will emerge more clearly on reading the description which follows and with reference to the appended drawings, giving by way of nonlimiting example, two embodiments of an organ according to the invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a schematic drawing of an external side view of an embodiment of a fastener according to the invention before installation; Figure 2 is a schematic drawing of a side view of the fastener of Figure 1 once laid; Figure 3 is a schematic drawing of an external side view of an embodiment of a fastener according to the invention positioned in the assembly but before deformation; Figure 4 is a schematic drawing of a side view of the fastener of Figure 3 when installed. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As illustrated in the drawings of FIGS. 1 and 2, the fixing member referenced as a whole consists of a pin 100 and a deformable sleeve 200 that is independent but prepositioned on the spindle. 100. Said pin 100 comprises a head 110 at a first end and has on its body a grooved portion 120 of a plurality of grooves or locking grooves 121, 30 allowing the sleeve 200 to be fixed there by deformation. As illustrated in Figure 1, the sleeve 200 is positioned without deformation on the grooved portion 200 before installation. Furthermore, as shown in FIG. 2, said grooved portion 120 on which the bushing 200 and the bushing 200 are slipped are dimensioned so that the portion disposed under the head 110 of the fastener O presents substantially the same diameter and allows its insertion into the hole T through the parts to be assembled on the same side according to the invention.

Selon le mode de réalisation illustré, la tête 110 de la broche ainsi que l'extrémité du trou T sur laquelle elle prend appui sont fraisées. Comme illustré, le corps de broche 100 présente sous la tête 110, une partie non rainurée 130 qui présente le diamètre maximal de l'organe de fixation O sous la tête et une longueur supérieure ou égale à l'épaisseur maximale des pièces assemblées. Comme illustrée, cette partie non rainurée 130 sous tête présente un diamètre correspondant au plus près au diamètre du trou T afin de garantir le bon remplissage du volume évidé qu'il définit. Afin d'une part de permettre le prépositionnement d'une douille de diamètre extérieur équivalent à la partie sans rainure et d'autre part, de faciliter l'épanouissement de la douille à des fins de création de 20 la deuxième surface d'appui de l'autre coté de l'assemblage, le diamètre de la partie sans rainure 130 rejoint un diamètre plus petit formé par la partie rainurée 120 au moyen d'une partie tronconique 131. L'organe de fixation est conçu de sorte que ce tronc de 25 cône 131 soit disposé hors du trou, une fois la tête 110 en appui sur la fraisure d'entrée du trou T. Comme illustrée, la longueur de la broche 100 est définie de sorte que l'extrémité distale du corps débouche hors de l'âme creuse de la douille 200 afin de permettre 30 sa prise par un outil de pose de l'autre côté de l'assemblage. Selon le mode de réalisation illustré, les rainures 121 préformées dans la broche forment un filetage avec lequel coopère l'âme creuse de la douille préformée à cet 35 effet. Ainsi, dans ce mode de réalisation, la douille 200 forme un écrou pour la broche 100 qui constitue alors une - 7 - vis. Cet écrou, lors de son vissage sur la broche 100, va se déformer en se déployant sur la partie tronconique 131 d'une part, et en prenant appui sur la surface de la pièce à assembler d'autre part. Cette déformation va permettre la création d'une surface d'appui 210 venant en vis-à-vis de celle formée par la tête 110. Les figures 3 et 4 illustrent un autre mode de réalisation d'un organe de fixation conforme à l'invention référencé O' qui diffère de celui décrit plus haut en ce que les rainures 121' proposées ne forment pas un filetage mais des rainures circulaires. La fixation proposée n'est pas alors mis en oeuvre par un serrage de type vis écrou mais par une déformation et un sertissage de la douille 200' sur la broche 100' par maintien en appui de la tête 110' et application d'un nez de pose (non illustré) sur la douille, nez de pose qui va avancer pour faire avancer la douille et réaliser le sertissage sans prise de l'outil sur la broche. On comprend que l'organe de fixation, qui vient 20 d'être ci-dessus décrit et représenté, l'a été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.According to the illustrated embodiment, the head 110 of the spindle and the end of the hole T on which it bears are milled. As illustrated, the spindle body 100 has under the head 110, a non-grooved portion 130 which has the maximum diameter of the fastener O under the head and a length greater than or equal to the maximum thickness of the assembled parts. As illustrated, this ungrooved portion 130 under the head has a diameter corresponding most closely to the diameter of the hole T to ensure the proper filling of the hollow volume that it defines. In order firstly to allow the prepositioning of a bushing of outside diameter equivalent to the portion without a groove and secondly, to facilitate the expansion of the bushing for the purpose of creating the second bearing surface of the other side of the assembly, the diameter of the groove-free portion 130 joins a smaller diameter formed by the grooved portion 120 by means of a frustoconical portion 131. The fastener is designed so that this trunk of Cone 131 is disposed out of the hole, once the head 110 bears on the input countersink of the hole T. As illustrated, the length of the pin 100 is set so that the distal end of the body opens out of the hole. hollow core of the sleeve 200 to allow its grip by a laying tool on the other side of the assembly. According to the illustrated embodiment, the pre-formed grooves 121 in the spindle form a thread with which the hollow core of the preformed sleeve cooperates for this purpose. Thus, in this embodiment, the bushing 200 forms a nut for the pin 100 which then constitutes a screw. This nut, when screwed on the pin 100, will deform by unfolding on the frustoconical portion 131 on the one hand, and bearing on the surface of the part to be assembled on the other hand. This deformation will enable the creation of a bearing surface 210 coming opposite to that formed by the head 110. FIGS. 3 and 4 illustrate another embodiment of a fastener member according to FIG. Referenced invention O 'which differs from that described above in that the grooves 121' proposed do not form a thread but circular grooves. The proposed binding is not then implemented by tightening nut screw type but by deformation and crimping of the sleeve 200 'on the pin 100' by maintaining in support of the head 110 'and application of a nose laying (not shown) on the bushing, laying nose that will advance to advance the bushing and perform crimping without taking the tool on the spindle. It is understood that the fastener, which has just been described and shown above, has been for disclosure rather than limitation. Of course, various arrangements, modifications and improvements may be made to the example above, without departing from the scope of the invention.

25 Ainsi par exemple, le matériau de la douille est préférentiellement choisi dans la liste suivante : - inox 304, - inox 316, - monel, 30 - etc.... De même, le matériau de la tige ou broche est préférentiellement choisi dans la liste suivante : - titane TA6V, - inox A286, 35 - inconel, - etc... For example, the material of the bushing is preferably chosen from the following list: stainless steel 304, stainless steel 316, monel, etc. As well, the material of the rod or spindle is preferably chosen from the following list: - titanium TA6V, - stainless steel A286, 35 - inconel, - etc ...

Claims

REVENDICATIONS1. A fastener (0) comprising a pin (100) and a deformable bush (200), said pin (100) comprises a head (110) at a first end and has on its body a grooved portion (120) of a plurality of grooves or locking grooves, CHARACTERIZED BY THE FACT THAT the bushing (200) is positioned without deformation on the grooved portion (120) prior to installation AND BY THE FACT THAT said grooved portion (120) and the bushing (200) are sized so that the outside diameter of the bushing (200) threaded onto the grooved portion (120) is less than or equal to the largest outside diameter of the spindle body (100).

2. Fastening member (0) according to claim 1, CHARACTERIZED BY THE fact that the spindle body (100) has a non-grooved portion (130) under the head.

3. Fixing member (0) according to claim 2, CHARACTERIZED BY THE FACT THAT the diameter of the non-grooved portion (130) joins the diameter of the grooved portion (120) by means of a frustoconical portion (131).

4. Fixing member (0) according to claim 2, CHARACTERIZED BY THE FACT THAT the non-grooved portion (130) adopts a length greater than or equal to the maximum thickness of the assembly. 25

5. Fixing member (0) according to claim 2, CHARACTERIZED BY THE FACT THAT the distal end of the spindle body (100) opens out of the hollow core of the sleeve (200) to allow its grip by a tool deposit. 30

6. Fixing member (0) according to claim 1, CHARACTERIZED BY THE FACT that the grooves (121) preformed in the spindle (100) form a thread with which cooperates at least a portion of the hollow core of the sleeve (200). ) preformed for this purpose. 35

7. Fixing member (O ') according to claim 1, CHARACTERIZED BY THE FACT THAT the grooves (121') preformed in the spindle (100 ') are circular.

8. A method of installing the fastener according to any one of the preceding claims for assembling parts traversed by a hole (T), CHARACTERIZED BY THE FACT that it consists in passing the assembly pin (100) and socket (200) through the hole from a first side and to perform deformation operations of the socket (200) for the purpose of creating a second bearing surface screw of the one formed by the head (110) from the second side.

9. A method according to claim 8, characterized in that it consists in holding the head (110 ') in abutment and in pressing the socket (200') on the surface of the part and / or the frustoconical portion for purposes developing around the spindle (100 ') and crimping on the spindle (100').

10. The method of claim 8, characterized in that it consists in ensuring the grip on the sleeve (100) and rotate it so that once in contact with the surface of the workpiece and / or the frustoconical part it deforms by flaring out. 30 35