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La présente invention concerne, d'une;manière générale, des rivets, et plus particulièrement un procédé et un appareil pour poser des rivets.
Un genre de rivets comporte habituellement un corps ou tige muni d' une tête et d'une queue pourvue de gorges de blocage. Une bague, qui est d'abord placée librement sur-le queue, peut être refoulée de manière à porter par fric- tion sur celle-ci à l'endroit des gorges de blocage, au moyen de divers outils à riveter. Beaucoup- de ces outils utilisant une enclume ou manchon qui est dépla- cé longitudinalement sur la bague pour la sertir dans les gorges de blocage et ils dépendent de l'opération qu'on désire pratiquer sur une forme particulière de bagues En outre, il est bien connu.que la vie utile de la quasi-totalité de tous les éléments de'liaison est augmentée quand, une charge:
préalable de traction est maintenue dans l'élément de liaison, c'est-à-dire quand celui-ci se trouve soumis à une traction quand il a été posé. Il est également désirable de dispo- ser d'un appareil de pose de rivets du genre précité, pouvant être adapté aux pistolets à riveter dont on dispose actuellement et utilisable avec des bagues de rivets de diverses formes. En outre, il est désirable que l'appareil à rive- ter du type précité ait une structure simple, que son prix de revient soit faible et qu'il fonctionne efficacement pour poser des rivets de la manière désirée.
On a conçu dans la présente invention un procédé pour poser un rivet comprenant une queue comportant une partie munie de gorges qui .s'étend sur. un cô- té des pièces alignées qu'on désire unir, et une tête qui s'étend:-sur l'autre cô- té de ces pièces, ce procédé consistant à faire exercer, radialement vers l'inté- rieur, une composante de force sur une bague entourant la queue, pour sertir la bague dans cette partie munie de gorges, tout en exerçant une traction sur l'ex- trémité de la queue qui est opposée à la tête, la bague subissant un allongement du fait de la force de sertissage.
On comprendra la présente invention en li- sant la description suivante, qu'on a faite en se référant au dessin annexé, sur lequel: la fig. 1 est une coupe longitudinale fragmentaire d'un type de pis- tolet à riveter, illustrant l'appareil conforme à l'invention associé à celui- ci; la fig. 2 est une coupe fragmentaire, à plus grande échelle, d'une partie de la structure illustrée sur la fig. 1, et elle représente les mâchoires de sertissage utilisées dans l'appareil de l'invention dans leur position épa- nouie ; la fig. 3 est une coupe longitudinale, à plus grande échelle, simi- laire à la fig. 2 et illustrant les mâchoires dans leur position rappelée;
' la fig. 4 est une coupe illustrant un rivet dont le corps est entouré d'une bague et qui est prêt'pour relier deux pièces;- les figs. 5, 6 et 7 sont des vues analogues à la fig. 4 des rivets illustrés, et elles représentent les positions successives des rivets lorsqu on les traite avec l'appareil conforme à la présente invention ; la fig. 8 est une vue faite sensiblement par 8-8 de.-la fige 3 ; les figs. 9, 10 et 11 sont des coupes correspondant sensiblement aux figs. 5,6 et 7, et'illustrant une variante de l'appareil conforme à l'invention associée à un rivet du type à tige et à bague, et à un autre genre de pistolet à riveter; les figs. 12 et 13 sont des coupes transversales faites respectivement par 12-12 et 13-13 de la fige 9.
En examinant le dessin, on voit que l'appareil à riveter ou riveuse conforme à l'invention, appelé par la suite "mécanisme de sertissage" et désigné dans son ensemble par la référence 10, est illustré sur la fig. 1 dans la position où il est associé à un pistolet à riveter 12 de type bien connu.
Comme on le
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voit clairement sur cette figure, le pistolet 12 comporte un bottier 14 et un pis- ton 16 qui est animé d'un mouvement alternatif dans le boîtier 14 et comporte une partie terminale- avant filetée 18', Le piston 16 comporte sur ses côtés opposés' des évidements- 20, dent un seul est illustré et qui servent à recevoir les parties
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correspondantes d'âme extrémité d'une chape 22,- supportée entre ses extrémités sur un axe d'articulation 24 qui est monté sur une crosse 26 du pistolet 120 L'extrémité opposée de la chape 22 porte un galet 30 qui peut rouler entre des guides inclinés 32 et 34 pouvant se déplacer dans la crosse 26 pour se rapprocher
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e-tr s'éloigner de l'axe d'articulation 24.
On voit que lorsque les guides 32 et34- s'écartent de l'axe d'articulation 24, la chape 22 pivote en sens inverse des aiguilles d'une montre autour de l'axe d'articulation 24 pour déplacer le piston
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16 vers7 l'avant. B même, quand les guides 32 et 34 se rapprochent de l'axe d' articulation 24, la,,chape 22 pivote dans le sens des aiguilles d'une montre pour déplacer le piston 16 vers l'arrière. Une gâchette 28, montée sur la crosse 26, actionne un mécanisme hydraulique, ou un mécanisme d'un autre genre, d'une maniè- re bien comme, pour déplacer les guides 32 et 34 dans le sens désirée
Le mécanisme de sertissage 10 comporte un canon 36 qui comprend une partie terminale intérieure tubulaire 38 munie de saillies 40 diamétralement op- posées.
Le canon 36 comporte également une partie terminale extérieure tubulaire 42 comprenant une partie intérieure alésée 44 et une partie extérieure alésée 46 dont le diamètre est légèrement supérieur'à celui de la partie 44. Une par- tie intermédiaire 48 du canon 36 comporte un alésage 50 qui la traverse entière- ment et dont le diamètre est inférieur à ceux des parties âlésées 44 et 46.
Dans la partie terminale extérieure 42 du canon 36 est disposée une bague tubulaire de sertissage 52 (fig 2 et 3) comprenant une partie terminale
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intérieure taraudée 54 qui coulisse dans la partie alésée 44. La bague 52,com- porte quatre fentes 56 disposées à l'extérieur de la partie terminale intérieure 54 et dont les extrémités intérieures débouchent dans des trous 58. Les fentes 56 sont équidistantes, de sorte qu'elles divisent la bague en quatre longs doigts
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ou mâchoires 60 (fi. 2 et 8) dont la largeur individuelle correspond sensiblement au quart de la circonférence de la bague 52. Près de son extrémité extérieure 62, le diamètre de la bague 52 augmente uniformément de manière que chaque mâ- choire 60 comporte une surface externe 64 inclinée vers l'extérieur, pour une
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raison qu'on expliquez par la suite.
A l'intérieur de l'extrémité extérieure 62 de la bague 52, chaque mâ- choire 60 comporte une gorge transversale de dépouille 66 sur son côté intérieur,
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et, entre cette gorge et l'extrémité extérieure62, chaque; mâchoire comporte un prolongement arrondi 68, ou partie bombée s'étendant radialement vers l'intérieur, On introduit un tampon de dilatation (non illustré) dans la bague 52 juste avant de la traiter à chaud, de manière qu'elle soit soumise à une contrainte dans sa
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forme définitive, afin que les echoires 60 soient écartées l'une de l'autre, comme illustré sar les ttga.1 et 2.
Pour contracter la bague 52, ou autrement dit pour rapprocher les mâchoires 60 l'une de l'autre vers l'intérieur, il-est nécessaire de déplacer la partie terminale intérieure 54 été la bague 52 vers l'ar- rière dans la partie intérieure alésée 44 pour introduire progressivement les sur- faces inclinées 64 des mâchoires dans l'extrémité extérieure 70 du canon 36, qui comporte un chanfrein intérieur 72 en vue de réduire l'usure des mâchoires 60.
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Un plongeur 74, coulissant dans la partie intér#Bure 38 du canon, com- porte une longue tige 76 qui traverse l'alésage de diamètre réduit 50 et qui est
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vissée dans la paride terminale intérieure 54 de la bague 52. Pour écarter entiè- rement ]June de l'autre les mâchoires 60, comme illustré sur les figs. 1 et 2, le plongeur 74'est déplacé jusqu'à une position de butée où il porte contre la partie intermédiaire 48 du canon. 'Bien entendu, on peut régler l'importance
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du déplacement désmâchoires 60 dans le sens qui détermine la dilatation de la bague 52, ex déplaçant la tige 76 en avant ou en arrière dans cette dernière, du fait que ce réglage détermine l'importance du déplacement vers l'extérieur
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que le canon 36 fait exécuter aux mâchoires 60.
La position contractée de la bague 52, correspondant à la position des mâchoires 60 dans laquelle elles sont rapprochées l'une de 1¯ autre vers l'intérieur, est illustrée sur la figo 3, et elle est définie par la venue en contact de la partie terminale intérieure 54 de la bague 52 avec la partie intermédiaire 48 du canon.
Dans l'assemblage du mécanisme de sertissage 10 avec le pistolet 12, le canon 36 est supporté sur le boîtier de canon 14 dans une positon où l'une des saillies 40 est verrouillée avec le boîtier 14 et où la partie terminale fi- letée 18 du piston 16 est vissée dans la partie terminale intérieure 78 du plon- geur 74, comme illustré sur la fige 1.
De ce fait, lorsqu'on actionne la pisto- let 12 pour rappeler le piston 16, les mâchoires 60 sont rapprochées l'une de 1' autre vers l'intérieur jusqu'à la position, illustrée sur la fig. 3, où elles bu- tent contre la bague 52, inversement, lorsqu'on actionne la pistolet 12 pour dé- placer le piston 16 vers l'extérieur, les mâchoires 60 sont écartées l'une de 1' autre jusqu'à la position illustrée sur les figs. 1 et 2 qui correspond à une condition dilatée de la bague 52.
Pour le fonctionnement du mécanisme de sertissage, afin-de poser le rivet indiqué dans l'ensemble en 80 sur'.la fig. 4, on va supposer qu'on doit relier deux pièces ou deux plaques 82 et 84 au moyen du rivet 80. Celui-ci est constitué par un orps 86, qui traverse des trous alignés 88 de ces plaques et par une bague 100 disposée sur le corps 86. Ce dernier comporte une queue 92 qu'on a représentée avec des dimensions assurant sont ajustage serré dans les trous 88, bien qu'il soit entendu qu'un tel ajustage serré ne soi pas nécessai- re et qu'on peut utiliser le mécanisme 10 avec des rivets montés avec plus de jeu. En outre, le corps 86 comporte une tête 90 qui est située à une extrémité de la queue 92 et qui est en contact avec la plaque 82.
Au voisinage de sa par- tie terminale 94? la queue 92 comporte des gorges de verrouillage 96 et des arê- tes 98, pour une raison expliquée par la suite. La bague 100 est supportée sur la queue'92 dans une posïtion où elle s'étend autour de celle-ci à l'endroit des gorges 96 et contre la plaque 84.
On amène le pistolet 12 dans une position où la bague 52 est disposés autour de la bague 100, l'extrémité extérieure 62 de la bague 52 portant contre la plaque 84, comme illustré sur la fig. 5. L'extrémité extérieure d'up ressort hélicoïdal 101, qui est placé dans la bague 52 et qui est fixé par so extrémité intérieure à la partie terminale intérieure 54 de cette bague, est en contact avec l'extrémité de la bague 100. Par'suite, le ressort 101 exerce sur la bague 100 une force élastique qui la maintient contre la plaque adjacente 84. On ac- tionne alors la gâchette 28 pour rappeler le piston 16 qui rappelle alors la ba- gue 52 par rapport au canon 36.
En même temps qu'on actionne ainsi la gâchette 28, on exerce sur le pistolet 12 une pression orientée vers l'avant pour mainte- nir l'extrémité 62 de la bague 52 contre la plaquer 84. Par suite de l'action- nement 'simultané du pistolet 12 et de la gâchette le canon 36 est amené vers la plaque 84 pour rapprocher les mâchoires 60 l'une de l'autre vers l'intérieur, comme illustré sur la fig. 6.
Les prolongements bombés 68 des mâchoires 60 agissent de ce fait pour écraser ou sertir la bague 100, comme illustré sur la fig. 6, de manière que celle-ci soit progressivement sertie contre les gorges de blocage 96. Grâce à ce sertissage, la bague 100 est bloquée sur la queue 92 à l'endroit des gorges de blocage 96 et des arêtes 98. En conséquence, en continuant à se rapprocher de la plaque 84, le canon 36 pince ou écrase davantage la bague 100 de manière que la matière de la bague soit déplacée axialement à celle-ci.
Du fait que la bague 100 porte à la fois contre la plaque 84 et les arêtes 98 , la queue 92 est effectivement étirée sur sa longueur entre la tê- te 90 et les arêtes 98. Par suite, les plaques 82 et 84 sont étroitement atti rées l'une contre l'autre, ce qui attire intégralement le corps 86 dans les trous des plaques et ne laisse aucun jeu entre ces dernières, comme illustré sur les
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fige. 6 et 7. Dans.la position finale qu'occupe le rivet 80 une fois qu'il est posée la bague 100-à été effectivement allongée, comme illustré sur la fig. 7, ce qui a étiré la queue 92 et soumis le corps 86 à une charge préalable de trac- tion.
En d'autres fermes, grâce aux prolongements courbes 68 des mâchoires 60, la matière de la bague 100 s'est d'abord bloquée contre la queue 92 à l'endroit des arêtes 98 et des gorges 96, après quoi la matière de la bague a été dilatée ou étirée axialement pour soumettre ledit'corps à une charge préalable de trac- tion. Cette charges préalable augmente la vie utile du rivet 80 et empêche le corps ou la bague 100 de prendre du jeu. au cours de l'utilisation des pièces 82 et 84. @
Deux gerges de blocage 96 et deux arêtes 98 sont illustrées pour le rivet 80, ce.qui fait qu'on peut l'utiliser pour relier des pièces telles que 82 et 84 ayant des épaisseurs ou des longueurs de préhension comprises entre des li- mites prédéterminées.
Une variante du mécanisme de sertissage conforme à la présente inven- tion indiquée dans son ensemble par la référence 10a est illustrée sur les fige.
9 à 13. Le mécanisme 10a convient pour être assemblé avec un mécanisme à riveter de type bien connu, indiqué dans son ensemble parla référence 120, qui comporte un manchon extérieur ou enclume 122 ayant au voisinage de son extrémité 126 une surface intérieure 124 chanfreinée vers l'intérieur. Le mécanisme comporte éga- lement plusieurs Mâchoires 128 ; qui peuvent être contractées et déplacées vers 'l' arrière à l'intérieur du manchon 122 par un élément 130 qui contracte et dépla- ce ces mâchoires.
Un élément de traction (non représenté) analogue au plongeur 74 du pistolet de traction 12 illustré sur la fig. l, est associé à l'élément 130 en vue de déplacer sélectivement celui-ci vers l'arrière à l'intérieur du manchon 122.
Le mécanisme de sertissage 10a comporte une bague 132 comportant une partie terminale intérieure tubulaire 134 disposée dans le manchon 122. La ba- gue 132 comporte quatre fentes équidistantes 136 s'étendant vers le haut à partir de la partie;, terminale intérieure 134, de manière à diviser la bague 132 en qua- tre mâchoisres. ou doigts 140 disposés en arcs de cercle transversalement à celle- ci. Le diamètre de la bague 132 augmente uniformément sur la longueur des mâ- choires 140, de manière que chaque mâchoire comporte une surface externe 142 in- clinée vers l'extérieur, pour une raison qu'on expliquera par la suite.
A l'in- térieur de l'extrémité extérieure 144 de la bague 132, chaque mâchoire 140 com- porte une gorge transversale de dépouille 146, qui est délimitée sur son c8té intérieur par une .Surface 148 inclinée vers l'intérieur.
On traite initialement à chaud la bague 132, comme la bague précitée 52, pour qu'elle soit soumise à une contrainte, afin d'assurer l'épanouissement inhérent des mâchoires 140. Pour diminuer l'aire sensiblement circulaire dé- limitée par ces dernières, il faut les rapprocher à la main l'une de l'autre.
Dans le mode de réalisation illustré sur les figs. 9 à 13, on obtient ce résultat en déplaçant le manchon 122 de manière à lui faire entourer complètement les mâchoires 140. Le contact coulissant du chanfrein 124 du manchon avec les sur- faces 142 des mâchoires qui sont inclinées de manière correspondante facilite le déplacementen manchon 122 vers l'extérieur sur la bague 132 pour contracter les mâchoires.
La position épanouie des mâchoires 140, qui correspond à une conditio dilatée de la bague 132, est illustrée sur la fig. 9. La position des mâchoires 140,quand elles ont été.déplacées vers l'intérieur correspondant à une condi- tion contractée de la bague 132, est illustrée sur la fig. 11. La tendance natu- relle des mâchoires 140 à s'écarter les unes des autres et les surfaces de glis- sement coopérantes 124 et 142 assurent un déplacement automatique de la bague 132 depuis la position illustrée sur la fig. 11 jusqu'à la position représentée
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sur la fig. 9, chaque fois que la force de réaction,exercée sur le manchon 122 cesse.
Une vis d'arrêt 150, portée par la partie terminale intérieure 134 de la bague 132 coulisse dans un alésage 152 pratiqué dans le manchon 122, afin d'em- pêcher la bague 132 de se séparer accidentellement du manchon 122.
Pour faire fonctionner le mécanisme de sertissage 10a afin de poser le rivet désigné dans son ensemble sur les fige. 10 et 11 par la référence 154, et de relier deux plaques 156 et 158, on amène d'abord ce mécanisme dans la posi- tion illustrée sur la fig. 9. Comme représenté sur cette figure, le rivet 154 comporte une longue tige 160 munie d'une tête 161 et d'une queue 163 qui traver- se les plaques 156 et 158. La queue 163 comporte des gorges de blocage 162 sem- blables aux gorges de blocage 96 formées sur le corps de rivet 86 et, en outre, elle comporte une partie de queue ou de traction 164 creusée de gorges de traction 166 dans lesquelles peuvent pénétrer les mâchoires de blocage 162 du mécanisme de rivetage 120.
Entre les gorges de blocage 162 et les gorges de traction 166, la queue 163 comporte la gorge 168 formant le colet de rupture usuel. Le rivent 154 comporte également une bague tubulaire 170, qui est supportée sur la queue 163 en un endroit où elles'étend autorudes gorges de blocage 162 et où une denses extrémités porte contre la plaque 158.
Lorsque le mécanisme 10a est dans la position illustrée sur la fige 9, les mâchoires 140 entourent la bague 170 et les surfaces inclinées 148 des mâ- ,choires sont en contact avec l'extrémité extérieure 172 de la bague 170 de maniè- re à la maintenir continuellement contre la plaque adjacente 1580 Les mâchoires de préhension 128 sont en prise avec la tige 160 à l'endroit des gorges de trac- tion 166 et, quand on actionne le mécanisme de rivetage 120 pour rappeler les mâchoires 128, une traction est exercée sur la tige 160. La force de réaction à cette traction s'exerce en sens inverse Fers les mâchoires 140 par l'intermé- diaire du manchon 122.
Par suite, ce dernier est déplacé vers la plaque 158 tandis que le chanfrein 124 du manchon glisse sur les surfaces 142 des mâchoires
140 pour les rapprocher progressivement l'une de l'autre vers l'intérieur, comme illustré sur la fig. 10.
Chaque mâchoire comporte une saillie bombée 176, orientée vers l'in- térieur, qui, lorsque les mâchoires 140 sont déplacées vers l'intérieur, écrase ou sertdt ma bagu 170 comme illustré sur la fig. 10, ce qui fait que la bague est progressivement sertie entre ses extrémités contre la queue 163 à l'endroit des gorges de blocage 162. Grâce à ce sertissage, la bague 170 est bloquée à la tige 160 à l'endroit des gorges 162.
@ En continuant à se rapprocher de la plaque par suite de la traction exercée par les mâchoires 128 sur la queue163, le manchon 122 pince ou écrase encore plus la bague 170, de sorte que la matière de la bague s'allonge axiale- ment. Comme on le voit clairement sur les figs.
9, 10 et 11, les mâchoires 140 ont, vers l'extérieur des surfaces inclinées 148 et par rapport à la longueur de la bague 170, une longueur telle qu'il subsiste un jeu entre l'extrémité extérieu- re 144 des mâchoires 140 de la bague 132 et la plaque 158 au cours du sertissage de la bague 170..Lorsque les mâchoires 140 exécutent leur mouvement de sertissa- ge, leur surface inclinée'148 se déplace sur l'extrémité extérieure de la Bague
170 de manière à y exercer continuellement la force désirée pour la maintenir con- tre la plaque 158.
-La force de traction exercée sur la tige 160 assure la traction dési- rée rapprochant les plaques 156 et 158, avant un commencement de sertissage de la bague 170. Après sertissage initial de cette dernière dans les gorges 162, -le sertissage auquel la bague continue à être soumise allonge celle-ci entre les gorges 162 et la plaque 158. Défait que la bague porte contre la plaque 158 et la tige 160 à l'endroit des gorges 162, cet allongement de la bague a pour effet d'exercer une force de traction sur la tige entre la tête de la tige et les gor- ges 162.. En d'autres termes, la bague-170 est allongée et, de ce fait, elle étire la tige 160 et y appliqua une charge préalable de traction.
La traction pour-
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suivie exercée sur les mâchoires 128 provoque la rupture usuelle de la queue 163 à l'endroit de la gorge 168 formant collet de rupture. On obtient cette suite de fonctionnements simplement en formant la bague 170 d'une matière ayant la dureté requise sans exiger de profils de bagues spéciaux de maintien à distance, comme c'est le cas dans la plupart des riveuses actuellement en usage. Si la matière de la bague, est trop tendre, il peut se faire,que la bague soit sertie dans les gorges de ',blocage de la queue avant que les plaques à relier aient été étroitement attirées l'une contre l'autre ou avant que la tige ait été entière- ment attirée dans les trous des plaques.
Si la bague 160 est trop dure, elle peut se rompre prématurément avant l'obtention du sertissage désiré.
La description qu'on vient de faire permet de voir qu'on a conçu dans la présente invention des mécanismes de sertissage 10 et 10a pour appliquer une bague à une queue eu tige d'un rivet. Il est évident que l'utilisation des méca- nismes 10 et 10a m'est pas limitée à une forme particulière de bague. En consé- quence, il n'est pas nécessaire d'utiliser des bagues spécialement formées, quand on pose des rivetsavec les mécanismes 10 et 10a. En outre, du fait que les mé- canismes de l'invention ne sont pas limités à une utilisation avec une forme particulière de rivet, on peut les utiliser facilement pour "sauver" des bagues mal serties qui ont été appliquées avec des mécanismes de pose de rivets de type ordinaire.
,On tient à souligner que bien qu'on-ait décrit le mécanisme 10 de po- se de rivets particulièrement envue de son utilisation avec pistolet 12, il est utile avec n'importe quel outil capable d'exercer une traction sur le plongeur
74 pour contraster les mâchoires 60. De même, le mécanisme 10a est utilisable avec n'importe quel dispositif de pose de rivets pouvant en même temps exercer une traction sur la tige 160 et contracter les mâchoires 140.
REVENDICATIONS. l.- Procédé pour poser un rivet comportant une queue comprenant une partie comportant des gorges, qui s'étend d'un côté de pièces alignées à relier, et une tête qui s'étend de l'autre côté, de ces pièces, caractérisé en ce qu'on applique une composante de force orientée vers l'intérieur sur une bague entou- rant ladite queue pour sertir la bague dans ladite partie munie de gorges, tout en exerçant une force de traction sur l'extrémité de la queue qui est opposéeà la tête, la bague étant amenée à s'allonger sous l'effet de la force de sertis- sage.