FR3102386A1 - Outillage d’insertion de fixations en interférence - Google Patents

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Abstract

OUTILLAGE D’INSERTION DE FIXATIONS EN INTERFERENCE L’invention concerne un outillage (20) pour l’installation par interférence dans une structure d’une fixation (10) comportant une tête et un élément de préhension, ledit outillage comprenant d’une part un premier corps (30) s’étendant selon un premier axe principal et présentant au moins une surface de reprise d’efforts, une surface de transmission d’efforts, un lamage s’étendant selon le premier axe principal depuis une première extrémité dudit premier corps, ledit lamage étant prolongé par un perçage de diamètre inférieur à celui du lamage et s’étendant depuis le lamage jusqu’à une seconde extrémité dudit premier corps et une rainure s’étendant tout le long dudit premier corps, depuis le premier axe principal jusqu’à une paroi extérieure dudit corps, ledit outillage comprenant d’autre part un second corps (40) s’étendant selon un second axe principal et présentant au moins une surface complémentaire à l’au moins une surface de reprise ainsi qu’un perçage s’étendant selon le second axe principal depuis une première extrémité dudit second corps. Figure pour l’abrégé : figure 3

Description

Outillage d’insertion de fixations en interférence
La présente invention appartient au domaine des fixations.
Plus particulièrement, l’invention appartient au domaine des fixations insérées en interférence et concerne un outillage pour l’insertion de fixations en interférence.
Des solutions existent pour insérer une fixation dans un perçage d’une structure sans endommager la fixation.
La demande de brevet britannique GB 2 143 765 divulgue un outillage présentant une structure télescopique pour l’insertion d’un clou dans une structure. L’outillage divulgué présente un moyen de serrage destiné à maintenir le clou pendant la fixation, un manchon et un moyen de percussion. Le moyen de serrage est inséré dans le manchon, à proximité de la structure, et le clou est inséré dans le moyen de serrage. Le moyen de percussion est inséré à l’autre extrémité du manchon ; il est en contact avec la tête du clou et apte à coulisser dans ledit manchon sous l’effet d’une force de frappe, générée au moyen d’un marteau, pour enfoncer le clou.
Un inconvénient de cet outillage est qu’il n’est pas adapté à des fixations comportant un élément de préhension.
La présente invention concerne un outillage pour l’insertion en interférence d’une fixation dans un perçage d’au moins deux structures, permettant d’appliquer une force de frappe à la fixation sans l’endommager. L’expression « en interférence » indique que le perçage des structures présente un diamètre inférieur à un diamètre externe de la portion de la fixation destinée à assembler les structures.
L’invention concerne un outillage pour l’installation par interférence dans une structure d’une fixation comportant une tête et un élément de préhension. L’outillage comprend d’une part un premier corps s’étendant selon un premier axe principal et présentant au moins une surface de reprise d’efforts, une surface de transmission d’efforts, un logement s’étendant selon le premier axe principal depuis une première extrémité dudit premier corps, ledit logement étant prolongé selon le premier axe principal par un perçage et s’étendant depuis ledit logement jusqu’à une seconde extrémité dudit premier corps et une rainure s’étendant tout le long dudit premier corps selon une direction du premier axe principal, et depuis le premier axe principal jusqu’à une paroi extérieure dudit corps selon une direction radiale, et d’autre part un second corps s’étendant selon un second axe principal, ledit second corps comportant un arbre de forme sensiblement complémentaire au logement du premier corps, ledit second corps présentant au moins une surface complémentaire à l’au moins une surface de reprise d’efforts ainsi qu’un perçage s’étendant selon le second axe principal depuis une première extrémité dudit second corps.
Une force percussive appliquée au second corps est transférée par le biais des surfaces complémentaires aux surfaces de reprise d’efforts, puis les efforts sont transférés à la fixation par le biais de la surface de transmission d’efforts en contact avec la tête de ladite fixation, pour permettre la mise en place de ladite fixation en interférence dans la structure.
Dans une forme de réalisation, le logement est un lamage de diamètre supérieur à un diamètre moyen du perçage, ledit lamage formant une surface de reprise, et l’arbre a sensiblement la forme d’un manchon cylindrique de diamètre extérieur sensiblement égal à celui du lamage et de diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre moyen du perçage.
Dans une forme de réalisation, le perçage a une forme sensiblement cylindrique de révolution.
Dans une forme de réalisation, la surface de transmission d’efforts est située au niveau de la seconde extrémité du premier corps.
Dans une forme de réalisation, le premier corps présente un col en forme de U au niveau de sa seconde extrémité.
Dans une forme de réalisation, l’outillage comporte deux surfaces de reprise et deux surfaces complémentaires.
Dans une forme de réalisation, l’arbre du second corps comprend une gorge sur sa paroi externe dans laquelle est mis en place un joint torique apte à être reçu dans une gorge d’une paroi du logement du premier corps.
Dans une forme de réalisation, le second corps comporte une surface d’impact.
L’invention concerne également un ensemble comportant un outillage selon l’invention et une fixation comprenant une tête et un élément de préhension.
Dans une forme de réalisation, les formes du logement et du perçage du premier corps sont complémentaires d’une forme de l’élément de préhension de la fixation, pour permettre la mise en œuvre de la fixation dans le premier corps selon l’axe principal dudit premier corps.
Dans une forme de réalisation, une forme de la surface de transmission d’efforts du premier corps est complémentaire d’une forme de la surface de la tête de la fixation orientée en direction de l’élément de préhension pour maximiser une surface de contact entre ces deux éléments.
est une représentation schématique d’une fixation comprenant une portion lisse, une tête et un élément de préhension.
est une vue en perspective d’une fixation, sous la forme d’un rivet aveugle.
est une vue en perspective d’un ensemble comprenant une fixation et un outillage selon l’invention, assemblés entre eux en vue de l’installation de la fixation.
est une vue en perspective d’un ensemble comprenant une fixation et un outillage selon l’invention, avant mise en place du second corps sur le premier corps.
est une vue en coupe verticale d’un ensemble comprenant une fixation et un outillage selon l’invention, assemblés entre eux en vue de l’installation de la fixation.
Description détaillée
La figure 1 représente schématiquement une fixation 10 destinée à être mise en place par interférence dans une structure au moyen d’un outillage 20 selon l’invention. La fixation 10 s’étend selon un axe longitudinal 11 et comprend une portion sensiblement cylindrique 12, une tête 13 et un élément de préhension 14 destiné à être séparé du reste de la fixation après installation de ladite fixation dans une ou plusieurs structures. La tête 13 a un diamètre extérieur D13supérieur à un diamètre extérieur D14maximal de l’élément de préhension.
En référence à la figure 2, la fixation 10 peut par exemple être un rivet aveugle comprenant une vis insérée dans une douille 12 taraudée, ladite douille étant apte à former un bulbe extérieur sous l’effet d’une traction ou d’une torsion exercée sur l’élément de préhension 14. Dans ce cas, la tête 13 de la fixation est constituée d’une tête de vis logée dans une collerette de forme complémentaire de la douille 12. La portion cylindrique est constituée du corps de la vis et du corps de la douille 12. En complément des éléments précités, le rivet 10 peut comporter une gorge de rupture 15 permettant de faciliter la rupture de l’élément de préhension 14.
En référence aux figures 3 à 5, un outillage 20 selon l’invention comprend un premier corps 30 et un second corps 40.
Le premier corps 30 s’étend selon un premier axe principal 31 et comporte une base 301 de forme sensiblement tronconique prolongée au niveau de sa grande base par une jupe 302 de forme sensiblement cylindrique de révolution. Le premier corps 30 forme ainsi une pièce d’un seul tenant, sensiblement de révolution autour de son premier axe principal 31.
Le premier corps 30 présente un logement s’étendant depuis une extrémité libre de la jupe 302, correspondant sur les figures 3 à 5 à une extrémité supérieure dudit premier corps, en direction de la base 301 selon le premier axe principal. Dans l’exemple illustré, le logement correspond à un lamage 306. Le lamage 306 est prolongé selon le premier axe principal par un perçage 307 débouchant au niveau d’une extrémité libre de la base 301, correspondant sur les figures 3 à 5 à une extrémité inférieure du premier corps 30.
Le premier corps 30 présente également une rainure 308 s’étendant verticalement depuis l’extrémité libre de la base 301 jusqu’à l’extrémité libre de la jupe 302, depuis le premier axe principal 31, sur toute l’épaisseur du premier corps 30, c’est-à-dire jusqu’à une paroi périphérique extérieure du premier corps. La rainure 308 présente ainsi sensiblement une section en forme de U sur toute la hauteur du perçage. Sur la figure 5 représentant une vue en coupe de l’outillage 20 selon l’invention, la zone non hachurée du premier corps 30 correspond à la rainure 308.
Le premier corps 30 présente deux surfaces de reprise d’efforts et une surface de transmission d’efforts toutes trois en forme de couronnes tronquées par la rainure : une première surface de reprise 303a d’efforts au niveau de l’extrémité libre de la jupe 302, une seconde surface de reprise 303b d’efforts au niveau de l’interface entre lamage 306 et perçage 307 et une surface de transmission 303c au niveau de l’extrémité libre de la base 301.
Le premier corps 30 comporte également un col 304 en forme de U au niveau de l’extrémité libre de la base 301.
Le second corps 40 s’étend selon un second axe principal 41 et comporte un arbre 401 ayant sensiblement une forme de manchon cylindrique apte à être reçu dans le logement formé par le lamage 306 du premier corps 30. A l’opposé de l’extrémité libre de l’arbre 401, ladite extrémité libre correspondant sur les figures 3 à 5 à une extrémité inférieure, le second corps 40 présente un épaulement définissant une première surface complémentaire 403a. La surface libre, correspondant sur les figures 3 à 5 à une surface inférieure, définit une seconde surface complémentaire 403b.
Dans l’exemple illustré sur les figures 3 à 5, le second corps 40 comporte également un lamage 406 et un perçage 407, le lamage 406 s’étendant depuis une extrémité libre supérieure du second corps 40, en référence aux figures, et étant prolongé par le perçage 407 qui s’étend jusqu’à une extrémité libre inférieure dudit second corps, en référence aux figures. En référence à la figure 3, le second corps 40 comprend à l’opposé de l’arbre 401 une collerette élargie 404.
Un diamètre moyen du perçage 307 du premier corps 30 est sensiblement égal à un diamètre moyen du perçage 407 du second corps 40.
La mise en œuvre de l’outillage 20 pour la mise en place de la fixation 10 en interférence dans une structure est détaillée ci-après.
La fixation 10 est glissée dans le premier corps 30 par la rainure 308, de sorte que l’élément de préhension 14 de ladite fixation soit placé à l’intérieur dudit premier corps et que la tête 13 et la douille soient placées à l’extérieur dudit premier corps et toutes deux en contact avec la surface de transmission 303c. La fixation 10 est ainsi amenée en butée dans le premier corps 30 de sorte que l’axe longitudinal 11 de la fixation est sensiblement confondu avec le premier axe principal 31 dudit premier corps. Pour cela, la surface interne du perçage 307 du premier corps 30 est usinée de sorte à former une empreinte au moins partiellement complémentaire de l’élément de préhension 14. A titre d’exemple, une gorge 305 comme illustrée sur la figure 5 permet d’accueillir une partie de l’élément de préhension 10 de la fixation, de forme complémentaire à ladite gorge. De la même manière, le col 304 épouse la forme de la gorge de rupture 15 de la fixation 10, et retient ladite fixation dans une direction verticale portée, sur les figures, par le premier axe principal 31 du premier corps 30.
Le second corps 40 est ensuite mis en place par-dessus le premier corps 30 pour recouvrir l’élément de préhension 14 de la fixation 10. Le perçage 407 s’étendant selon le second axe principal 41 permet d’accueillir ledit élément de préhension, de sorte que lorsque le second corps 40 est mis en place sur le premier corps, le premier axe principal 31, le second axe principal 41 et l’axe longitudinal 11 de la fixation sont sensiblement confondus.
Les diamètres des perçages 307 et 407 sont adaptés pour pouvoir recevoir l’élément de préhension 14 de la fixation 10. Par exemple, ces deux diamètres sont au moins supérieurs au diamètre D14maximal de l’élément de préhension, mais peuvent également être chacun adapté au diamètre maximal de la portion de l’élément de préhension 14 qu’ils reçoivent. Le perçage 407 a notamment pour fonction de centrer l’élément de préhension 14 et, par conséquent, la fixation dans l’outillage 20.
Lorsque le second corps 40 est mis en place sur le premier corps 30, la première surface de reprise 303a est en contact avec la première surface complémentaire 403a et la seconde surface de reprise 303b est en contact avec la seconde surface complémentaire 403b.
Le second corps 40 est maintenu assemblé au premier corps 30 par exemple au moyen d’un joint torique 408 disposé dans une gorge de l’arbre 401, ledit joint torique étant compressé lorsque l’arbre 401 est emmanché dans le lamage 306, par exemple dans une gorge destinée à recevoir ledit joint torique sur la surface cylindrique de la paroi du lamage 306.
Une force percussive est ensuite appliquée au second corps 40, au moyen d’un outil à percussion adapté, par exemple directement sur une surface d’impact 409 dudit second corps, constituée par le fond du lamage 406, ledit lamage ayant pour fonction de maintenir l’avant de l’outil multifrappe au centre de l’outillage, la collerette élargie 404 protégeant la main d’un opérateur tenant l’outillage 20 par le second corps 40. Les contacts entre la première surface de reprise 303a et la première surface complémentaire 403a, entre la seconde surface de reprise 303b et la seconde surface complémentaire 403b et entre la tête 13 de la fixation 10 et la surface de transmission 303c permettent de transférer la force percussive à la fixation 10 pour insérer ladite fixation en interférence dans une ou plusieurs structures (non représentées), sans endommager la fixation.
Lorsque l’outillage 20 arrive en contact avec la structure, il est retiré en le faisant coulisser, puis l’outil à percussion peut être utilisé pour finaliser la mise en place de la fixation dans la structure.
Il convient de remarquer qu’il n’est pas nécessaire que la première surface de reprise 303a et la seconde surface de reprise 303b soient en contact respectivement avec la première surface complémentaire 403a et la seconde surface complémentaire 403b ; un seul de ces deux contacts suffit pour mettre en œuvre la fixation au moyen de l’outillage selon l’invention.
En revanche, il est essentiel que la surface de transmission 303c soit conçue de sorte à être en contact avec l’ensemble des éléments formant la tête de la fixation c’est-à-dire aussi bien avec la tête de la vis qu’avec la collerette de la douille lorsque la fixation 10 est un rivet aveugle comprenant une vis et une douille recevant la vis. En effet, l’appui du premier corps 30 uniquement sur la collerette de douille endommagerait irréversiblement la tête de douille lors de l’application d’une force percussive. De même, l’appui du premier corps 30 uniquement sur la tête de la vis entraînerait une striction du corps de la douille : le corps de la douille s’allongerait et diminuerait en épaisseur, compromettant l’interférence entre la fixation et la structure. Cette configuration n’est pas désirable notamment lorsque l’interférence est recherchée pour évacuer de potentiels courants électriques dans les structures en cas d’impact de foudre sur la tête de la fixation.
L’outillage selon l’invention permet ainsi d’installer une fixation en interférence dans une structure sans endommager la fixation, les efforts étant repris en majorité par l’outillage, et transmis à la fixation pour le biais des surfaces de reprise d’efforts et de leurs surfaces complémentaires, ainsi que par la surface de transmission.
L’outillage 20 est préférentiellement en matière métallique pour résister aux efforts de l’outil à percussion.
Dans une forme de réalisation non représentée, l’outillage 20 comporte une poignée déportée, positionnée transversalement au second corps 40, pour améliorer l’ergonomie de l’outillage et éviter les risques de blessure si l’outil à percussion percutait accidentellement la collerette élargie 404 au lieu de la surface d’impact 409. Dans ce cas, l’outillage 20 peut comporter une collerette élargie de diamètre moins important qu’en absence de poignée.
Dans une autre forme de réalisation non représentée, la première surface de reprise 303a et la première surface complémentaire 403a et ou la seconde surface de reprise 303b et la seconde surface complémentaire 403b sont tronconiques.

Claims (10)

  1. Outillage (20) pour l’installation par interférence dans une structure d’une fixation (10) comportant une tête (13) et un élément de préhension (14), ledit outillage étant caractérisé en ce qu’il comprend d’une part un premier corps (30) s’étendant selon un premier axe principal (31) et présentant au moins une surface de reprise (303a, 303b) d’efforts, une surface de transmission (303c) d’efforts, un logement s’étendant selon le premier axe principal depuis une première extrémité dudit premier corps, ledit logement étant prolongé selon le premier axe principal par un perçage (307) et s’étendant depuis ledit logement jusqu’à une seconde extrémité dudit premier corps et une rainure (308) s’étendant tout le long dudit premier corps selon une direction du premier axe principal, et depuis le premier axe principal jusqu’à une paroi extérieure dudit corps selon une direction radiale, et d’autre part un second corps (40) s’étendant selon un second axe principal (41), ledit second corps comportant un arbre (401) de forme sensiblement complémentaire au logement du premier corps (30), ledit second corps présentant au moins une surface complémentaire (403a, 403b) à l’au moins une surface de reprise (303a, 303b) d’efforts ainsi qu’un perçage (407) s’étendant selon le second axe principal depuis une première extrémité dudit second corps.
  2. Outillage selon la revendication 1 caractérisé en ce que le logement est un lamage (306) de diamètre supérieur à un diamètre moyen du perçage (307), ledit lamage formant une surface de reprise (303b), et caractérisé en ce que l’arbre (401) a sensiblement la forme d’un manchon cylindrique de diamètre extérieur sensiblement égal à celui du lamage (306) et de diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre moyen du perçage (307).
  3. Outillage selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le perçage (307) a une forme sensiblement cylindrique de révolution.
  4. Outillage selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la surface de transmission (303c) d’efforts est située au niveau de la seconde extrémité du premier corps (30).
  5. Outillage selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le premier corps (30) présente un col en forme de U au niveau de sa seconde extrémité.
  6. Outillage selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’arbre (401) du second corps (40) comprend une gorge sur sa paroi externe dans laquelle est mis en place un joint torique (408) apte à être reçu dans une gorge d’une paroi du logement du premier corps.
  7. Outillage selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le second corps (40) comporte une surface d’impact (409).
  8. Ensemble comportant un outillage selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 et une fixation comprenant une tête (13) et un élément de préhension (14).
  9. Ensemble selon la revendication 8 caractérisé en ce que les formes du logement et du perçage (307) du premier corps (30) sont au moins partiellement complémentaires d’une forme de l’élément de préhension (14) de la fixation (10), pour permettre la mise en œuvre de la fixation dans le premier corps (30) selon l’axe principal dudit premier corps.
  10. Ensemble selon la revendication 8 ou la revendication 9 caractérisé en ce qu’une forme de la surface de transmission (303c) d’efforts du premier corps (30) est complémentaire d’une forme de la surface de la tête (13) de la fixation orientée en direction de l’élément de préhension (14) pour maximiser une surface de contact entre ces deux éléments.
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