<B>Procédé de fabrication d'un rivet tubulaire et rivet</B> tubulaire <B>obtenu par ce procédé</B> La présente invention comprend un procédé de fabrication d'un rivet tubulaire et un rivet tubulaire obtenu par ce procédé.
Le procédé suivant l'invention de fabrication d'un rivet tubulaire comportant une douille avec une tête à une extrémité et une queue à l'autre extré mité, à partir d'une barre pleine de matière, consiste à déformer une extrémité de la barre pour former la tête,
à former dans la barre des rainures longitu dinales partant de l'autre extrémité de la barre, à fermer ces rainures pour former des lignes longitu- dinales d'affaiblissement, et à percer un alésage axial à travers la barre pour former la douille.
Le rivet tubulaire fabriqué par ce procédé com prend une douille comportant une tête à une extra mité et une queue à l'autre extrémité, ladite douille présentant sur une de ses surfaces des lignes, lon gitudinales d'affaiblissement s'étendant depuis la queue vers la tête.
Le dessin annexé illustre un exemple de mise en aeuvre du procédé suivant l'invention et repré sente une forme d'exécution d'un rivet fabriqué par ce procédé.
Sur ce dessin la fig. 1 est une vue, partie en élévation et partie en coupe longitudinale, illustrant un dispositif pour rainurer une barre pleine. longitudinalement;
la fig. 2 est une vue en coupe transversale d'une barre rainurée longitudinalement formée avec le dis- positif de la fig. 1, la coupe étant faite par 2-2 de la fig. 1 ;
la fig. 3 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de matriçage pour former une ébauche de rivet avec la barre rainurée longitudinalement pro- duite par le dispositif de la fig. 1 ; -la fi:g. 4 est une vue en élévation latérale d'une ébauche de rivet achevée obtenue ,par le dispositif de matriçage de la fig. 3 ;
la fig. 5 est une vue en élévation en bout de l'ébauche de rivet et la vue est prise de la gauche de la fig. 4 ; la fig. 6 est une vue en coupe longitudinale d'un rivet tubulaire achevé; la fig. 7 est une vue en élévation en bout du rivet tubulaire achevé et est prise de l'extrémité infé- rieure de la fig. 6 ;
les fig. 8, 9, 10 et 11 sont des vues en coupe longitudinale illustrant des opérations successives de la pose d'un rivet tubulaire porté par une tige ; la fig. 12 est une vue en coupe transversale par 12-12 de 1a <B>hg.</B> 8 ; la fig. 13 .est une vue en élévation en bout de l'extrémité inférieure du rivet, tel qu'il est représenté sur la fig. 9 ;
la fig. 14 est une vue en élévation, de l'extrémité inférieure du rivet tel qu'il est représenté sur la fig. 11 ; la fig. 15, enfin, est une vue partielle, en éléva tion, d'une tige.
Si on se réfère d'abord à la fig. 8 du dessin, on voit qu'un rivet tubulaire 24 porté par une tige 22 est désigné d'une manière générale par la référence 20. Le rivet 24 comprend une douille 26 avec une queue 28 et une tête 30 aux extrémités opposées, la tête étant représentée avec un bossage central) 31 et un rebord annulaire 32.
Une rondelle d'étanchéité 33 est portée par la douille 26 et est en contact avec la face inférieure de la tête 30 pour les installations dans lesquelles. un joint étanche au fluide est néces saire. La surface externe de la douille 26 présente des, lignes longitudinales. 34 s'éten dant de la queue vers la tête 30.
Ces lignes d'affai blissement se terminent à peu de distance die la tête 30 et, ainsi que cela sera expliqué plus en détail ci-après,
elles ont la forme de fissures longitudinales produites par la fermeture de rainures longitudinales dans une barre à partir de laquelle le rivet 24 est fabriqué sans que les parois desdites rainures soient soudées ensemble.
La profondeur des fissures 34 ne doit pas dépasser sensiblement la moitié de l'épais seur de la douille 26. Par exemple, pour une épais- seur de douille de 10,16 mm, la profondeur dés fissures doit être sensiblement de 3,81 mm à 5,08 mm.
La :tige 22 présente à une extrémité un corps élargi 44 se terminant par un dispositif 38 d'évase ment de la queue qui est adjacent à la queue 28 et peut venir en prise avec elle, le dispositif 38 d'éva sement de la queue comprenant une tête (ou épa nouissement) 40 prévu sur la tige et comportant une surface annulaire divergente 42 destinée à une mise en prise d'épanouissement de la queue avec la surface interne de la douille 26, ainsi que cela sera décrit.
La surface annulaire 42 est formée par deux parties chanfreinées 42a et 42b de la tige, l'angle de chan frein de la partie 42a étant relativement obtus et celui de la partie 42b étant relativement aigu, ce qui fait que la forme de la surface annulaire 42 se rap proche de celle d'une surface concave, en section transversale. Pour obtenir l'effet de courbure ci- dessus mentionné et expliqué ci-après avec plus de détail,
il est essentiel que l'angle de la partie chan- freinée 42a soit de 900 avec une marge de plus de 40 et moins 01), et que l'angle a de la ,partie chan- freinée 42b soit de 60 , avec une marge de plus 00 et (3 moins 40.
Le dispositif 38 d'évasement de la queue se rac corde avec le corps élargi 44, qu'un chanfrein 46 relie au corps de la tige 22, ce corps présentant une portion 47 striée longitudinalement pour venir en prise avec la surface interne de la douille 26 du rivet tubulaire 24. Au voisinage du corps élargi 44 se trouve une zone affaiblie 48 de la tige 22, cette zone affaiblie étant formée de préférence en ménageant sur la tige une gorge annulaire.
La tige 22 est pour vue, à l'extrémité opposée au dispositif 38 d'évase ment de la queue, de dispositifs 50 avec lesquels peut venir en prise un dispositif de préhension placé sur l'organe de traction d'un outil à riveter qui va être décrit. Bien que l'on ait illustré une forme par ticulière du dispositif 50, il est bien entendu que l'on pourrait utiliser d'autres dispositifs de ce genre.
Si l'on considère maintenant une mise en oeuvre particulière du procédé pour la fabrication du rivet tubulaire 24, on mentionne que la matière de départ est, de préférence, une matière en barre cylindrique 51, comme on le voit sur la fig. 1. La matière en barre 51 peut être de boute nature, de l'aluminium, par exemple.
Comme on le voit sur la fig. 1, on fait passer la matière en barre 51 à travers un dispositif de rainurage longitudinal comprenant deux paires de galets concaves 52 pourvus en leur centre de bourre lets ou nervures annulaires 53 de forme transversale en V.
Les galets 52 de chaque paire sont circonfé- rentiellement espacés de 180o, tandis que les deux paires sont espacées de 90 . En conséquence, lors que la matière en barre 51 passe entre les deux pai res de galets 52, les nervures de rainurage 53 for ment quatre rainures longitudinales 54 dans la barre.
Les rainures 54 sont espacées circonférentiellemen t de 90,1 et sont formées par le déplacement latéral de la matière superficielle de la barre par les nervures de rainurage 53.
Si l'on se réfère maintenant à la fig. 3, on voit qu'un morceau de la rainure 51, de longueur appro priée, est placé entre deux éléments de matriçage 56 et 58 mobiles, l'un par rapport à l'autre. L'élé- ment 56 comporte une cavité 60 de formation de tête et l'élément 58 comporte une cavité 62 pour former l'extérieur de la douille 26 du rivet tubulaire 24, 1a cavité 62 étant appelée, pour la commodité, cavité de formation de douille.
L'élément 56 est muni d'un poinçon central ou saillie 64 qui s'étend dans la cavité 60 de formation de tête axialement à la cavité 62 de formation de douille. Dans cette dernière s'étend un plongeur 65 pourvu d'un poin çon central 66 faisant également saillie axialement dans la cavité de formation de douille.
Ainsi que cela est clair, lorsqu'un tronçon<B>de</B> barre rainurée 51 est refoulé dans les éléments de matriçage 56 et 58 par le plongeur 65, elle est ame née à la forme d'une ébauche de rivet 67 dont la configuration externe s'adapte à la configuration interne combinée des cavités 60 et 62.
Le diamètre de la cavité 62 de formation de douille est légère ment inférieur au diamètre original du tronçon de barre rainurée 51, die sorte que les rainures 54 de la douille 26 de l'ébauche de rivet 67 sont fermes par le travail à froid sans, cependant, qu'il se pro duise de soudure des parois des rainures l'une sur l'autre.
Ceci donne à la surface externe de la douille 26 d'une ébauche du rivet 67 les lignes d'affaiblisse- ment ou fissures 34 précédemment indiquées, celles- ci allant de la queue 28 de l'ébauche de rivet 67 sensiblement jusqu'à sa tête 30.
Etant donné qu'une des extrémités du tronçon de barre rainurée 51 placé dans les éléments de ma triçage 56 et 58 pour former l'ébauche d'un rivet 67 est déformée dans une mesure appréciable pour former la tête 30 de l'ébauche de rivet, des parties des: parois des rainures 54 peuvent être réellement soudées, dans cette région. Toutefois, habituellement, lies fissures 68 subsistent dans le bossage 31 de 1a tête 30, et les encoches 69 subsistent dans la péri phérie du rebord annulaire 12 de la tête.
Les parois des rainures longitudinales 54 de la douille 26 de l'ébauche de rivet 67 peuvent être soudées ensem ble complètement au voisinage immédiat de la tête 30, par l'effet de la plus grande déformation de 1a matière du tronçon de barre rainurée 51 dans cette partie. Cependant, sur presque toute la longueur de la douille 26 de l'ébauche de rivet 67, les rainures 54 restent sous la forme désirée des lignes d'affai blissement ou fissures 34.
Il doit être entendu que, bien que l'on ait repré senté l'ébauche de rivet 67 comme étant formée en une seule opération de formage de tête à froid, elle peut être formée par une série de deux ou plusieurs de ces opérations, si on le désire.
Ainsi que cela est clair, les poinçons centraux 64 et 66 forment respectivement des évidements axiaux 70 et 74 dans la tête 30 et dans la queue 28 de l'ébauche de rivet 67. L'effet de l'action des poin çons centraux 64 et 66 est de tasser axialement la matière de l'ébauche de rivet 67 dans une zone cen trale de l'ébauche, le résultat possible de cette aug mentation de densité dans la zone centrale étant exposé ci-après.
Si l'on se réfère aux fig. 6 et 7, on voit que l'alésage axial 92 est percé à travers l'ébauche de rivet 67, en utilisant soit l'évidement 70, soit l'évide ment 74 et, de préférence, ce dernier comme guide du foret. L'extrémité du côté queue<B>d</B>e l'alésage 92 comporte un fraisage 94 qui diverge vers la queue 28 du rivet et qui facilite l'insertion du corps 44 de la queue 28 de la tige 22 dans la douille 26 du rivet tubulaire 24. De plus, le fraisage 94 amincit la douille 26 à l'endroit de la queue 28 du rivet 24 pour faciliter l'amorçage de la division de la douille le long des lignes d'affaiblissement 34.
Une fois que l'alésage axial 92 et le fraisage 94 ont été formés, on achève le rivet tubulaire 24 et on peut l'assem bler avec sa tige 22.
Si l'on se réfère maintenant à la fig. 8, on voit que le rivet tubulaire 4 est inséré avec sa tige d'ans des trous en regard 95 et 96 à travers des éléments 100 et 102 qui doivent être mutuellement rivetés pour former un ensemble 104 (fig. 11 et 14).
Lors que le rivet 24 est ainsi inséré dans les trous 95 et 96, la queue 28 du rivet tubulaire 24, le dispositif 38 d'évasement de la queue et le corps élargi 44 de la tige 22 sont disposés d'un côté de l'ensemble 104, tandis que la tête 30 du rivet tubulaire et le dispo sitif 50 prévu sur la tige sont disposés sur le côté opposé de l'ensemble. La rondelle 33, placée sous la tête 30, peut venir en contact avec un côté de l'ensemble 104.
Le rivet 24 étant inséré à travers l'ensemble 104 de la manière précitée, on applique un outil-de rivetage approprié 106 au rivet 24 et à la tige 22.
Plus partculièrement, l'outil de rivetage 106 est muni d'un organe de pression 108 pouvant s'appli quer sur la tête 30, et il est pourvu d'un organe de traction 110 qui peut se mouvoir axialement par rapport à l'organe de pression et qui est muni de dispositifs. de préhension 112 ,pour saisir le dispositif 50 de la tige 22.
Lorsqu'il en est ainsi, on déplace l'organe de traction 110 axialement par rapport à l'organe de pression 108 en l'éloignant de l'ensemble 104 pour amener la tige 22 dans la douille 26<B>d'a</B> rivet tubulaire 24.
On voit sur la fig. 9 que, lorsque la tige 22 est déplacée axialement par rapport au rivet tubulaire 24 pour l'amener dans la douille 26, le corps élargi 44 de la tige dilate d'abord la douille 26 jusqu'à ce qu'elle remplisse au moins sensiblement les trous 95 et 96 à travers l'ensemble 34.
Lorsque la section chanfreinée 42b du dispositif 38 d'évasement de la queue vient en prise avec la queue 28 du rivet tubu- laire 24, la douille 26 de ce rivet se divise le long des fissures longitudinales 34 de sa surface externe pour former des branches 114.
Après que la section chanfreinée 42b du dispositif 38 d'évasement de la queue a formé les branches 114, la section chaù- freinée 42a épanouit et incurve les branches vers l'extérieur sur 180,1 environ, comme on le voit sur les fig. 9 et 10.
Cette courbure des branches 114 vers l'extérieur est due principalement à l'action de la surface concave 42 de l'épanouissement 40 d'éva sement de la queue, mais, ainsi que cela sera expli qué ci-après, elle peut être due aussi en partie au tassement préalablement décrit de 1a zone centrale de l'ébauche de rivet 67 dans ce procédé de forma tion ;
toutefois, il est essentiel, pour l'obtention d'une courbure convenable, que l'angle (3 de la section chanfreinée 42b, qui exécute principalement une action de formation de tête, soit compris entre 56o et 60 et que l'angle a de la section chanfreinée 42a qui exécute principalement une fonction de courbure soit compris entre 900 et 940.
Finalement, le dispositif 38 d'évasement de la queue épanouit et incurve les branches 114, de telle manière que leurs extrémités externes s'appuient contre un côté de l'ensemble 104, comme on le voit sur la fig. 11 et, lorsque le déplacement axial de la tige 22 se poursuit, il en résulte que les extrémités externes des branches 114 sont appliquées solidement contre un côté de l'ensemble 104, de manière à réaliser un serrage très fort entre les branches et 1a tête 30.
En dernier lieu, la résistance au mouvement axial de la tige 22 par rapport au rivet tubulaire 24 atteint une valeur telle qu'elle dépasse la résistance à la traction de la zone affaiblie 48 de la tige 22, grâce à quoi la tige se rompt dans cette zone affai blie, comme on le voit sur la fig. 10.
Après la rupture de la tige 22 de la manière précitée, on peut ébarber la tige à fleur de la tête 30 du rivet tubulaire 24, comme on le voit sur la fig. 11 pour obtenir un aspect fini.
On voit sur la fig. 15 que, au lieu d'utiliser les deux sections chanfreinées <I>42a</I> et 42b, on peut obtenir le même effet de division et de courbure en donnant effectivement à la surface annulaire 42 une forme arquée.
Dans. ce cas, le rayon de courbure R de la surface 42 doit être compris entre 50% et 80 % du diamètre D du corps 44 de la tige 22.
Si l'on étudie maintenant la théorie précédem ment mentionnée qui peut partiellement expliquer la courbure des, branches 114 vers l'extérieur, cette courbure vers l'extérieur est due principalement, comme on l'a suggéré précédemment, à l'action de courbure de la surface concave ou sensiblement con cave 42 d'évasement de la queue.
Cependant, la courbure de ces branches vers 1'exté.nieur peut être due aussi au mode précédemment décrit de formage du rivet tubulaire 24.
On croit que la courbure des branches 114 vers l'extérieur résulte dans une cer taine mesure du tassement de la zone centrale de l'ébauche 67 au moyen des poinçons centraux 64 et 66 dans ce processus utilisé pour transformer la barre rainurée 51 en ébauche de rivet 67.
Apparem ment, ce qui se produit pendant le formage de la barre rainurée 51 pour l'obtention du rivet tubu- laire 24 de la manière précédemment décrite est que la matière de la douille 26 est tassée d'avantage au voisinage de la surface interne de ladite douille qu'au voisinage de sa surface externe,
la densité de la matière formant la douille augmentant ainsi radialement de sa surface externe vers sa surface interne, malgré le fait que la zone la plus tassée située au centre a été perforée pour la formation de l'alésage axial 92.
En conséquence, la matière adja cente à la surface interne de la douille 26 est dans un état de compression axiale par rapport à la ma tière adjacente à la surface externe de la douille ou, en d'autres termes,
la matière adjacente à la surface externe de la douille est dans un état de tension axiale par rapport à la matière adjacente à la sur- face interne de la douille. En conséquence, lorsque la douille 26 est divisée en branches 114 le long des fissures longitudinales 34,
la différence de contrainte entre l'intérieur et l'extérieur de la douille 26 est supprimée, les surfaces internes des branches 114 se dilatant axialement et leurs surfaces externes. se contractant axialement pour aider peut-être à pro duire l'effet précité de courbure des branches vers l'extérieur.