EP0533561A1 - Dispositif amovible d'assemblage de pièces présentant chacune un trou - Google Patents

Dispositif amovible d'assemblage de pièces présentant chacune un trou Download PDF

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Publication number
EP0533561A1
EP0533561A1 EP92402534A EP92402534A EP0533561A1 EP 0533561 A1 EP0533561 A1 EP 0533561A1 EP 92402534 A EP92402534 A EP 92402534A EP 92402534 A EP92402534 A EP 92402534A EP 0533561 A1 EP0533561 A1 EP 0533561A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rod
tubular member
bore
expansion
blocking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP92402534A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jacques Gignac
Patrice Maurel
Sylvain Guerin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dassault Aviation SA
Original Assignee
Dassault Aviation SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dassault Aviation SA filed Critical Dassault Aviation SA
Publication of EP0533561A1 publication Critical patent/EP0533561A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING, OR HOLDING
    • B25B31/00Hand tools for applying fasteners
    • B25B31/005Hand tools for applying fasteners for temporarily connecting sheets before or during assembly operations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00Riveting
    • B21J15/38Accessories for use in connection with riveting, e.g. pliers for upsetting; Hand tools for riveting
    • B21J15/42Special clamping devices for workpieces to be riveted together, e.g. operating through the rivet holes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S411/00Expanded, threaded, driven, headed, tool-deformed, or locked-threaded fastener
    • Y10S411/904Fastener or fastener element composed of nonmetallic material
    • Y10S411/907Elastomeric

Definitions

  • the present invention relates to a removable device intended to hold together several objects, such as sheets.
  • the present invention has been developed to respond to the following problem: when two sheets are to be fixed together, for example by riveting, they must first be brought into superposition in the appropriate relative position, and tighten them, maintaining them in this relative situation, during the fixing operations, these operations possibly comprising the drilling of a hole passing through the two sheets, the placing of a rivet in this hole, and the forming of this rivet.
  • holes are prepared in advance in each of the sheets to be fixed, which, when the sheets are in the correct situation, must come into agreement, then, after having brought the sheets together, we introduce into these holes provisional fasteners called “pinning clips”, or more simply “pins”, which include an expandable rod, which can penetrate into the holes of the sheets, then widen therein, so as to ensure centering, however that '' a sliding body, pressed, with spring insertion, by a nut which screws onto the rod expandable, tightens the sheets against each other with a controlled force.
  • pinning clips or more simply “pins”
  • pins which include an expandable rod, which can penetrate into the holes of the sheets, then widen therein, so as to ensure centering, however that '' a sliding body, pressed, with spring insertion, by a nut which screws onto the rod expandable, tightens the sheets against each other with a controlled force.
  • the expandable rod in a conventional manner, consists of a metal tube of which an end part is divided into several sectors by longitudinal slots and of an expansion rod, which can slide inside the tube and comprises an enlarged head, with a cross section greater than the internal cross section of the slotted part of the tube, but smaller than that of the holes.
  • the pins currently in use are relatively complicated devices, and therefore relatively expensive.
  • the sectors of the tube, moving away, risk injuring or deforming the interior of the hole, in particular the edge which terminates this hole.
  • they protrude over a relatively large length on one of the sheets to be fixed, which complicates the installation of the tools necessary for riveting, and can hinder automatic work, where these tools are carried by a robotic arm.
  • This device has a smaller number of parts than the previous one, but the latter remains quite large.
  • the radial deformation of the tubular member requires significant forces.
  • the device must be more robust than those of the prior art, which increases its price.
  • the life of the tubular member, subject to significant stresses, is reduced.
  • the present invention aims to provide a pinning clip which is simpler and less expensive than those of the prior art, and which, moreover, does not risk injuring or deforming the hole.
  • Another object of the invention is to provide such a device which is less bulky than those which are currently in use.
  • Another object of the invention is to provide such a device which is considerably faster to use than the devices currently in use.
  • this device having the particularity that the tubular member, the body and the elastic member constitute a single piece, formed in said elastically deformable material.
  • This part can be obtained by molding, which again constitutes a significant saving on the cost of obtaining.
  • the risk of loss of one of the elements of the device is reduced, if it only consists of three parts.
  • the elastic member is incorporated into the body, the dimensions of the assembly can be considerably reduced.
  • the head comprises at least one frustoconical part which is connected to the rod and causes the expansion of the tubular member by penetration of this frustoconical part into the open end of the tubular member.
  • the axial force necessary to cause the enlargement of the tubular member is considerably reduced, which further contributes to reducing the cost price and the size of the device.
  • the friction of the head against the internal surface of the tubular member causes a certain axial compression, comparatively weak, of this member, in the part which is between the head and the body, consequently inside the holes of the parts to be assembled.
  • the radial widening which results from this axial compression contributes to improving the relative centering of the holes.
  • the part comprises a solid block, which constitutes both the body and the elastic member, and a tubular extension, which constitutes said expandable tubular member.
  • the single piece is made up only of two parts, which can be cylindrical one and the other, which considerably facilitates the making of molds.
  • tubular member, the elastic member and the body are separate elements, assembled, for example, by gluing, welding or snap-fastening.
  • first two elements mentioned must be made of an elastically deformable material.
  • the blocking member is a rigid part traversed by a passage for the expansion rod, capable of taking a first orientation with respect to said rod, in which the latter becomes wedged in said passage, and a second orientation making an angle with the first, and in which the rod can slide freely in said passage.
  • the blocking member acts by wedging, which allows handling much faster than screwing.
  • a new cost saving can be obtained by eliminating the threads necessary for fixing by screwing between the blocking member and the rod.
  • FIGS. 1A to 1J represent the different stages of a pin fitting operation according to the invention.
  • FIGS. 2A and 2B illustrate the operating mode of a blocking member acting by wedging.
  • FIGS. 3A and 3B illustrate the operating mode of another blocking member acting by wedging
  • Figure 4 shows a preferred embodiment of the locking member.
  • Figure 1A shows a pin according to the invention, which will be used to assemble a sheet 2, said upper sheet, on a second sheet 3, said lower sheet.
  • the sheet 2 has a hole 4, and the sheet 3 a hole 5, which have been brought beforehand approximately in alignment.
  • a seal 6, made of non-elastic deformable material, is placed between the sheets 2 and 3, and surrounds the holes 4 and 5.
  • the pin 1 comprises a single piece 7, molded from a polyurethane rubber, and which comprises three parts: a tubular member 8, of diameter slightly smaller than that of the holes 4 and 5, a body 9, cylindrical and coaxial with the tubular member 8, and pierced with a bore which extends that of the tubular member 8.
  • the body 9 is limited by a first planar surface 10, which carries the tubular member 8, and a second planar surface 11, located on the side opposite.
  • An expansion rod 12 can slide freely in the bores of the tubular part 8 and of the body 9. It ends in a head 13, which has a cylindrical part and two frustoconical parts, one of which is connected to the rest of the rod, the maximum diameter of the head 13, that is to say that of its cylindrical part, is slightly less than that of the holes 4 and 5.
  • a locking member 14 consists of a single piece of steel through which a bore 15.
  • the exact shape of this bore will be explained later, with reference to FIG. 4, as well as the shape of the part of the rod 12 which cooperates with this bore. Suffice it to say, to explain the operation, that the blocking piece 14 has two non-parallel flat surfaces: a lower surface 16, which in operation faces the body 9, and a upper surface 17, these two surfaces being planar and forming an angle of about 20 ° therebetween.
  • the expansion rod 12 and the blocking part 14 can slide freely with respect to each other when the upper surface 17 is perpendicular to the axis of the rod 12, as can be seen in particular in FIG. 1C, and there is on the contrary blockage when the surface 17 is oblique on this axis, for example when the surfaces 16 and 17 make equal but opposite angles with respect to the axis of the rod 12, as shown in FIG. 1A.
  • the blocking part 14 rests, by an edge of its lower surface 16 on an edge of the upper surface 11 of the body 9, which maintains the blocking.
  • the assembly formed by the body 7, the rod 12 and the locking member 14 therefore behaves like a unitary assembly.
  • FIG. 1B in which the lower surface 10 of the body 9 rests on the sheet 2, while the head 13 and the end of the tubular part 8 protrude from the opposite side of the sheet 3.
  • the forces 20 are weak forces, intended essentially to cause or maintain the release. If the forces 20 were too strong, there would be a risk of pinching the material of the tubular part 8 between the two sheets, which is to be avoided.
  • Forces 26 are then exerted on the blocking piece 14, the intensity of which is much greater than that of the forces 20 which serve solely to ensure the release ( Figure 1H).
  • the forces 26, in fact, are intended to ensure the maintenance of the sheets 2 and 3 in the docking position during the subsequent operations of fixing by riveting or the like.
  • FIGS. 2A and 2B make it possible to better explain its operating principle.
  • the part 14, in the form of a wedge, is shown in FIG. 2A, in the unlocked position, under the action of the forces 20 parallel to the rod 12.
  • the upper surface 17 of the part 14 is maintained under the effect forces 20, perpendicular to the rod 12.
  • the lower surface 16 of the same part 14 comes to bear on the upper surface 11 of the body 9 made of elastomeric material.
  • the bore 15 is of a diameter much greater than that of the rod 12, which therefore allows it to slide freely relative to the part 14.
  • the part 14 is arranged with the upper surface 17 oblique to the rod 12.
  • the elastic material of the body 9 exerts laterally, on the lower surface 16 of the part 14, forces 32 which tend to hold this part 14 in its oblique position, and therefore to increase the wedging of the ends 31 and 32 of the bore 15.
  • the shape described for the body 9 and the part 14 is not essential.
  • Another embodiment is shown in FIGS. 3A and 3B.
  • the locking piece 14 has the shape of a plate with flat and parallel faces 16, 17, crossed by a bore 15 perpendicular to said faces 16, 17.
  • the upper surface 11 of the body 9 is, on the contrary, oblique relative to the direction of the rod 12. It can be seen that, in this case too, it is possible to obtain a blockage by the action of forces 20 parallel to the rod 12, and a blockage with the intervention of forces 32 exerted not centered by the body 9 on the blocking piece 14.
  • other shapes are still possible, but the two shapes just described are the simplest.
  • Figure 4 shows a particularly interesting variant.
  • the passage for the expansion rod is constituted by two bores, 15A, 15B, which meet inside the blocking part and form between them a angle which can be of the order of 20 °.
  • the first bore 15A is threaded, and the expansion rod 12, not shown in Figure 4, has a corresponding thread.
  • the second bore 15B is smooth, and has a diameter ⁇ 2 which is greater than the diameter ⁇ 1 of the first bore 15A, the latter diameter being taken at the bottom of the thread, and therefore corresponding to the outside diameter of the rod 12A. It is immediately understood that a tilting of the part 14 to pass it from an orientation where the rod 12 is in the first bore 15A, to pass in an orientation where the rod is in the bore 15B corresponds to transition from a very effective blocking solution to a perfectly free sliding situation.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)

Abstract

Dispositif amovible d'assemblage de pièces (2, 3) présentant des trous (4, 5), destinés à venir en concordance, comprenant : un organe tubulaire (8) en une matière déformable élastiquement, capable de traverser les trous à l'état expansé et de s'élargir pour se bloquer dans les trous, une tige d'expansion (12), coulissant à l'intérieur de l'organe tubulaire et comportant une tête élargie, un corps (9), solidaire de l'organe tubulaire, présentant un alésage prolongeant celui de l'organe tubulaire et une surface d'appui (10) sensiblement perpendiculaire audit alésage, un organe de blocage (14), qui peut être immobilisé en un point quelconque de la tige (12), un organe élastique capable d'exercer une force déterminée tendant à écarter le corps de l'organe de blocage. De préférence, l'organe tubulaire, le corps et l'organe élastique forment une seule pièce. <IMAGE>

Description

  • La présente invention est relative à un dispositif amovible destiné à maintenir ensemble plusieurs objets, tels que des tôles.
  • La présente invention a été mise au point pour répondre au problème suivant : lorsqu'on doit fixer ensemble deux tôles, par exemple par rivetage, on doit d'abord les amener en superposition dans la situation relative convenable, et les serrer, en les maintenant dans cette situation relative, pendant les opérations de fixation, ces opérations pouvant comprendre le perçage d'un trou traversant les deux tôles, la mise en place d'un rivet dans ce trou, et le formage de ce rivet.
  • Dans ce but, on prépare, à l'avance, dans chacune des tôles à fixer, des trous qui, lorsque les tôles seront dans la situation correcte, doivent venir en concordance, puis, après avoir rapproché les tôles, on introduit dans ces trous des organes de fixation provisoires dits "agrafes d'épinglage", ou plus simplement "épingles", qui comprennent une tige expansible, qui peut pénétrer dans les trous des tôles, puis s'y élargir, de façon à assurer le centrage, cependant qu'un corps coulissant, pressé, avec intercalation d'un ressort, par un écrou qui se visse sur la tige expansible, assure le serrage des tôles l'une contre l'autre avec une force contrôlée.
  • La tige expansible, de façon classique, est constituée d'un tube métallique dont une partie d'extrémité est divisée en plusieurs secteurs par des fentes longitudinales et d'une tige d'expansion, qui peut coulisser à l'intérieur du tube et comporte une tête élargie, de section supérieure à la section intérieure de la partie fendue du tube, mais inférieure à celle des trous. En tirant sur la tige d'expansion de façon à faire pénétrer la tête dans la partie fendue du tube, on écarte les secteurs du tube définis par les fentes longitudinales jusqu'à ce qu'ils viennent porter contre l'intérieur d'un trou.
  • Les épingles actuellement en usage sont des dispositifs relativement compliqués, et donc relativement coûteux. De plus, les secteurs du tube, en s'écartant, risquent de blesser ou déformer l'intérieur du trou, en particulier l'arête qui termine ce trou. En outre, elles font saillie sur une longueur relativement importante sur l'une des tôles à fixer, ce qui complique la mise en place des outils nécessaires au rivetage, et peut gêner le travail automatique, où ces outils sont portés par un bras robotique.
  • On a proposé, dans EP-A-0334706, une épingle d'un type analogue à celui qui est décrit plus haut, et dans laquelle la tige expansible comprend deux lames élastiques diamétralement opposées par rapport à un axe, et dont les extrémités portent des pièces d'accrochage élargies radialement. En déplaçant axialement les lames élastiques par rapport à une tige cylindrique axiale fixe, on déplace radialement les pièces d'accrochage. Celles-ci sont entourées par un tube protecteur en matière déformable. Cette disposition évite le risque d'endommager l'intérieur du trou, mais elle est plus compliquée que celle de l'art antérieur, à cause de la présence du tube protecteur.
  • On a également proposé, dans le brevet US-A-2.353.248, une épingle dans laquelle l'organe tubulaire est lui-même en une matière déformable élastiquement, et il est maintenu axialement par une extrémité qui est en appui contre le corps. La tête présente une surface plane radiale qui vient appuyer sur l'autre extrémité de l'organe tubulaire, qui est également formée d'une surface plane radiale. Un déplacement de la tête vers le corps entraîne une compression axiale de l'organe tubulaire, et celui-ci est forcé de s'élargir radialement.
  • Ce dispositif a un nombre de pièces plus réduit que le précédent, mais celui-ci demeure assez important. De plus, la déformation radiale de l'organe tubulaire exige des forces importantes. Il en résulte que le dispositif doit être plus robuste que ceux de l'art antérieur, ce qui augmente son prix. En outre, la durée de vie de l'organe tubulaire, soumis à des contraintes importantes, est réduite.
  • La présente invention a pour but de fournir une agrafe d'épinglage qui soit plus simple et moins coûteuse que celles de l'art antérieur, et qui, de plus, ne risque pas de blesser ou déformer le trou.
  • Un autre but de l'invention est de fournir un tel dispositif qui soit moins encombrant que ceux qui sont actuellement en usage.
  • Un autre but de l'invention, encore, est de fournir un tel dispositif qui soit de mise en oeuvre nettement plus rapide que les dispositifs actuellement en usage.
  • Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit un dispositif amovible d'assemblage de pièce présentant chacune un trou, les trous desdites pièces étant sensiblement de même section et étant destinés à venir en concordance lorsque les pièces sont assemblées, ce dispositif comprenant:
    • un organe tubulaire, expansible vers une de ses extrémités, capable de traverser lesdits trous à l'état rétracté, mais non à l'état expansé,
    • une tige d'expansion, coulissant à l'intérieur de l'organe tubulaire expansible et comportant une tête élargie, solidaire de la tige et de section supérieure à la section intérieure de la partie expansible de l'organe tubulaire et inférieure à celle des trous, ladite tête étant apte à provoquer l'expansion de l'organe tubulaire sous l'effet d'un déplacement axial de la tige,
    • un corps, solidaire de l'organe tubulaire, présentant un alésage prolongeant celui de l'organe tubulaire et dans lequel la tige d'expansion peut coulisser, et une surface d'appui destinée à venir en contact avec une des pièces et sensiblement perpendiculaire audit alésage,
    • un organe de blocage, qui peut être déplacé le long d'une partie de la tige extérieure à ladite partie expansible, et être immobilisé en un point quelconque de cette partie,
    • un organe élastique capable d'exercer une force déterminée tendant à écarter le corps de l'organe de blocage,
  • ce dispositif ayant pour particularité que l'organe tubulaire, le corps et l'organe élastique constituent une pièce unique, formée dans ladite matière déformable élastiquement.
  • Cette pièce peut être obtenue par moulage, ce qui constitue encore un gain important sur le coût d'obtention. De plus, les risques de perte d'un des éléments du dispositif sont réduits, s'il n'est plus constitué que de trois pièces. En outre, du fait que l'organe élastique est incorporé au corps, les dimensions de l'ensemble peuvent être considérablement réduites.
  • De préférence, la tête comporte au moins une partie tronconique qui se raccorde à la tige et provoque l'expansion de l'organe tubulaire par pénétration de cette partie tronconique dans l'extrémité, ouverte, de l'organe tubulaire.
  • Ainsi, la force axiale nécessaire pour provoquer l'élargissement de l'organe tubulaire est considérablement réduite, ce qui contribue encore à diminuer le prix de revient et l'encombrement du dispositif. Le frottement de la tête contre la surface interne de l'organe tubulaire entraîne cependant une certaine compression axiale, comparativement faible, de cet organe, dans la partie qui se trouve entre la tête et le corps, par conséquent à l'intérieur des trous des pièces à assembler. L'élargissement radial qui résulte de cette compression axiale contribue à améliorer le centrage relatif des trous.
  • De préférence, la pièce comprend un bloc massif, qui constitue à la fois le corps et l'organe élastique, et un prolongement tubulaire, qui constitue ledit organe tubulaire expansible.
  • Ainsi, la pièce unique est constituée seulement de deux parties, qui peuvent être cylindriques l'une et l'autre, ce qui facilite considérablement la confection des moules.
  • Il est cependant possible de réaliser l'organe tubulaire, l'organe élastique et le corps comme des éléments distincts, assemblés, par exemple, par collage, soudage ou encliquetage. Dans ce cas, seuls les deux premiers éléments cités doivent être en une matière déformable élastiquement.
  • Suivant une réalisation avantageuse, l'organe de blocage est une pièce rigide traversée par un passage pour la tige d'expansion, susceptible de prendre une première orientation par rapport à ladite tige, dans laquelle celle-ci se coince dans ledit passage, et une deuxième orientation faisant un certain angle avec la première, et dans laquelle la tige peut coulisser librement dans ledit passage.
  • Ainsi, l'organe de blocage agit par coincement, ce qui permet des manipulations beaucoup plus rapides qu'un vissage. On peut obtenir une nouvelle économie de prix de revient par suppression des filetages nécessaires pour une fixation par vissage entre l'organe de blocage et la tige.
  • Des modalités particulières sont indiquées dans les exemples qui vont suivre, illustrés à l'aide des figures, parmi lesquelles :
  • Les figures 1A à 1J représentent les différentes étapes d'une opération de pose d'une épingle conforme à l'invention.
  • Les figures 2A et 2B illustrent le mode opératoire d'un organe de blocage agissant par coincement.
  • Les figures 3A et 3B illustrent le mode opératoire d'un autre organe de blocage agissant par coincement, et
  • La figure 4 représente une réalisation préférée de l'organe de blocage.
  • La figure 1A montre une épingle conforme à l'invention, qui va être utilisée pour assembler ensemble une tôle 2, dite tôle supérieure, sur une seconde tôle 3, dite tôle inférieure. La tôle 2 présente un trou 4, et la tôle 3 un trou 5, qui ont été amenés au préalable à peu près en alignement. Un joint 6, en matière déformable non élastique, est placé entre les tôles 2 et 3, et entoure les trous 4 et 5.
  • L'épingle 1 comprend une pièce unique 7, moulée en un caoutchouc de polyuréthane, et qui comporte trois parties : un organe tubulaire 8, de diamètre légèrement inférieur à celui des trous 4 et 5, un corps 9, cylindrique et coaxial à l'organe tubulaire 8, et percé d'un alésage qui prolonge celui de l'organe tubulaire 8. Le corps 9 est limité par une première surface plane 10, qui porte l'organe tubulaire 8, et une deuxième surface plane 11, située du côté opposé.
  • Une tige d'expansion 12 peut coulisser librement dans les alésages de la partie tubulaire 8 et du corps 9. Elle se termine par une tête 13, qui comporte une partie cylindrique et deux parties tronconiques, dont l'une se raccorde au reste de la tige, le diamètre maximal de la tête 13, c'est-à-dire celui de sa partie cylindrique est légèrement inférieur à celui des trous 4 et 5.
  • Un organe de blocage 14 est constitué d'une seule pièce en acier traversée par un alésage 15. La forme exacte de cet alésage sera expliquée plus loin, en référence à la figure 4, ainsi que la forme de la partie de la tige 12 qui coopère avec cet alésage. Il suffit de dire, pour expliquer le fonctionnement, que la pièce de blocage 14 présente deux surfaces planes non parallèles : une surface inférieure 16, qui en fonctionnement est tournée vers le corps 9, et une surface supérieure 17, ces deux surfaces étant planes et faisant entre elles un angle d'environ 20°. La tige d'expansion 12 et la pièce de blocage 14 peuvent coulisser librement l'une par rapport à l'autre lorsque la surface supérieure 17 est perpendiculaire à l'axe de la tige 12, comme cela est visible notamment à la figure 1C, et il y a au contraire blocage lorsque la surface 17 est oblique sur cet axe, par exemple lorsque les surfaces 16 et 17 font des angles égaux mais opposés par rapport à l'axe de la tige 12, comme représenté à la figure 1A.
  • Dans la situation représentée à la figure 1A, la pièce de blocage 14 repose, par un bord de sa surface inférieure 16 sur un bord de la surface supérieure 11 du corps 9, ce qui maintient le blocage. L'ensemble formé par le corps 7, la tige 12 et l'organe de blocage 14 se comporte donc comme un ensemble unitaire. En le tenant par la tige 12 ou par le corps 9 on peut donc introduire la tête 13 et la partie tubulaire 8 dans les trous 4 et 5, réalisant ainsi, si nécessaire, une amélioration du centrage relatif des tôles 2 et 3. On passe ainsi à la position illustrée à la figure 1B, dans laquelle la surface inférieure 10 du corps 9 repose sur la tôle 2, cependant que la tête 13 et l'extrémité de la partie tubulaire 8 font saillie du côté opposé de la tôle 3.
  • Pour assurer l'expansion de la partie tubulaire 8 on commence par effectuer le déblocage de la tige. Pour cela, on exerce sur l'organe de blocage 14 une force, symbolisée par la flèche 20, tendant à amener la surface supérieure 17 dans la position représentée à la figure 1C, c'est-à-dire perpendiculaire à la tige 12. Comme on peut le constater sur la figure 1C, l'effet des forces 20, en plus du déblocage, est de déformer le corps 9, qui se comporte alors comme un ressort.
  • La force 20 étant maintenue, on exerce alors sur la tige 12, maintenant débloquée, une force en sens opposé, symbolisée sur la figure 1D par la flèche 21, et destinée à faire pénétrer la tête 13 dans la partie tubulaire 8. Ceci a pour effet principal de provoquer l'expansion de la partie tubulaire 8, qui prend, au droit de la tête 13, un diamètre nettement supérieur à celui du trou 5, et empêche la poursuite ultérieure du mouvement de la tête 13, l'empêchant de pénétrer dans le trou 5. Un second effet de l'opération est que la portion de la partie tubulaire 8 qui se trouve entre la zone adjacente à la tête 13 et le corps 9 se trouve en compression, ce qui provoque une augmentation de son diamètre, non visible sur la figure. Cette augmentation de diamètre fait que la partie tubulaire 8 vient porter contre la paroi des trous 4 et 5, ce qui complète leur centrage relatif.
  • Il convient toutefois d'observer que les forces 20 sont des forces faibles, destinées essentiellement à provoquer ou maintenir le déblocage. Si les forces 20 étaient trop fortes, on risquerait d'avoir un pincement de la matière de la partie tubulaire 8 entre les deux tôles, ce qui est à éviter.
  • La suite de l'opération comporte la mise en appui réciproque des tôles, par écrasement du joint 6. Pour cela, une pièce d'appui tubulaire 22 vient s'appuyer sur la tôle 2, en entourant l'épingle 1, comme représenté à la figure 1E. On exerce ensuite simultanément une force de compression 23 sur la tôle 1 par l'intermédiaire de la pièce d'appui 22, et une force de traction 24 sur la tige 12, de façon à rapprocher les tôles 2 et 3 et écraser le joint. Il est à observer que, pendant ce temps, la pièce 14 est maintenue en position de déblocage soit par application des forces 20 soit par un simple maintien de la pièce 14 dans l'orientation qui correspond au déblocage. Du fait que la pièce 14 est libre de coulisser par rapport à la tige 12, la compression du corps 9 agissant comme un ressort se réduit lors du déplacement de la tôle 2 vers la tôle 3, ce qui est symbolisé à la figure 1G par un jeu 25 figuré entre le corps 9 et la tôle supérieure 2.
  • On exerce alors, sur la pièce de blocage 14, des forces 26, dont l'intensité est largement supérieure à celle des forces 20 qui servent uniquement à assurer le déblocage (figure 1H). Les forces 26, en effet, sont destinées à assurer le maintien des tôles 2 et 3 en position d'accostage pendant les opérations ultérieures de fixation par rivetage ou autre.
  • Après l'application des forces 26, on relâche celles-ci, ce qui entraîne le blocage de la pièce 14 sur la tige 12, et c'est le corps 9, fortement comprimé et agissant par conséquent comme un ressort d'une puissance convenable, qui maintient l'accostage des tôles 2 et 3, comme indiqué à la figure 1I.
  • Pour assurer l'enlèvement de l'épingle, en fin d'opération, il suffit d'appuyer sur la pièce de blocage 14, à nouveau, une force 26, de façon à assurer le déblocage, ce qui permet de déplacer vers le bas, conformément à la flèche 27 de la figure 1J, la tige 12. La tête 13 sort alors de la partie tubulaire 8, ce qui entraîne la fin de l'expansion de celle-ci. Il est alors possible de retirer l'épingle pour revenir à la situation de la figure 1A.
  • On observera que toutes les opérations sont obtenues par des déplacements coaxiaux soit de la tige 12, soit de la pièce d'appui 22, soit d'un organe d'actionnement de la pièce de blocage 14, cet organe d'actionnement pouvant être un tube coaxial à la tige et à la pièce d'appui, dont l'extrémité doit simplement être perpendiculaire à l'axe. L'automatisation des opérations est donc remarquablement facilitée avec l'épingle de l'invention.
  • On aura observé le rôle essentiel, dans la mise en oeuvre, de la pièce de blocage 14. Les figures 2A et 2B permettent de mieux exposer son principe de fonctionnement. La pièce 14, en forme de coin, est représentée, à la figure 2A, en position de déblocage, sous l'action des forces 20 parallèles à la tige 12. La surface supérieure 17 de la pièce 14 est maintenue, sous l'effet des forces 20, perpendiculaire à la tige 12. La surface inférieure 16 de la même pièce 14 vient en appui sur la surface supérieure 11 du corps 9 en matière élastomère. On constate que l'alésage 15 est d'un diamètre nettement supérieur à celui de la tige 12, qui permet donc à celle-ci de coulisser librement par rapport à la pièce 14.
  • A la figure 2B au contraire, la pièce 14 est disposée avec la surface supérieure 17 oblique par rapport à la tige 12. Il en résulte qu'aux deux extrémités 30, 31 de l'alésage 15, il y a un effet de coincement, dans un sens ou dans l'autre, de la pièce de blocage par rapport à la tige 12. La matière élastique du corps 9 exerce latéralement, sur la surface inférieure 16 de la pièce 14, des forces 32 qui tendent à maintenir cette pièce 14 dans sa position oblique, et donc à augmenter le coincement des extrémités 31 et 32 de l'alésage 15.
  • La forme décrite pour le corps 9 et la pièce 14 n'est pas indispensable. On a représenté aux figures 3A et 3B une autre réalisation. Dans ce cas, la pièce de blocage 14 a la forme d'une plaque à faces planes et parallèles 16, 17, traversées par un alésage 15 perpendiculaire auxdites faces 16, 17. La surface supérieure 11 du corps 9 est, au contraire, oblique par rapport à la direction de la tige 12. On constate, que, dans ce cas aussi, il est possible d'obtenir un blocage par l'action de forces 20 parallèles à la tige 12, et un blocage avec intervention de forces 32 exercées de façon non centrée par le corps 9 sur la pièce de blocage 14. Bien entendu, d'autres formes sont encore possibles, mais les deux formes qu'on vient de décrire sont les plus simples. Le choix de l'une ou de l'autre est affaire d'opportunité : il est plus facile d'obtenir une pièce métallique à forces planes et parallèles qu'une pièce métallique en forme de coin, mais, d'autre part, l'usinage d'un moule pour procurer une pièce en matière élastomère 9 ayant une surface oblique est, nécessairement, plus coûteux que celui d'une pièce cylindrique à faces perpendiculaires à l'axe.
  • La figure 4 montre une variante particulièrement intéressante. Le passage pour la tige d'expansion est constitué par deux alésages, 15A, 15B, qui se rencontrent à l'intérieur de la pièce de blocage et font entre eux un angle qui peut être de l'ordre de 20°. Le premier alésage 15A est fileté, et la tige d'expansion 12, non représentée à la figure 4, présente un filetage correspondant.
  • Le deuxième alésage 15B est lisse, et présente un diamètre φ2 qui est supérieur au diamètre φ1 du premier alésage 15A, ce dernier diamètre étant pris à fond de filet, et correspondant par conséquent au diamètre extérieur de la tige 12A. On comprend tout de suite qu'un basculement de la pièce 14 pour la faire passer d'une orientation où la tige 12 se trouve dans le premier alésage 15A, pour passer dans une orientation où la tige se trouve dans l'alésage 15B correspond au passage d'une solution de blocage très efficace à une situation de coulissement parfaitement libre.
  • Une telle disposition est évidemment plus coûteuse qu'un alésage cylindrique simple, mais elle procure une très grande sécurité contre le risque d'un déblocage non désiré.
  • Il est évidemment possible de réaliser un passage du même type dans une pièce de blocage à faces parallèles, telle que représentée aux figures 3A, 3B.

Claims (10)

  1. Dispositif amovible d'assemblage de pièces (2, 3) présentant chacune un trou (4, 5), les trous desdites pièces étant sensiblement de même section et étant destinés à venir en concordance lorsque les pièces sont assemblées, ce dispositif comprenant :
    - un organe tubulaire (8) en une matière déformable élastiquement capable, au repos, de traverser lesdits trous, et susceptible d'une expansion suffisante pour s'immobiliser dans le trou,
    - une tige d'expansion (12), coulissant à l'intérieur de l'organe tubulaire expansible et comportant une tête élargie (13) solidaire de la tige et de section supérieure à la section intérieure de la partie expansible de l'organe tubulaire et inférieure à celle des trous, ladite tête étant apte à provoquer l'expansion de l'organe tubulaire sous l'effet d'un déplacement axial de la tige,
    - un corps (9), solidaire de l'organe tubulaire, présentant un alésage prolongeant celui de l'organe tubulaire et dans lequel la tige d'expansion peut coulisser, et une surface d'appui destinée à venir en contact avec une des pièces et sensiblement perpendiculaire audit alésage,
    - un organe de blocage (14), qui peut être déplacé le long d'une partie de la tige (12) extérieure à ladite partie expansible, et être immobilisé en un point quelconque de cette partie,
    - un organe élastique capable d'exercer une force déterminée tendant à écarter le corps de l'organe de blocage,
       caractérisé en ce que l'organe tubulaire (8), le corps (9) et l'organe élastique constituent une pièce unique (7) en matière déformable élastiquement.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête (13) comporte au moins une partie tronconique qui se raccorde à la tige (12), et provoque l'expansion de l'organe tubulaire par pénétration de cette partie tronconique dans l'extrémité, ouverte, de l'organe tubulaire.
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pièce comprend un bloc massif, qui constitue à la fois le corps et l'organe élastique, et un prolongement tubulaire (8), qui constitue ledit organe tubulaire expansible.
  4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe de blocage (14) est une pièce rigide traversée par un passage (15) pour la tige d'expansion, susceptible de prendre une première orientation par rapport à ladite tige, dans laquelle celle-ci se coince dans ledit passage, et une deuxième orientation faisant un certain angle avec la première, et dans laquelle la tige peut coulisser librement dans ledit passage.
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe de blocage présente une première surface (16) sur laquelle agit l'organe élastique pour amener l'organe de blocage dans la première orientation, et une deuxième (17) surface qui, lorsque l'organe de blocage est dans la deuxième orientation, est à peu près perpendiculaire à la tige.
  6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe élastique présente une surface de poussée (11), dirigée à l'opposé de la surface d'appui, et qui est à peu près perpendiculaire à l'alésage, et la première surface (16) de l'organe de blocage fait avec la première surface un angle au moins égal à celui des deux orientations.
  7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe élastique présente une surface de poussée (11) dirigée à peu près à l'opposé de la surface d'appui et fait avec celle-ci un angle au moins égal à l'angle entre les deux orientations de la pièce de blocage, et les deux surfaces (16, 17) de ladite pièce de blocage sont parallèles.
  8. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le passage pour la tige d'expansion prévu dans l'organe de blocage est constitué par deux alésages (15A, 15B) dont les axes font entre eux un angle égal à celui desdites orientations et se rencontrent à l'intérieur dudit organe de blocage, le premier alésage ayant une forme et une section calculées pour s'opposer au coulissement de la tige d'expansion et le second alésage ayant une forme et une section calculées pour permettre ledit coulissement de ladite tige.
  9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le premier alésage est fileté, ainsi que la partie de la tige d'expansion qui est destinée à coopérer avec lui, et le second alésage est lisse, et de diamètre supérieur au diamètre extérieur de la tige.
  10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'organe tubulaire est en un élastomère de polyuréthane.
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