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" RIVETEUSE POUR ECROUS-RIVETS ET SIMILAIRES "
L'invention concerne les outils qui fonctionnent en imprimant à l'organe effectuant le travail des mouvements de rotation et axiaux dans des phases successives et dans des sens opposés.
Actuellement, les outils de ce genre sont utilisés principalement pour la pose des écrous-rivets mais ils sont susceptibles de recevoir d'autres applications telles que le rivetage et l'estampage des feuilles de métal. Les écrous- rivets sont des éléments tubulaires taraudés montés sur des parois pour être utilisés comme dispositifs de fixation à vis lorsque la paroi sur laquelle le travail doit être effectué n'est accessible que d'un côté seulement où si cette paroi est trop mince pour pouvoir être taraudée.
Les écrous-rivets ont ainsi de nombreuses applications sur les avions dont la cons- truction demande une économie de matière, tant en ce qui con- cerne le poids queµ'encombrement. L'écrou comporte une tige et une.tête .débordante, la tige étant insérée à travers un trou percé dans la paroi et élargie en dedans de la paroi tan- dis que la tête est appliquée contre la surface extérieure de cette dernière.
L'organe de l'outil effectuant le travail se présente sous la forme d'une broche filetée qui peut se visser dans le
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taraudage de l'écrou-rivet lorsqu'on les fait tourner l'une par rapport à l'autre et qui provoque ensuite le plissage ou flambage de l'écrou contre une enclume lorsque ce mouvement de rotation est interrompu et qu'un mouvement axial relatif de traction est effectué. Un outil automatique réalisant les différentes étapes de l'opération de pose est décrit dans la demande de brevet déposée Le 5 Septembre 1945 par ' la Demanderesse et ayant pour titre : "Outil pour la pose de rivets".
L'outil selon la présente invention est similaire à celui faisant l'objet de cette demande en ce qui concerne les buts généraux de sa construction qui sont de commander la broche au moyen d'une source unique de force primaire consis- tant en un moteur rotatif et d'amorcer la phase de pose de l'opération sous la commande de l'enclume qui se déplace axia- lement par rapport à l'enveloppe de l'outil sous l'action de la poussée de réaction de l'écrou-rivet lorsque la broche se visse dans l'écrou.
L'invention a, de façon générale,'pour objet de perfectionner la construction originelle, en la simplifiant, ce qui permet d'obtenir une faculté d'adaptation plus grande, un prix de revient de l'outil moins élévé, et une manipula- tion plus simple de cet'outil. Les caractéristiques spécifi- ques du perfectionnement sont un plus petit diamètre de l'ex- trémité avant de l'outil permettant de la placer dans des espaces réduits, et l'utilisation d'une enclume sans mouvement de rotation. Cette dernière particularité est avantageuse car elle évite le marquage des écrous-rivets, ou autres pièces à travailler, contre lesquels l'enclume est pressée.
Un autre objet de l'invention est d'empêcher la compression, ou le verrouillage par friction, des éléments tournants, dans le cas où le moteur n'est pas arrêté à temps à la fin de la course active.
Un autre objet est de réaliser un mécanisme robuste pouvant supporter des charges élevées, telles que celles déve- loppées lors de l'estampage.
D'autres objets et particularités de construction de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés dans lesquels :
La fig. 1 est une vue en élévation de l'outil, repré- sentant la façon dont il est utilisé pour la pose d'écrousrivets sur une aile d'avion;
La fig. 2 est une coupe transversale partielle de l'aile d'avion, représentant un écrou-rivet en place et-un dégivreur fixé à l'aile au moyen de l'écrou;
La fig. 3 est une vue en coupe longitudinale de
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l'outil et d'un régulateur régissant la pression de l'air fourni à l'outil qui est représenté, au. repos, le papillon étant fermé ;
La fig. 4 est une vue du moteur rotatif à air, en coupe transversale faite sensiblement suivant la ligne 4-4 de fig. 3 ;
La fig. 5 est une vue partielle, représentant, à plus grande échelle, l'extrémité avant de l'outil représenté fig.' 3;
Les figs.'6,, 7 et '8 sont des coupes transversales faites sensiblement et respectivement suivant les lignes 6-6, 7-7 et 8-8 de la fig. 5, les figs.'7 et 8 étant à plus grande échelle que les figs..-4, 5 et 6 ;
La figo 9 est une vue similaire à la fig. 5 repré- sentant l'écrou-rivet monté sur la broche, préalablement à son insertion dans la pièce à travailler, l'enclume ayant été déplacée d'une courte distance vers l'intérieur de l'enveloppe de l'outil sous l'effet de la poussée de l'écrou-rivet;
La fig. 9a est une vue partielle, en demie coupe longitudinale, similaire à la fig. 9, mais représentant l'enclume déplacée davantage vers l'arrière par rapport à l'enveloppe de l'outil et le support de broche jusqu'à at- teindre la limite de son mouvement vers l'arrière par rapport au support de broche.
La fig. 10 est une vue similaire à la fig. 9, repré- sentant les éléments à la fin de l'opération de commande et avant le changement du sens de marche du moteur destiné à dégager la broche de l'écrou flambé;
La fig. 11 est une vue de l'écrou-rivet utilisé comme rivet pour assembler deux feuilles de métal, et
Les figs. 12 et 13 sont des vues partielles de l'ou- til modifié pour fonctionner comme machine à estamper, et représentant l'outil respectivement au début et à la fin de l'opération d'estampage.
Suivant la réalisation d'une riveteuse pour écrous- rivets conformément à là présente invention, l'outil est si- milaire, en ce qui concerne 1''aspect et la manière de s'en servir, aux outils pneumatiques du type utilisé depuis long- temps pour les opérations de vissage de petites vis ou d'é- crous. Ces outils sont généralement cylindriques et sont de forme élancée, ce qui permet de les appliquer sur des pièces à travailler d'accès difficile. De plus, ils sont légers et peuvent être tenus et manipulés d'une seule main, l'autre main de l'opérateur restant libre pour saisir, et ultérieure- ment mettre en place, la vis ou écrou suivant.
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Si l'on se réfère à la fig. 1, on voit qu'une forme de réalisation de l'outil selon l'invention est utilisée pour poser des écrous-rivets dans l'aile d'un avion préalablement à la misé en place d'un dégivereur. L'ouil indiqué de façon gé- nérale en 20, est maintenu perpendiculaire à la surface de l'aile 21, et est déplacé de l'un à l'autre d'une série de trous 22 pratiqués dans l'aile et dans lesquels il assure la pose des écrous-rivets 23. Le corps de l'outil constitue lui- même une poignée et, ensemble avec le levier 24 de commande du papillon, peut être saisi par une main de l'opérateur. Sur le dessin, l'outil est en prise avec la pièce à travailler, prêt à poser un écrou, tandis que l'opérateur tient un autre écrou prêt à être logé dans le trou suivant 22.
Une partie de l'aile 21, en coupe transversale, apparaît sur la fig. 2 où un écrou-rivet est représenté comme constituant un moyen de fixation pour le dégivreur. hors(de la pose de l'écrou, sa tige est dilatée en forme de bulbe en dedans de la paroi de l'aile tandis que la tête débordante est en contact avec la surface extérieure de cette aile, l'écrou étant efficacement ancré sans possibilité de déplace- ment longitudinal. La rotation de l'écrou est empêchée par frottement contre l'aile et, dans certains cas, est positive- ment empêchée par un clavetage entre l'écrou et le trou 22.
Après la pose des écrous-rivets, le bord de l'aile est, suivant une pratique qui peut comporter des variantes, recouvert d'une gaine en caoutchouc et d'une bande de revêtement 26 qui y sont fixés au moyen de vis 27 traversant des ouvertures pra- tiquées dans le dégivreur et vissées dans les écrous-rivets.
La riveteuse pour écrous-rivets comprend une enve- loppe de moteur tubulaire 28, un écrou de blodage 29 placé à l'avant de l'enveloppe et un bloc 31 placé à sa partie arriè- re et faisant de préférence corps avec elle. L'écrou de blocage.
29 supporte un ensemble s'étendant vers l'avant et comprenant les douilles 32 et 33 tandis que le bloc 31 est muni d'une entrée d'air et porte les dispositifs nécessaires au montage d'un papillon et d'une soupape de renversement de marche res- pectivement commandés par un poussoir 34 et un levier 35.
L'ensemble des douilles supporté par l'écrou de blo- cage 19 diminue de diamètre en allant vers l'extrémité avant de l'outil, qui est déterminée par une enclume 36 comportant un nez effilé de largeur sensiblement égale à celle de la tête de l'écrou-rivet. Comme représenté sur la figure 3, l'enclume 36 est montée de façon à pouvoir coulisser par rapport à la douille 33 et entoure une broche filetée 37 qui traverse et fait saillie au delà de l'enclume pour venir en prise avec
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l'écrou-rivet. Suivant la forme de réalisation préférée, l'écrou-rivet est tenu à la main et légèrement poussé en liaison de fonctionnement avec la broche qu'on fait pénétrer dans l'écrou à travers la tête de ce dernier et qui, lorsqu' elle tourne, se visse dans cet écrou.
Lorsque.la tête de l'é- crou vient en contact avec le nez de l'enclume 36, l'opérateur arrête le moteur et insère la broche longitudinalement, avec la tige de l'écrou-rivet qui l'entoure, dans un trou pra- tiqué dans la pièce à travailler. Lorsque la tête de l'écrou atteint la surface de la pièce à travailler, on ouvre de nou- veau- le papillon et un mouvement de rotation de la broche est encore engendré, suivi automatiquement par un mouvement de traction axial sans rotation de cette broche. L'écrou-rivet étant appliqué sur l'enclume 36 et maintenu ainsi contre tout mouvement axial à son extrémité supérieure, flambe sur sa par- tie de tige située au-dessus du taraudagefet se dilate en contact avec la surface inférieure ou intérieure de la pièce à travailler.
A l'achèvement de l'opération de pose, le mouvement axial de la broche est arrêté. L'opérateur renverse alors le sens de la rotation du moteur, commandant ainsi la broche de façon à ce qu'elle se dégage de l'écrou-rivet. Ce dernier est rigidement monté dans'la pièce à travailler avec son taraudage non détérioré et en état de recevoir tous moyens de fixation qui pourront être utilisés au cours des opérations de fabri- cation-subséquentes.
Pour chaque sens du mouvement suivant lequel elle se déplace lors de la pose d'un écrou=rivet, la broche 37 est commandée par un moteur à air réversible contenu dans l'en- veloppe 28. Comme représenté sur la figure 3,le moteur comprend un cylindre 38 fermé à ses extrémités opposées par des plaques 39 et 41 qui jouent le rôle supplémentaire de paliers de sup- port pour un rotor 42. Si l'on se réfère également à la figure 4, on voit que l'axe du rotor. 42 est décalé par rapport à l'axe longitudinal de l'alésage du cylindre et que ce rotor porte des aubes 43 coulissant radialement et dont les extrémités exté- rieures raclent la paroi intérieure du cylindre.
Le montage excentrique du rotor 42 par rapport à l'alésage du cylindre est tel qu'il crée à l'intérieur du cylindre 38,une chambre en forme de croissant divisée par les aubes 43 en plusieurs poches séparées. L'air est admis au cylindre et s'en échappe alterna- tivement par l'intermédiaire de deux lumières 44 et 45 respectivement en communication avec les évidements exter- nes arqués 46 et 47 disposés sur les côtés opposés du cylindre.
Lorsqu'une lumière.44 ou 45 fonctionne comme lumière d'ad- mission d'air sous pression, l'autre est ouverte à, l'échappe-
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ment. Ainsi l'air pénétrant dans le cylindre est admis dans les poches successives lorsque leur volume augmente à mesure qu'elles tournent sous l'action de l'air sous pression, ces poches étant ouvertes à l'échappement lorsqu'elles diminuent de volume. Afin que l'admission et l'échappement puissent se produire en temps opportun sans être influencés par la possi- bilité de renversement de marche du moteur, il est prévu un jeu de lumières d'échappement auxiliaires 48 de chaque côté du cylindre. Ces jeux de lumières augmentent la longueur effec- tive de celle des lumières 44 ou 45 qui fonctionne à l'échap- pement mais n'augmentent pas la longueur de celle qui fonc-' tionne à l'admission.
Ce résultat est obtenu au moyen d'une plaque 49 soumise à l'action d'un ressort, coopérant avec cha- que jeu des lumières d'échappement auxiliaires et pouvant effec- tuer un mouvement de pivotement. Normalement, ces plaques fer- ment tous.les jeux d'orifices 48 mais la plaque placée sur le côté échappement du cylindre est ouverte par l'air des poches diminuant de volume..Au côté admission, la plaque 49 est main- tenue en position de fermeture par les efforts combinés de la pression du ressort et de l'air sous pression se trouvant dans les évidements 46 ou 47 et agissant sur la totalité de la surface de la plaque.
La circulation de l'air se rendant dans les évide- ments 46 et 47, et par suite le sens de la rotation du moteur, sont commandés par une soupape de renversement de marche 51 (figure 3) montée dans un alésage transversal du bloc 31 et pouvant tourner dans une garniture 52. La soupape 51 com- mande la circulation de l'air arrivant d'un canal d'admission 53 vers deux canaux d'alimentation 54 et,22 (schématiquement représentés) conduisant respectivement aux évidements arqués 46 et !iL, et relie les canaux d'alimentation sélectivement à la source d'air comprimé et à l'échappement par l'intermédiaire d'un orifice 56. Ce dernier communique à tout moment avec l'atmosphère par l'intermédiaire des orifices d'échappement ra- diaux 56a et de la rainure .annulaire 56b qui est partiellement entourée par le déflecteur d'échappement habituel 56c.
La soupape de renversement remplit son rôle par l'intermédiaire de parties rainurées opposées venant en regard des divers ca- naux et orifices d'air comprimé. Pour une position angulaire déterminée de la soupape, l'air comprimé est dirigé à travers une rainure, depuis l'arrivée 53.vers l'un dés canaux 54 ou 55 du moteur, tandis que l'autre rainure relie les canaux d'a- limentation restants du moteur à l'orifice d'échappement 56.
Lorsque la soupape de renversement se trouve dans la position
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représentée en traits pleins sur la figure 3, l'air est admis au moteur par l'intermédiaire du canal 54, de l'évidement 46 et de la lumière 44 et, en conséquence, le rotor 42 est command.é dans le sens dextrogyre (lorsqu'on regarde la figure
4) pour la pose de l'écrou-rivet. Lorsqu'on fait tourner la soupape par l'intermédiaire du levier 35 (figure 1), pour l'amener dans la position représentée en pointillé sur la figure 3, le canal 55 du moteur et l'espace communiquant avec lui reçoivent l'air comprimé, tandis que le canal 54 est ouvert à l'atmosphère par' l'orifice 56, le rotor tournant, dans ce cas dans le sens lévogyre (lorsqu'on regarde la figu- re 4).
Le fluide sous'pression est admis à l'outil par l'in- termédiaire d'un papillon 52. prévu à l'extrémité intérieure du poussoir 34. Ce poussoir peut effectuer un mouvement de va- et-vient dans une garniture 58 montée dans un alésage 59 et comportant des lumières disposées en regard de l'orifice d'en- trée 53 de la soupape de renversement. Le papillon 57 est disposé au delà de l'extrémité intérieure de la,garniture 58 et maintenue par un ressort à boudin 61 en contact avec elle, afin de couper toute communication entre l'orifice 53 et l'espace de l'alésage ±± se trouvant-de l'autre côté du pa- pillon. Cet espace est constamment alimenté en fluide comprimé, étant relié directement à la source de fluide sous pression par un tuyau flexible 62.
Le papillon 57 reste normalement fermé sous l'action de la pression du ressort 61, mais peut être écarté de son siège lorsque le poussoir 34 est enfoncé, afin de permettre la circulation de l'air autour de la soupape de renversement et dé là au moteur. En conséquence, l'outil reste au repos sauf durant'les périodes durant lesquelles l'opérateur appuie sur'le levier 24 pour déplacer le poussoir
34 et maintenir le papillon ouvert. Lorsque le levier est libéré, ce papillon s'applique,,immédiatement contre son siège ,formé par' l'extrémité intérieure de la garniture 58 et l'outil est arrêté.
Le rotor 42 du moteur réversible est en liaison de fonctionnement, par l'intermédiaire d'un réducteur à engrena- ges, avec un arbre 63 qui peut être considéré comme consti- tuant l'arbre menant de l'outil puisque c'est grâce à cet élé- ment que les mouvements derotation et axial sus-décrits de la broche.sont commandés. Si l'on se réfère à la figure 5, on voit que cet arbre est monté de façon à pouvoir tourner en avant de la plaque d'extrémité,41, du cylindre et est dis- posé suivant le même axe que le rotor 42.
Des moyeux arrière' et avant de cet arbre sont supportés dans des paliers respec- tifs 64 et 65 montés dans un ensemble formé de deux douilles
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66 et 67 comportant des brides annulaires s'engageant l'une dans l'autre, la douille 67 étant d'un diamètre plus réduit pour prendre assise sur l'écrou. de blocage 29 et traverser une ouverture centrale de ce dernier. La partie arrière de l'ar- bre est creuse et reçoit un prolongement du rotor 42. Entre les extrémités de cet arbre sont pratiqués des évidements verticaux espacés circonférentiellement, dans chacun desquels est monté un axe 68 supportant un système d'engrenages satelli- tes comprenant des pignons 69 et 71 faisant corps l'un avec l'autre (voir figures 6 et 10).
Le pignon 69 pénètre dans l'intérieur creux de l'arbre et engrène avec l'extrémité inté- rieure dentée du rotor 42. Le pignon 71, astreint à tourner avec le pignon 69*sous l'action du rotor, est en prise avec et roule sur une couronne dentée annulaire fixe 72 formée sur la surface intérieure de la douille 66. Les divers engre- nages sont, de cette façon, astreints à tourner autour du rotor et du fait de leur liaison avec l'arbre 65 par l'intermédiaire des axes 68, à commander à l'arbre un mouvement de rotation à vitesse réduite. ,
A l'avant du prolongement du rotor 42, l'intérieur de l'arbre 63 comporte un taraudage à droite dans lequel peut se visser la partie filetée de la tige 73 du support 74 de la broche 37.
L'arbre et le support de broche sont disposés sui- vant le même axe, la tige 73 étant logée à l'intérieur de - l'arbre à travers l'extrémité avant de ce dernier et étant vis- sée dans son taraudage. Le support de broche 74 tourne dans un palier de butée 75 prévu à l'intérieur de la douille 32 qui est vissée sur le prolongement avant de la douille 67. Des moyens coopérant avec les filetages complémentaires de l'arbre 63 et de la tige 73 et s'opposant au mouvement de rotation relatif entre l'arbre et le support de broche sont représentés sous la forme d'un ressort à boudin 76 entourant les parties téles- copantes de l'arbre et du support de broche et interposés entre des épaulements prévus sur ces éléments.
Sauf lorsqu'il est soumis à un couple surpuissant, le ressort 76 assure la rctation du support de broche 74 avec l'arbre 63 dans l'un ou l'autre sens suivant lesquels il peut être entraîné par le moteur. Le support de broche pénètre.vers l'avant dans-l'en- clume 36 et la broche 37 est rigidement fixée à son extrémité avant. L'enclume 36 est montée dans la douille 33 de façon à pouvoir y coulisser et cette douille est vissée sur l'ex- trémité avant de diamètre réduit de la douille 32. Un mouvement de coulissement relatif dé l'enclume est'empêché par un ressort 77 entourant cette dernière et'maintenu, par un épaulement annulaire de l'enclume,.dans un contre-alésage pratiqué dans
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l'extrémité avant de la douille 33.
Tout mouvement de rotation de l'enclume 36 est positivement empêché par une vis 78 traver- sant radialement là douille 33 et pénétrant dans une fente de l'enclume.
L'enclume 36 et la broche 37 ont un mouvement axial relatif lorsque, au cours de la rotation de la 'broche à l'in- térieur de l'écrou-rivet, l'enclume vient en contact avec cet écrou-rivet et ne peut plus alors, du fait de son engagement avec la tête débordante de l'écrou, suivre la'broche lorsqu'el- le continue à se visser dans l'écrou.
Après cet engagement, la continuation de la rotation de la broche 37 se traduit par un mouvement du support 74, du palier de butée 75 et de l'en- veloppe 28, 32 et 33 vers la tête du rivet et l'enclume 36, ce qui provoque la compression du ressort 77 et un déplacement vers l'avant de la broche 37 par rapport à l'enclume ; dé- placement vers l'extérieur de l'enveloppe a également pour ré- sulté.t que le cône 81 entourant le support de broche 74 à l'ar- rière de l'enclume s'approche de et vient en contact avec l'ex- trémité arrière de cette dernière. A l'extrémité du cône 81, en regard de'l'enclume, est prévu un cône intérieur formant complé- ment à une surface inclinée extérieure de l'enclume.
L'angle des cônes respectifs est tel qu'ils établissent une large surface de contact entre les éléments, augmentant ainsi la résistance à un déplacement de rotation relatif entre eux. La périphérie intérieure du cône 81 est rainurée pour venir en prise avec des nervures verticales prévues sur le support de broche 74 (voir figure 8). Le cône participe donc à la rotation du support, mais est libre de se déplacer par rapport à lui dans la direction axiale. Le mouvement longitudinal du support 74 par rapport au cône 81 sous l'effort de traction de la broche 37 est limité par une butée ou épaulement 82 prévu sur le sup- port. Le cône 81 tourne avec le support de broche lorsque la broche 37 avance à travers l'écrou-rivet.
Lorsque le cône vient en contact de friction avec l'enclume qui est empêchée de tourner par la vis 78, il glisse-tout d'abord sur. cette enclume immobile et continue à tourner avec le support 74 jusqu'à ce que l'épaulement 82 vienne en contact avec le cône 81 sous l'action du ressort 76, à la suite de quoi l'effort de frotte-, ment résultant interrompt la rotation du cône, du support de broche et de la broche. A ce moment, la broche 37l'enclume 36, le cône 81 et les douilles d'enveloppe 32 et 33 occupent. la position relative représentée sur la figure 9a, le cône n'étant pas tout à fait en contact avec la douille 32.
Par la suite, l'arbre 63 étant commandé directement par engrenages par le rotor 42 continue à tourner, mais comme la tige 73 ne
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peut plus tourner du fait du contact de l'épaulement 82 avec le cône 81 et du contact de celui-ci avec l'enclume 36, elle- même fixe, la force d'éveloppée par l'arbre tournant 63 peut seulement provoquer, soit l'avance de cet arbre le long du filetage de la tige 73, soit un mouvement de traction'vers l'ar- rière de cette tige 73 à l'intérieur de l'arbre 63.
Etant donné que le premier de ces mouvements est celui offrant la moindre résistance(le dernier provoquerait la pose de l'écrou- rivet), ce qui arrive c'est que l'arbre 63 avance le long de la tige 73 et entraîne avec lui, vers l'avant, l'enveloppe 28, 32,33, tandis que l'enclume 36, le cône 81 et le support de broche 74 restent immobiles. Le mouvement vers l'avant de l'ar- bre 63 et de l'enveloppe se produit en antagonisme à la pression du ressort 76 et,durant ce mouvement vers l'avant, l'épaulement de la partie d'enveloppe 32 s'écarte du palier de butée 75. Le cône de verrouillage comporte une périphérie extérieure inclinée vers l'arrière dans la direction de l'axe du cône et coopérant avec une surface de forme similaire prévue sur l'extrémité enveloppante de la douille 32.
Après un léger mouvement vers l'avant par rapport à la position de la figure 9a, la surface tronconique 83 s'appuie fermement sur le cône 81 coinçant l'un avec l'autre l'enveloppe et le cône, en sorte que l'enveloppe ne peut plus avancer davantage.
A l'achèvement du mouvement vers -l'avant de l'enve- loppe 28, 32, 33, l'arbre 63 est aussi maintenu contre tout mouvement axial vers l'avant, mais continue à tourner. Il en résulte que le support de broche 73, 74 commence alors à se déplacer vers l'arrière par rapport au cône et à l'enclume et, ce faisant, fait flamber l'écrou-rivet contre l'enclume.
Un anneau 84 est monté et goupillé sur le support 74.
La face avant de l'anaeau affleure avec l'épaulement 82 du sup- port et, en fait, constitue un prolongement de-cet épaulement.
La face arrière de cet anneau forme un siège pour la couronne intérieure .de la butée à bille 75. Cet anneau 84 sert également en coopérant avec un collier 85 fixé sur l'épaulement arrière du palier 75, à entraîner le palier de butée dans un mouvement axial avec le support. Le collier 85. sert de plus à la fixation de l'une des extrémités du ressort 76. L'extrémité opposée de ce ressort pénètre-dans une coupelle 86 qui, normalement, tourne avec l'arbre 63.
Comme représenté également sur la figure 7, la coupelle 86 est en liaison d'entrainement avec l'arbre par des clavettes 87.logées dans des rainures de cla- vettes de l'arbre et pénétrant dans de larges fentes 88 de la coupelle. Les fentes 88 communiquent avec l'alésage 86a et
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s'étendent radialement à partir de cet alésage. L'extrémité supérieure du ressort 76 entoure le prolongement cylindrique de l'arbre 63 et bute contre les clavettes 87. Elle vient également en contact avec l'extrémité partiellement fermée de la coupelle 86 pour s'opposer à un mouvement axial d'écartement entre cette coupelle et les clavettes 87. Chacune des clavettes 87 comporte une partie longitudinale pénétrant dans le palier 65 et une partie transversale butant contre l'extrémité avant de ce palier.
Une liberté de mouvement angulaire étendu est ainsi laissée à la coupelle, de sorte que lorsque le moteur change de sens de rotation, l'arbre effectue un mouvement perdu d'une fraction de tour par rapport à la coupelle. Cette dernière fonctionne comme dispositif de sécurité entrainé par le collier 85 pour limiter le mouvement axial vers l'arrière du support de broche 74. Sans ce dispositif, le support pourrait être coincé si 'énergiquement contre l'arbre que le moteur ne pourrait plus le décoincer.
Il ne faut pas cependant que la pression' impartie à chaque écrou-rivet, pour sa pose, soit égale à celle erigendrée parle déplacement axial maximum-de la broche. Un écrou-rivet, d'un genre et de dimensions déterminés, comporte des caracté- ristiques particulières en ce qui concerne la valeur de la pression requise pour lui donner la solidité et la résistance maximum aux efforts de torsion avec une déformation minimum du métal. Pour engendrer la pression appropriée et obtenir qu'elle soit appliquée uniformément sur tous les rivets d'une série, un régulateur de pression 89 est interposé dans la conduite d'alimentation 62-en fluide comprimé.
Ainsi, lorsqu'il a été déterminé par la pratique que les écrous-rivets qui doivent être mis en place le sont dans les meilleures conditions sous une pression déterminée, par exemple 3 Kgs,500 par cm2, le régulateur 89 est réglé de façon correspondante afin d'empê- cher toute surélévation de la pression du fluide arrivant à l'outil. Lorsque la résistance de l'écrou-rivet est égale au couple moteur maximum, tel que déterminé par le régulateur, le moteur cale. Le régulateur 89 peut être de toute construc- tion couranté, constituant essentiellement un détendeur de pression réglable, pouvant réduire la pression originelle, par exemple 6 Kg,300 à toute pression plus basse choisie lors- qu'il est appliqué à un outil ou à des outils particuliers.
D'autres accessoire peuvent être utilisés.pour limiter la force appliquée à l'écrou-rivet,.comme par exemple un accouple- ment à friction ou un embrayage à maxima placé entre le moteur et l'arbre de commande. Ce dernier procédé sera utilisé dans les outils à commande électrique.
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La. longueur des écrous-rivets varie en fonction de l'épaisseur des parois dans lesquelles ils sont montés. Le pro- longement de la broche 37 au. delà de l'enclume 36 est réglable de façon correspondante au moyen d'un contre-écrou. 90.
Au cours de l'opération de pose d'un écrou-rivet, et alors que -les éléments-se trouvent dans la position des figures;3 et 5, la broche est insérée dans l'écrou. en pressant légèrement ce dernier contre la broche ou. en pressant légèrement cette dernière contre l'écrou., dans le cas où celui-ci est tout d'abord placé dans le trou de rivet, le papillon 57 étant ouvert, tandis que la soupape de renversement 51 se trouve dans la position pour laquelle la broche est commandée dans le sens dextrogyre de façon à se visser dans le taraudage de l'écrou.
Si l'écrou. est vissé sur la broche avant l'application de l'outil contre la pièce à travailler, l'opérateur libère le levier de commande 24 du papillon lorsque l'écrou vient au contact de l'enclume 36 et le moteur s'arrête avant qu'un mouvement axial appréciable de la broche à travers l'enclume se soit produit (voir figure 9). Lorsque l'écrou est tout d'abord inséré dans le trou de rivet, cette libération du le- vier de commande 24 du papillon n'est pas nécessaire. La broche doit effectuer un mouvement suffisant avant de tirer la surface 83 contre le cône de verrouillage 81, afin de permettre au moteur de ralentir et de compenser toute erreur de jugement.
Ensuite, lcrsque la broche et l'écrou-rivet sont insérés dans le trou de'rivet, on ouvre de nouveau le papillon et la broche se visse davantage dans l'écrou-rivet qui est empêché de tourner par friction ou positivement.
Si l'on suppose que l'écrou-rivet 23 est immobile, les étapes de l'opération de pose sont les suivantes : lère étape. Lorsque la broche 37 est vissée dans l'écrou-rivet 23. tous les éléments de l'outil, y compris l'enveloppe 32,33, la broche 37,l'arbre-.moteur 63 et l'enclume avancent axialement par rapport à l'écrou-rivet jusqu'à ce qué l'extrémité avant de l'enclume repose contre la tête dé- bordante de l'écrou-rivet. Au. cours de cette étape, la broche tourne à l'unisson avec l'arbre-moteur 63. L'enveloppe, l'enclume et l'écrou-rivet ne tournent à aucun moment.
2ième étape, (figure 9). La broche continue à tourner avec l'arbre-moteur et cette broche et tous les autres éléments, à l'exception de l'enclume, continuent à avancer axia- lement ensemble,tandis que l'enclume est maintenue immobile contre l'écrou-rivet 23. Tout mouvement vers l'avant de l'enveloppe et de la broche est empêché par le ressort de compres- sion 77. Les mouvements de rotation et vers l'avant de la brache s'arrêtent lorsque le cône de friction 81 est serré entre l'épaulement 82 et l'extrémité arrière conique de l'enclume 36.
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A l'achèvement de cette deuxième étape, les éléments occupent la position représentée sur la figure 9a.
3ème étape. La broche 37 et l'épaulement 34 étant maintenus contre toute rotation par l'épaulement 82, le cône 81 et l'enclume 36, la rotation ultérieure de l'arbre 63 a pour effet de tirer axialement la tige filetée 7:5 pour tendre à déplacer le support de broche 74 vers l'arrière. Mais puisque la broche 37 est, à ce moment, fixée à l'écrou-rivet 23, elle ne peut pas, tout d'abord, se déplacer axialement. Cette ten- dance de la tige 73 à se déplacer vers l'arrière dans l'arbre 63 se heurte tout d'abord à la résistance de al liaison par vis établie entre la broche 37 et l'écrou-rivet et à la ré- sistance au flambage de l'écrou-rivet. En conséquence, cette tendance de la tige 73 à se déplacer vers l'arrière est trans- formée en fait en un mouvement de l'enveloppe 32, 33. vers l'avant.
Durant ce mouvement axial de la douille d'enveloppe 33, le ressort 77 est comprimé davantage jusqu'à sa compres- ¯sion maximum*et l'épaulement de l'enveloppe 32, normalement en contact avec le palier de butée 75, est écarté vers l'avant de ce palier. Le mouvement axial vers l'avant de l'en- veloppe, au cours de cette troisième étape, se produit seule- ment sur une très courte distance, avec une nouvelle et très légère compression du ressort 77, avant que la surface de verrouillage conique 83 de la douille d'enveloppe 32 vienne reposer sur le cône 81 qui, de son côté, repose sur l'extrémité arrière conique de'l'enclume 36. Sur ce, le mouve- ment vers l'avant de l'enveloppe est arrêté et le cône se trouve coincé dans l'enveloppe pour former un autre moyen de verrouillage du cône contre tout mouvement de rotation.
4ième étape.(course active). A l'achèvement du mou- vement vers l'avant de l'enveloppe, l'effort de traction entre l'arbre 63 et le support de broche 74 se produit. Etant donné que l'enveloppe ne peut pas se déplacer vers l'avant, la broche se déplacé vers l'arrière en antagonisme à la pression du res- sort 76 et à la résistance de l'écrou-rivet 23, et assure la pose de l'écrou-rivet, comme représenté sur la figure 10.Dûrant ce mouvement axial vers l'arrière, l'épaulement 82 et l'anneau 84 se dégagent du cône 81, mais ce dégagement ne permet pas au cône et au support de broche de tourner, car le cône conti- nue à être maintenu par les moyens de verrouillage comprenant la surface conique 83 et la face conique de' l'enclume 36,
lesquelles sont en engagement de friction avec le cône sous l'action de la pression axiale engendrée par la traction de la.broche 37. La course active se termine lorsque le moteur
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cale ou lorsque l'opérateur inverse l'arrivée de la puissance, ou lorsque le support de broche peut tourner à l'extrémité de sa course. Dans le cas mentionné en dernier lieu, le collier µ5,du support de broche 74 presse contre l'extrémité infé- rieure de la coupelle 86, provoquant l'arrêt de la rotation de cette dernière en l'amenant en engagement de friction entre le collier 85 et l'élément extérieur du palier de batée 65.
Presque immédiatement après, la rotation de l'arbre 63 est arrêtée du fait de l'engagement des clavettes 87 'dans les extrémités des fentes arquées 88 de la coupelle.
5ième étape. Après l'inversion du sens de rotation de l'arbre 63, les fentes 88 de la coupelle 86 permettent à cet arbre 63 de tourner dans le sens lévôgyre d'un arc limité vers la position de la figure 7 avant que la coupelle soit elle- même entraînée dans cette rotation inversée, cette disposition constituant une liaison de commande à mouvement perdu entre l'arbre et la coupelle 86. Lorsque l'arbre 63 tourne, le suppoit de broche 74 est encore empêché de tourner par le cône 81, la surface 83 et l'enclume 36 et, par suite, l'arbre effectue un mouvement de retour le long de la tige 73 pour obliger l'enveloppe à s'écarter ce la pièce à travailler.
Si la cou- pelle 86 se trouve au contact du collier 85, elle se dégage avec l'enveloppe de son verrouillage par friction avec le collier 85 au cours du mouvement perdu durant lequel l'arbre peut tourner indépendamment de la coupelle. Normalement, la force de réaction du rivet et la force du ressort 76 maintien- nent une liaison suffisamment ferme entre le taraudage du ri- vet et le filetage de la broche 37 et entre le rivet et l'en- clume fixe pour que la broche 37 ne participe pas tout d'abord au mouvement de rotation inversée de l'arbre 63, sa position relative par rapport à l'enclume (position représentée sur la figure 10) étant maintenue.
Par suite, la rotation inversée de l'arbre 63 provoque son mouvement de retour le long de la tige 73; ceci a naturellement pour effet de tirer l'enve- loppe 28, 32, 33.vers l'arrière et de rompre le verrouillage par friction à l'endroit du cône 81. Normalement, le cône 81 reste en contact avec la surface 83 et, par suite, est ramené avec l'élément d'enveloppe 32 et est mis hors d'engagement de verrouillage par friction avec la surface 83, lorsque l'en- veloppe s'est suffisamment écartée du sommet du cône 81 pour entrer en contact avec l'épaulement 82, les éléments étant presque revenus à la position de la figure 9a.
Lorsque l'épau- lemerit de la douille 32 aura reculé encore légèrement, suffi- samment pour venir en contact avec la couronne 75 (position de la figure 9a),il ne pourra plus reculer davantage par rapport ausupport 74=
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6ième étape. Aussitôt que le palier'de butée 75 est venu en contact avec l'épaulement de la douille 32, une nouvelle rotation de l'arbre 63 sur une fraction de tour engendrera une pression suffisante entre les filets de vis de l'arbre 63 et de la tige 73 pour vaincre le frottement entre les filets de vis de la broche 37 et de l'écrou-rivet et entre le cône 81 et l'enclume 36, si ce cône venait à coller à cètte enclume, ce qui amorce la rotation de la broche 37 en sens inverse, à l'unisson avec l'arbre menant 63.
La pres- sion entre les filets de vis de l'arbre 63 et de la tige 73 déterminée par le ressort 76 provoque par suite la rotation de la broche 37 avec l'arbre 63 et du fait de cette rotation, la broche se dévisse de l'écrou-rivet. Lorsque la broche se dévisse de l'écrou-rivet, le ressort 77 pousse l'enveloppe vers l'arrière jusqu',à ce'que-cette enveloppe et l'enclume soient ramenées à leur position de départ.
Les mouvements des divers éléments au cours d'un cy- cle comprenant les étapes.de pose 1 à 4 et les étapes de dé- gagement 5 et 6, sont représentés dans le tableau ci-dessous dans lequel H désigne l'enveloppe 32, 33; A, l'enclume 36; B, la broche 37; C, le cône 81; N, la tête arrière débordante de l'écrou-rivet 23; f, le mouvement axial vers l'avant; h , le mouvement axial vers l'arrière; s, l'immobilité ; u, la. liberté dans le sens axial et r, la rotation.
EMI15.1
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1 <SEP> Hf <SEP> Af <SEP> Bfr <SEP> Cur <SEP> Ns
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<tb> 2 <SEP> Hf <SEP> As <SEP> Bfr <SEP> Cur <SEP> Ns
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<tb> 3 <SEP> Hf <SEP> As <SEP> Bs <SEP> Cs <SEP> Ns
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<tb> 4 <SEP> Hs <SEP> As <SEP> Bb <SEP> Cs <SEP> Ns
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<tb> 5 <SEP> Hb <SEP> As <SEP> Bs <SEP> Cb <SEP> Ns
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<tb> 6 <SEP> Hb <SEP> As <SEP> Bbr <SEP> C <SEP> ur <SEP> Ns
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En ce qui concerne le mouvement axial, la broche avan- ce tout d'abord avec l'enclume, puis, lorsque cette enclume vient en contact avec l'écrou-rivet immobile, avance en avant de cette enclume, reste immobile pendant un certain temps, se déplace vers l'arrière durant la course active, puis, durant le mouvement en sens inverse, reste immobile tandis que l'en- veloppe effectue son mouvement de retour et, finalement,
recule et se dégage de l'écrou-rivet 23 en entrainant l'enveloppe vers l'arrière sous l'action du ressort 77.
Si l'opérateur désire fixer la broche 37 à l'écrou- rivet 23 avant d'insérer ce dernier dans les feuilles de métal perforées, il arrête le moteur au cours de la seconde étape, applique l'écrou sur les feuilles puis ouvre de nouveau le papillon pour achever cette seconde étape.
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La riveteuse pour écrous-rivets fonctionnera de façon similaire pour poser des rivets et son empbi est particulièrement avantageux lorsque la nature des pièces à travailler qui doivent être reliées ensemble ne permet pas l'utilisation des riveteuses habituelles. Comme représenté sur la figure 11, avec l'outil selon l'invention, un rivet 23a, ayant.les mêmes caractéristiques générales que l'écrou-rivet, est inséré dans des ouvertures concordantes pratiquées dans les pièces à travailler 91 et 92.
Lorsque 'la tête du rivet vent en contact avec la pièce extérieure 91, la tige est dila- tée en contact avec la pièce intérieure 92, la grandeur de la pression impartie au rivet étant limitée par le régulateur de pression de façon à être juste suffisante pour serrer fer- mement ensemble les pièces à travailler. Pour obtenir un ren- forcement supplémentaire, un bouchon fileté 93 peut être vissé dans le rivet.
Les figures 12 et 13 représentent l'outil pour son application à l'estampage des feuilles de métal. Les éléments de l'outil représenté sont la douille d'enveloppe 33, l'en- clume 36a pouvant coulisser à l'intérieur de cette douille et la broche 37 avec son supporjr rotatif 74. L'extrémité de l'en- clume 36a venant en contact avec la pièce à travailler est conformée de façon à provoquer l'estampage du métal en coopé- ration avec une matrice évidée 94. Au commencement de chaque opération d'estampage, la matrice 94 est' appliquée contre l'une des faces de la pièce à travailler avec son ouverture centrale filetée .22 disposée suivant l'axe du trou du rivet.
On insère la broche 37 par l'autre côté de la pièce à travail- ler,-à travers le trou de rivet et à l'intérieur de l'ouverture de la matrice. Lorsqu'on ouvre le papillon, la broche se visse dans la matrice qu'on empêche de tourner, par exemple au moyen de la queue 96. Lorsque la broche avancé à travers la matrice, l'enclume 36a vient tout d'abord en contact avec la feuille à travailler extérieure et, ensuite, la douille 33 vient en contact avec le cône de verrouillage 81 (non repré- senté sur ces figures 12 et 13).
Lorsque le mouvement de ro- tation de la broche 37 et du support 74 s'arrête, un mouvement longitudinal relatif est engendré entre la broche et le corps de l'outil, y compris l'enclume 36a. La. matrice 94 étant main- tenue contre la face inférieure de la pièce à travailler peut être considérée comme immobile, en sorte que la broche 37 est elle-même immobilisée, l'enclume 36a étant alors poussée dans l'évidement concave opposé de la matrice. Du fait du serrage l'une contre l'autre de l'enclume 36a et de la matrice 94,
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les pièces à travailler dispo'sées e.ntre elles sont repoussées vers l'intérieur autour du trou de rivet sous forme d'une co- quille.
Le dégagement de l'outil de la pièce à travailler peut être effectué en inversant le sens de rotation du moteur, de la même façon. que la riveteuse pour écrous-rivets est elle-même dégagée de l'écrou.