FR3027242A1 - Fixation equipee d'une bague a sertir, procede de pose de ladite fixation et assemblage de pieces comprenant ladite fixation - Google Patents

Abstract

L'objet de l'invention est une fixation (60) à sertir qui se caractérise en ce qu'elle est équipée d'une bague (62) à sertir positionnée au niveau de la zone de sertissage (68) de la fixation, ladite zone de sertissage (68) ayant un diamètre inférieur au diamètre du fût (66) de la fixation, ladite bague (62) ayant un diamètre extérieur (Dext) inférieur au diamètre du trou traversant de l'assemblage de pièces dans lequel est posée la fixation. L'invention a également pour objet un procédé de pose d'une fixation (60) équipée d'une bague (62) à sertir ainsi qu'un assemblage de pièces qui comprend au moins une fixation (60) équipée d'une bague (62) à sertir.

Description

FIXATION EQUIPEE D'UNE BAGUE A SERTIR, PROCEDE DE POSE DE LADITE FIXATION ET ASSEMBLAGE DE PIECES COMPRENANT LADITE FIXATION L'invention se rapporte à une fixation équipée d'une bague à sertir, à un procédé de pose de ladite fixation ainsi qu'à un assemblage de pièces comprenant ladite fixation. La présente invention vise plus particulièrement les fixations serties. Lors de la construction d'un aéronef, de nombreux éléments sont assemblés entre eux au moyen de fixations serties qui comprennent chacune d'une part une fixation qui se loge dans un trou traversant les éléments à assembler et d'autre part une bague. La fixation comprend, d'une extrémité à l'autre, une tête, un fût ayant un diamètre ajusté au diamètre du trou des éléments à assembler, une zone de sertissage, une gorge de rupture et une queue de traction. La zone de sertissage comprend une succession de gorges et de nervures circulaires disposées de manière alternée et dans des plans perpendiculaires à l'axe de la fixation. Chaque nervure circulaire a un diamètre sensiblement égal au diamètre du fût. La bague comprend quant à elle un trou traversant avec un diamètre suffisant pour lui permettre de se positionner autour de la zone de sertissage de la fixation et a un diamètre extérieur supérieur au diamètre du trou traversant les pièces à assembler. Afin d'assembler des éléments entre eux, dans un premier temps, la fixation est introduite dans le trou traversant lesdits éléments depuis une première extrémité. En suivant, la bague est positionnée au niveau de la zone de sertissage de la fixation depuis la seconde extrémité du trou.

Ainsi, avant l'opération de sertissage, si la fixation n'est pas approximativement horizontale, la fixation et la bague ne peuvent pas restées solidaires et l'une ou l'autre chute sous l'effet de la gravité. Par conséquent, les fixations sont serties les unes après les autres et une nouvelle fixation à sertir et sa bague ne peuvent être mises en place que seulement après le sertissage de la fixation précédente.

Ceci conduit à un temps d'assemblage long.

L'invention vise à remédier à cet inconvénient en proposant une solution qui permet de réduire le temps d'assemblage. A cet effet, l'invention a pour objet une fixation à sertir pour un assemblage de pièces traversé par un trou traversant, ladite fixation comprenant une tête, un fût configuré pour être positionné dans le trou traversant de l'assemblage de pièces, une zone de sertissage avec au moins une gorge, une gorge de rupture et une queue de traction. La fixation est caractérisée en ce qu'elle est équipée d'une bague à sertir positionnée au niveau de la zone de sertissage, ladite zone de sertissage ayant un diamètre inférieur au diamètre du fût, ladite bague ayant un diamètre extérieur inférieur au diamètre du trou traversant de l'assemblage de pièces. Cette configuration permet de réduire le temps d'assemblage en réduisant le temps de pose, la fixation et la bague étant posées simultanément depuis une extrémité du trou traversant de l'assemblage de pièces. Avantageusement, la fixation à sertir comprend une liaison reliant la bague à la fixation qui est complète. Cette configuration permet de réduire le temps de pose et de sertissage des fixations serties car il est possible lors d'une première étape de mettre en place toutes les fixations équipées chacune d'une bague puis lors d'une deuxième étape de sertir les fixations, le risque de chute des fixations ou des bagues étant supprimé du fait que les bagues sont reliées par une liaison complète aux fixations. Cette liaison complète empêche la bague de se désolidariser de la fixation. Selon un premier mode de réalisation, la liaison reliant la bague à la fixation est une liaison par collage. Selon un deuxième mode de réalisation, la liaison reliant la bague à la fixation est une interférence entre la fixation et la bague obtenue par une déformation de la fixation et/ou de la bague. Avantageusement, le diamètre extérieur de la bague est égal ou légèrement inférieur au diamètre du fût. Selon une première variante, la bague a une géométrie configurée pour obtenir lors d'un sertissage un évasement d'une extrémité de ladite bague orientée vers l'assemblage de pièces et un écrasement de ladite extrémité évasée contre l'assemblage de pièces.

Selon une deuxième variante, la bague a une géométrie configurée pour obtenir lors d'un sertissage un bourrelet par flambage et un écrasement dudit bourrelet contre l'assemblage de pièces. L'invention a également pour objet un procédé de pose d'une fixation à sertir conforme à l'invention. Ce procédé se caractérise en ce qu'il comprend les étapes : - d'introduction de ladite fixation équipée de sa bague à sertir depuis une première extrémité du trou traversant de l'assemblage de pièces, - de sertissage de la bague avec un outil de manière à produire au niveau de la bague une excroissance avec une section supérieure à celle du trou traversant de l'assemblage de pièces. Selon une première variante, l'outil comprend un nez avec une géométrie qui, combinée à la géométrie de la bague, génère lors du sertissage un évasement d'une extrémité de ladite bague orientée vers l'assemblage de pièces et un écrasement de ladite extrémité évasée contre l'assemblage de pièces.

Selon une deuxième variante, l'outil comprend un nez avec une géométrie qui, combinée à la géométrie de la bague, génère lors du sertissage un bourrelet par flambage et un écrasement dudit bourrelet contre l'assemblage de pièces lors du sertissage. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une vue de côté d'une fixation et d'une bague à sertir qui illustre l'invention, la bague étant coupée, La figure 2 est une vue en perspective de la fixation et de la bague à sertir de la figure 1 mises en place dans un assemblage de pièces, La figure 3 est une coupe selon un plan longitudinal de la figure 4, Les figures 4A à 4D sont des coupes montrant différentes étapes du sertissage d'une fixation à sertir qui illustrent une première variante de l'invention, Les figures 5A à 5D sont des coupes montrant différentes étapes du sertissage d'une fixation à sertir qui illustrent une deuxième variante de l'invention.

Sur les figures 2, 3, 4A à 4D, on a représenté un assemblage de pièces 50 qui comprend au moins deux pièces 52.1 et 52.2 assemblées par au moins une fixation sertie 54.

Comme illustré en détails sur les figures 2 et 3, l'assemblage de pièces comprend un trou traversant 56 qui débouche au niveau d'une première surface 58.1 appartenant à une première pièce assemblée (à l'occurrence la pièce 52.1) et au niveau d'une seconde surface 58.2 appartenant à une deuxième pièce assemblée (à l'occurrence la pièce 52.2). Le trou traversant 56 a une forme cylindrique et comprend un axe A56. Il a un diamètre D. Le trou traversant 56 a une longueur L qui correspond à la distance séparant les première et seconde surfaces 58.1 et 58.2 au niveau de l'axe A56. Pour la suite de la description, une direction longitudinale est parallèle à l'axe A56. Un plan longitudinal PL contient l'axe A56.

La fixation sertie 54 comprend d'une part une fixation 60 et d'autre part une bague 62. Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 1, une fixation 60 comprend, d'une extrémité à l'autre, une tête 64, un fût 66, une zone de sertissage 68, une gorge de rupture 70 et une queue de traction 72. Une fixation 60 a un axe A60.

Selon un mode de réalisation, la tête 64 est fraisée. En complément, le trou traversant 56 comprend un chanfrein 74 pour loger la tête 64 fraisée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à une tête fraisée. Selon un autre mode de réalisation, la tête 64 est protubérante. La tête 64 et la gorge de rupture 70 ne sont pas plus décrites car elles peuvent être identiques à celles d'une fixation de l'art antérieur.

Le fût 66 a une forme cylindrique coaxiale à l'axe A60 et un diamètre D'. Le diamètre D' du fût 66 de la fixation est ajusté au diamètre D du trou traversant 56. Par ajusté, on entend que le diamètre D' du fût 66 est sensiblement égal (à une tolérance près) au diamètre D du trou traversant 56. Dans le cas d'une tête fraisée, le fût 66 a une longueur égale à celle du trou traversant 56 moins la hauteur de la tête fraisée.

Dans le cas d'une tête protubérante, le fût 66 a une longueur sensiblement égale à celle du trou traversant 56. La zone de sertissage 68 est coaxiale à l'axe A60 et comprend au moins une gorge 76. Comme illustré sur la figure 1, la zone de sertissage 68 comprend une succession de gorges circulaires 76 et de nervures circulaires 78 disposées de manière alternée et dans des plans perpendiculaires à l'axe A60. Selon un autre mode de réalisation, la zone de sertissage 68 comprend au moins un filetage.

Le nombre de gorges, de nervures, de filetage ainsi que leurs formes sont déterminés en fonction notamment de la résistance mécanique souhaitée pour l'assemblage. Selon une particularité de l'invention, la zone de sertissage 68 a un diamètre maximal inférieur au diamètre D' du fût 66. En présence de gorges 76 et de nervures 78 circulaires, le diamètre maximal de la zone de sertissage correspond au diamètre des nervures circulaires 78. La bague 62 a une forme cylindrique avec une surface extérieure 80. Elle comprend un trou traversant 82 dont le diamètre intérieur Dint est supérieur ou égal au diamètre de la zone de sertissage 68 et plus précisément au diamètre des nervures circulaires 78 de manière à permettre un montage coulissant de la bague 62 au niveau de la zone de sertissage 68. Lorsque la bague 62 est montée sur la fixation, la surface extérieure 80 et le trou traversant 82 de la bague sont coaxiaux à l'axe A60 de la fixation. La bague 62 a une épaisseur de l'ordre de quelques millimètres. L'épaisseur correspond à la distance séparant le trou traversant 82 et la surface extérieure 80.

Selon une particularité de l'invention, la bague 62 a un diamètre extérieur Dext inférieur à celui du trou traversant 56 de l'assemblage de pièces 50 pour permettre un montage simultané de la fixation 60 et de la bague 62 depuis le même côté de l'assemblage de pièces 50, comme illustré sur la figure 2. Cette configuration permet de réduire le temps d'assemblage en réduisant le temps de pose, la fixation et la bague étant posées simultanément. Avantageusement, le diamètre Dext de la bague 62 est sensiblement égal ou légèrement inférieur au diamètre D' du fût 66. Par égal ou légèrement inférieur, on entend que le diamètre Dext de la bague 62 est sensiblement égal (à une tolérance près) au diamètre D' du fût 66.

Pour donner un ordre de grandeur, la bague 62 a une hauteur H comprise entre 3 et 10 mm, un diamètre extérieur Dext compris entre 5 et 7 mm et un diamètre intérieur Dint fonction du diamètre de la zone de sertissage 68 de la fixation 60. Pour pouvoir monter la bague 62 au niveau de la zone de sertissage 68, la queue de traction 72 a un diamètre inférieur à celui du trou traversant 82 de la bague 62. Selon un mode de réalisation, le diamètre de la queue de traction 72 est inférieur ou égal au plus grand diamètre de la zone de sertissage 68.

Concernant la queue de traction 72, le nombre de gorges et leurs formes peuvent être identiques à ceux des queues de traction de l'art antérieur. Selon un mode de réalisation, le nombre de gorges est compris entre 2 et 12. La géométrie des gorges est adaptée en fonction de la résistance en traction souhaitée.

Selon une caractéristique de l'invention, la bague 62 est reliée à la fixation 60 par une liaison complète avant son introduction dans un trou traversant 56 d'un assemblage de pièces 50. Cette liaison complète peut-être démontable ou non démontable. Par une liaison complète, on entend que la bague 62 est solidarisée à la fixation 60 et ne peut pas sortir de la fixation 60.

La bague 62 ayant un diamètre extérieur à celui du trou traversant 56 de l'assemblage 50 de pièces et étant reliée de manière permanente à la fixation 60, il est possible d'installer simultanément la fixation 60 et la bague 62 dans le trou de passage 56. De plus, selon l'invention, il est possible lors d'une première étape de mettre en place, par exemple avec un premier outil, toutes les fixations équipées chacune d'une bague puis lors d'une deuxième étape de sertir les fixations, par exemple avec un deuxième outil, le risque de chute ou de sortie des bagues de leurs fixations étant supprimé du fait que les bagues sont reliées de manière permanente aux fixations. Cette configuration permet de réduire le temps de pose et de sertissage des fixations serties et améliore la productivité.

Selon un premier mode de réalisation, la bague 62 est reliée à la fixation 60 par collage, par exemple en utilisant une résine intercalée entre la bague 62 et la fixation 60. Selon un deuxième mode de réalisation, la liaison permanente entre la bague 62 et la fixation 60 est obtenue par une déformation mécanique appliquée à la fixation 60 et/ou à la bague 62 de manière à générer une légère interférence entre la fixation 60 et la bague 62 assurant le maintien de la bague 62 sur la fixation 60. De préférence, la déformation mécanique est réalisée au niveau de la bague 62 à proximité de l'extrémité de la bague orientée vers la queue de traction 72 lorsque la bague 62 est montée au niveau de la zone de sertissage 68. A titre d'exemple, la déformation mécanique est réalisée en utilisant un poinçon.

Le deuxième mode de réalisation a pour avantage d'éviter toute pollution extérieure susceptible d'être générée par la résine ou tout autre colle.

La figure 3 illustre le positionnement de la fixation 60 et de la bague 62 après leur mise en place, avant le sertissage. Le fût 66 a une longueur telle que la bague 62 est disposée à l'extérieur du trou traversant 56 de l'assemblage de pièces 50. Après la mise en place de la fixation 60 équipée de la bague 62, cette dernière est sertie en utilisant un outil 84 visible sur les figures 4A à 4C. Cet outil 84 comprend un mors 86 configuré pour coopérer avec la queue de traction 72 de la fixation 60 et un nez 88 configuré pour coopérer avec la bague 62. Comme pour l'art antérieur, l'outil 84 comprend un mécanisme pour que le mors 86 exerce un effort de traction sur la fixation 60 et pour que le nez 88 se déplace selon une direction parallèle à la direction longitudinale en direction de l'assemblage de pièces 50, en s'écartant du mors 86. Le nez 88 a un trou de passage dont le diamètre est inférieur au diamètre extérieur Dext de la bague 62 de manière à la sertir contre la zone de sertissage 68 de la fixation. Selon une caractéristique de l'invention, la bague 62 et l'outil 84 sont configurés de sorte qu'après le sertissage, la bague 62 comprend une excroissance 90 avec une section supérieure à celle du trou traversant 56 de l'assemblage de pièces 50 de manière à ce que les pièces 52.1 et 52.2 assemblées soient maintenues entre la tête 64 de la fixation 60 et la bague 62 sertie sur la fixation 60. Cette excroissance 90 est produite lors du sertissage par l'outil 84 qui tend à exercer un effort qui comprend une première composante vers la zone de sertissage 68 et une seconde composante vers l'assemblage de pièces 50. De préférence, l'excroissance 90 s'étend sur toute la circonférence de la bague 62. Selon une première variante illustrée sur les figures 4A à 4D, l'excroissance 90 est un évasement de l'extrémité 92 de la bague 62 orientée vers l'assemblage de pièces 50. L'excroissance 90 de la bague 62 est le résultat de la combinaison d'un effort longitudinal du nez 88 sur la bague 62, ledit effort étant orienté en direction de l'assemblage de pièces 50, et du contact de la bague 62 avec la fixation 60. Selon un mode de réalisation, le trou traversant 82 de la bague 62 comprend au niveau de l'extrémité 92 une forme évasée. En complément, la fixation 60 comprend entre le fût 66 et la zone de sertissage 68 une forme tronconique 94 dont le diamètre se réduit en passant du fût 66 à la zone de sertissage 68. Selon cette variante, pour obtenir le sertissage de la bague 62 sur la fixation 60, l'outil 84 est engagé sur la queue de traction 72 de la fixation 60 qui est saisi par le mors 86 de l'outil, comme illustré sur la figure 4A. En suivant, comme illustré sur la figure 4B, l'outil 84 génère une prétension dans la fixation 60 qui découle d'un effort de traction sur la queue de traction 72 et d'un effort sur la bague 62 orienté vers l'assemblage de pièces 50, en sens opposé à l'effort de traction.

Le nez 88 de l'outil 84 déforme la bague 62 simultanément en direction de la zone de sertissage 68 de la fixation et en direction de l'assemblage de pièces 50. La déformation de la bague 62 en direction de la zone de sertissage 68 provoque au fur et à mesure du déplacement du nez 88 en direction de l'assemblage de pièces 50 le remplissage des gorges de la zone de sertissage 68.

L'effort du nez 88 sur la bague 62 en direction de l'assemblage de pièces 50 provoque un étirement de la bague en direction de l'assemblage de pièces 50 et un évasement de l'extrémité 92 de la bague 62. Comme illustré sur la figure 4C, en fin de course, le nez 88 écrase l'extrémité 92 évasée de la bague 62 contre l'assemblage de pièces 50.

Dès que l'effort de traction de l'outil 84 exercé sur la fixation 60 dépasse un seuil donné, la fixation 60 se rompt au niveau de la gorge de rupture 70. On obtient alors une fixation sertie 54 comme illustré sur la figure 4D. L'assemblage de pièces 50 est maintenu et légèrement comprimé entre la tête 64 de la fixation 60 et l'extrémité 92 évasée et écrasée de la bague 62 sertie sur la fixation 60.

Selon cette première variante, les géométries de la bague 62 et du nez 88 de l'outil 84 sont configurées de manière à obtenir l'évasement et l'écrasement de l'extrémité 92 de la bague orientée vers l'assemblage de pièces 50. Les figures 5A et 5D illustrent une deuxième variante d'une fixation sertie 54' posée sur un assemblage de pièces 50' et qui comprend une fixation 60' équipée d'une bague 62'.

Selon cette variante, l'excroissance 90 correspond à un bourrelet 96 qui s'étend sur toute la circonférence de la bague 62' et qui est distant des deux extrémités de la bague 62'. Le bourrelet 96 de la bague 62' est le résultat d'un flambage maitrisé de ladite bague 62'. Selon cette variante, pour obtenir le sertissage de la bague 62' sur la fixation 60', l'outil 84' est engagé sur la queue de traction 72' de la fixation 60' qui est saisi par le mors 86' de l'outil 84', comme illustré sur la figure 5A. En suivant, comme illustré sur la figure 5B, l'outil 84' génère une prétension dans la fixation 60' qui découle d'un effort de traction sur la queue de traction 72' et d'un effort sur la bague 62' orienté vers l'assemblage de pièces 50', en sens opposé à l'effort de traction. Le nez 88' de l'outil 84' déforme la bague 62' simultanément en direction de la zone de sertissage 68' de la fixation et en direction de l'assemblage de pièces 50'.

La déformation de la bague 62' en direction de la zone de sertissage 68' provoque au fur et à mesure du déplacement du nez 88' en direction de l'assemblage de pièces 50' le remplissage des gorges de la zone de sertissage 68'. L'effort du nez 88' sur la bague 62' en direction de l'assemblage de pièces 50' provoque un étirement de la bague en direction de l'assemblage de pièces 50' puis un flambage de la bague 62' qui génère un bourrelet 96. Comme illustré sur la figure 5C, en fin de course, le nez 88' écrase le bourrelet 96 de la bague 62' contre l'assemblage de pièces 50'. Dès que l'effort de traction de l'outil 84' exercé sur la fixation 60' dépasse un seuil donné, la fixation 60' se rompt au niveau de la gorge de rupture 70'. On obtient alors une fixation sertie 54' comme illustré sur la figure 5D. L'assemblage de pièces 50' est maintenu et légèrement comprimé entre la tête 64' de la fixation 60' et le bourrelet 96 écrasé de la bague 62' sertie sur la fixation 60'. Selon cette deuxième variante, les géométries de la bague 62' et du nez 88' de l'outil 84' sont configurées de manière à obtenir un bourrelet 96 par flambage de la bague 62 et l'écrasement dudit bourrelet 94 contre l'assemblage de pièces 50. De préférence, quelle que soit la variante, la bague 62, 62' est en alliage d'aluminium. Toutefois, la bague 62, 62' pourrait être en acier ou en titane.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Fixation à sertir pour un assemblage de pièces (50) traversé par un trou traversant (56), ladite fixation comprenant une tête (64), un fût (66) configuré pour être positionné dans le trou traversant (56) de l'assemblage de pièces, une zone de sertissage (68) avec au moins une gorge (76), une gorge de rupture (70) et une queue de traction (72), caractérisée en ce que la fixation est équipée d'une bague (62) à sertir positionnée au niveau de la zone de sertissage (68), ladite zone de sertissage (68) ayant un diamètre inférieur au diamètre du fût (66), ladite bague (62) ayant un diamètre extérieur (Dext) inférieur au diamètre du trou traversant (56) de l'assemblage de pièces (50).
2. 2. Fixation à sertir selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une liaison reliant la bague (62) à la fixation (60) qui est complète.
3. 3. Fixation à sertir selon la revendication 2, caractérisée en ce que la liaison reliant la bague (62) à la fixation (60) est une liaison par collage.
4. 4. Fixation à sertir selon la revendication 2, caractérisée en ce que la liaison reliant la bague (62) à la fixation (60) est une interférence entre la fixation (60) et la bague (62) obtenue par une déformation de la fixation (60) et/ou de la bague (62).
5. 5. Fixation à sertir selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diamètre extérieur (Dext) de la bague (62) est égal ou légèrement inférieur au diamètre du fût (66).
6. 6. Fixation à sertir selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la bague (62) a une géométrie configurée pour obtenir lors d'un sertissage un évasement d'une extrémité (92) de ladite bague (62) orientée vers l'assemblage de pièces (50) et un écrasement de ladite extrémité (92) évasée contre l'assemblage de pièces (50).
7. 7. Fixation à sertir selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la bague (62) a une géométrie configurée pour obtenir lors d'un sertissage un bourrelet (96) par flambage et un écrasement dudit bourrelet (96) contre l'assemblage de pièces (50).
8. 8. Procédé de pose d'une fixation à sertir selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes : - d'introduction de ladite fixation (60, 60') équipée de sa bague (62, 62') à sertir depuis une première extrémité du trou traversant (56) de l'assemblage de pièces (50, 50'),de sertissage de la bague (62, 62') avec un outil (84, 84') de manière à produire au niveau de la bague (62, 62') une excroissance (90) avec une section supérieure à celle du trou traversant (56) de l'assemblage de pièces (50, 50').
9. 9. Procédé de pose selon la revendication 8 d'une fixation à sertir qui a une géométrie configurée pour obtenir lors d'un sertissage un évasement d'une extrémité (92) de ladite bague (62) orientée vers l'assemblage de pièces (50) et un écrasement de ladite extrémité (92) évasée contre l'assemblage de pièces (50), caractérisé en ce que l'outil (84) comprend un nez (88) avec une géométrie qui, combinée à la géométrie de la bague (62), génère lors du sertissage un évasement d'une extrémité (92) de ladite bague (62) orientée vers l'assemblage de pièces (50) et un écrasement de ladite extrémité (92) évasée contre l'assemblage de pièces (50).
10. 10. Procédé de pose selon la revendication 8 d'une fixation à sertir qui a une géométrie configurée pour obtenir lors d'un sertissage un bourrelet (96) par flambage et un écrasement dudit bourrelet (96) contre l'assemblage de pièces (50), caractérisé en ce que l'outil (84') comprend un nez (88') avec une géométrie qui, combinée à la géométrie de la bague (62'), génère lors du sertissage un bourrelet (96) par flambage et un écrasement dudit bourrelet (96) contre l'assemblage de pièces (50) lors du sertissage.