Brevet FR2009070A1 — publié le 19700130

La présente invention concerne, d'une façon générale, un assemblage mécanique et, plus particulièrement, un assemblage à verrouillage automatique constituant un joint mécanique entre deux éléments empêchant leur séparation axiale» L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un tel jointe 5 Une réalisation courante d'assemblage mécanique permettant de verrouiller deux éléments afin d'éviter leur séparation axiale est effectuée en deux opérations séparées nécessitant l'utilisation d'un équipement relativement coûteux comprenant notamment des outils de formage» Bien que ce type de joint soit entièrement satisfaisant, il est évidemment avantageux d'avoir un assemblage fonctionnant de la même 10 façon mais pouvant être fabriqué en une simple opération sans nécessiter l'utilisation d'outils spéciaux et coûteux» Selon l'aspect principal de la présente invention, il est prévu un assemblage à verrouillage automatique d'une réalisation s'écartant considérablement de celle d'un joint conventionnel, mais aussi sûre que cette dernière, et obtenue 15 sans l'utilisation d'outils de formage coûteux» L'assemblage de la présente invention comprend une gorge inclinée formée le long d'un bord d'un premier élément et une lèvre latéralement déformable située normalement dans l'axe du montage et adjacente au bord d'un second élément aligné avec le premier élément» Une force linéaire est appliquée aux éléments de façon à les déplacer relativement l'un vers l'autre» Cette 20 force est suffisamment grande pour que, lorsqu'elle pénètre dans la gorge inclinée, la lèvre se déforme latéralement et se trouve calée à l'intérieur de celle-ci, ce qui permet d'éviter une séparation axiale des deux éléments» On a constaté que l'assemblage à verrouillage automatique de la présente invention est du point de vue de la structure au moins aussi sûr qu'un joint conventionnel, mais peut être rapide-25 ment fabriqué et de façon peu onéreuse en une seule opération, en appliquant simplement une force linéaire aux deux éléments comprenant la gorge inclinée et la lèvre déformable» L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en'se reportant aux figures annexées 30 qui représentent s - - -• la figure 1, line vue en perspective partielle d'une paire d'éléments plats reliés par un assemblage à verrouillage automatique conforme à la présente invention f 4 - la figure 2, une vue de côté des deux éléments de la figure 1 repré-35 sentes séparés j - la figure 3, une vue de côté semblable à celle de la figure 2 mais illustrant la lèvre déformable d'un élément légèrement engagée dans la gorge inclinée de l'autre élément ; - la figure 4, une vue de côté semblable à celle des figures 2 et 3 mais 40 représentant la lèvre déformable complètement calée dans la gorge inclinée ; C0G1NM. 69 15635 2 2009070 - la figure 5, une vue de côté d'une variante d'assemblage conçu pour une paire d'éléments plats ; - la figure 6, une vue en coupe longitudinale partielle de deux éléments tubulaires séparés utilisant une variante d'assemblage à verrouillage automatique 5 conforme à la présente invention ; - la figure 7, une vue en coupe longitudinale partielle similaire à celle de la figure 6 mais représentant les deux éléments tubulaires verrouillés ; - la figure 8, une vue de côté d'une autre variante du dispositif de la figure 1» 10 On va commencer maintenant la description en se reportant aux figures 1 à 4 représentant un type d'assemblage à verrouillage automatique conforme à la présente invention, appliqué à une paire d'éléments 12 et 14 de forme générale plate. Ces éléments 12 et 14 sont métalliques mais pourraient être constitués par d'autres matières susceptibles d'être façonnées, telles que certaines matières plastiques. 15 Les deux éléments sont alignés axialement, au moins jusqu'au point où, lorsqu'ils sont verrouillés, la surface inférieure 16 de l'élément 12 se trouve située dans le même plan que la surface supérieure 18 de 1'élément 14. IJne gorge axiale 20 est formée dans l'élément 12 et s'ouvre sur le bord antérieur 22 de ce dernier. Elle s'étend, de préférence, sur toute la longueur de ce 20 bord 220 La surface inférieure 24 de la gorge est suffisamment près de la surface inférieure 16 de l'élément 12 pour pouvoir former une lèvre 26 latéralement déformable et disposée axLalement. Une nervure latérale 28 est en saillie sur la surface supérieure 18 de l'élément 14. Le bord antérieur ou l'épaulement 30 de cette nervure se trouve en 25 retrait par rapport au bord le plus antérieur 32 de l'élément 14. Une gorge 34 formant un angle aigu avec la surface supérieure 18 de la plaque 14 s'étend latéralement à travers l'élément 14 et s'ouvre sur le bord 30 de ia nervure 28. La surface inférieure 36 de la gorge 34 se termine à la jonction du bord 30 et de la surface ' supérieure 18 de l'élément 14, tandis que la surface supérieure 38 de cette gorge 30 est suffisamment espacée de la surface 36 de façon à pouvoir recevoir la lèvre 26 de l'élément 12. La profondeur de la gorge permet la complète introduction de la ; - lèvre, comme il eii est fait mention subséquemment. La gorge 20 pratiquée Han.g l'élément 12 ét la gorge 34 formée dans la nervure 28 peuvent être réalisées par usinage, mais le sont, de préférence, par extrusion des éléments plat3 de manière à avoir 35 la configuration désirée» Pour former l'assemblage 10, les éléments plats 12 et 14 sont disposés de la façon représentée sur la figure 2, la surface inférieure 16 de l'éléaent 12 reposant sur la surface supérieure 18 de l'éléaent 14. Les deux éléments sont déplacés l'un par rapport à l'autre dans la direction axiale, de sorte que la lèvre 40 s'engage dans la gorge angulaire 34® L'arête 40 située à la jonction de la surface BAD ORJGÎNAL 69 15635 3 2009070 inférieure 24 de la gorge 20 et du bord extérieur de la lèvre 26 est légèrement arrondie, de sorte que, lorsque cette arête 40 bute contre la surface supérieure 38 de la gorge 34f la lèvre se déforme de haut en bas (figure 3) à l'application de la force linéaire entre les élémentso L'application ultérieure d'une force linéaire 5 entraîne une déformation latérale suffisante de la lèvre pour qu'elle puisse se caler entre les parois de la gorge 34, ce qui réalise l'assemblage à verrouillage automatique de l'invention empêchant la séparation axiale des deux éléments 12 et 14. On a trouvé que la force nécessaire au déverrouillage de l'assemblage 10 est beaucoup plus grande que celle requise pour sa réalisation. Ceci est dû au fait que la performance de l'assemblage est basée sur un principe mécanique avantageux essentiellement non réversible. Lorsque l'on fait entrer à force la lèvre de verrouillage 26 dans la gorge inclinée 34, un avantage mécanique déterminé existe afin de permettre à la lèvre de se caler dans la gorge. Lorsque l'assemblage est 15 complètement formé et qu'une force inverse est appliquée aux éléments 12 et 14, le point de référence de l'avantage mécanique est déplacé et la plus grande partie de cet avantage, sinon l'avantage complet, est perdue. L'assemblage de la présente invention est semblable à un joint conventionnel à l'exception qu'aucun outil de formage spécial n'est nécessaire à sa réalisation, et que, principalement, celle-ci 20 n'est obtenue que par une seule opération nécessitant l'application de la force linéaire. On peut noter que la partie antérieure 42 de l'élément 14 s*étendant entre le bord 30 de la nervure 28 et le bord le plus antérieur 32 fournit un guide afin de faciliter l'introduction de la lèvre 26 dans la gorge inclinée 34. La mise 25 en contact de la surface supérieure de la partie antérieure 42 de l'élément 14 avec la surface inférieure 16 de l'éléaent 12 sert à renforcer l'assemblage en évitant le déplacement angulaire vertical entre les deux éléments (figures 2 à 4). Comme le montre mieux la figure 4, la surface supérieure 44 de la gorge 20 se trouve suffisamment espacée de la surface inférieure 24,de sorte que, lorsqué 30 les deux éléments 12 et 14 sont verrouillés, la surface supérieure 44 se trouve espacée de la surface supérieure 46 de la nervure 28, ce qui permet un jeu entre les surfaces 44 et 46. Eventuellement, un joint élastique,tel qu'un joint torique non représenté sur la figure,peut être disposé à l'extrémité fermée de la gorge 20 pressée par le bord 30 lorsque ce dernier se trouve dans la gorge 20. 35 Une variante d'assemblage à verrouillage automatique appliqué à une paire de panneaux plats est illustrée sur la figure 5 où des chiffres de référence semblable sont utilisés pour désigner les éléments correspondants. Dans cette réalisation, la gorge inclinée 34 s'ouvre sur le bord le plus antérieur 32 de l'éléaent 14, ce qui élimine la nervure 28 utilisée dans la réalisation de l'invention illustrée sur les 40 figures 1 à 4. —-"""Y u 69 15635 4 2009070 Contrairement à la première réalisation de l'invention, deux lèvres axiales supérieures et inférieures 48 et 50 non déformables sont prévues dans ce cas sur l'élément 12. Ces lèvres s'étendent vers l'avant de façon à recouvrir partiellement les surfaces supérieures et inférieures de l'élément 14. En conséquence, les 5 lèvres 48 et 50 coopèrent avec le panneau 14 de manière à éviter un déplacement angulaire relatif des éléments 12 et 14 vers le haut ou vers le bas et servent également à protéger la lèvre déformable 26. On se réfère maintenant aux figures 6 et 7 représentant l'assemblage à verrouillage automatique de la présente invention appliqué à une paire d'éléments 10 tabulaires coaxiaux 52 et 54. Dans cette réalisation, la gorge inclinée 56 a une configuration conique, le bord extérieur de cette gorge s'ouvrant sur le bord antérieur de la face 58 de l'élément tubulaire 52 alors que les parois de la gorge s'évasent radialement vers l'intérieur en partant du bord 58. L'élément tubulaire 54 est formé avec une lèvre 60 normalement cylindrique et radialement déformable. Cette 15 lèvre s'étend vers l'avant à partir de la face 62 de l'élément tubulaire et a un diamètre égal au diamètre de la gorge 56 au point précis de son ouverture sur le bord 58. Un alésage 64 cylindrique s'étendant axialement est prévu dans l'éléaent tubulaire 52 de façon à recevoir un axe cylindrique complémentaire 66 s'étendant vers l'avant à partir de la face 62 de l'éléaent tubulaire 54. L'axe 66 et l'alésage 64 20 constituent des moyens de guidage permettant de faciliter l'introduction de la lèvre cylindrique 60 dans la gorge 56. L'assemblage à verrouillage automatique illustré sur les figures 6 et 7 est formé généralement de la même manière que dans les réalisa-' tions précédentes, en ce sens que l'axe 66 est introduit dans l'alésage 64 et qu'une force linéaire est appliquée entre les deux éléments 52 et 54 pour caler la lèvre 25 déformable 60 dans la gorge conique 56 comme le montre la figure 7. La lèvre coopère avec les parois de la gorge 56 d'une façon semblable à celle par laquelle la lèvre 26 coopère avec les parois de la gorge 34 dans les réalisations illustrées sur les figures 1 à 5» afin d'éviter une séparation axiale des éléments tubulaires 52 et 54. Il est bien entendu que la gorge conique 56 pratiquée dans l'élément 30 tubulaire 52 peut être évasée radialement vers l'extérieur plutôt que vers l'intérieur et ce à partir du bord antérieur, l'assemblage ainsi formé fonctionnant de la même façon que celle décrite précédemment concernant l'assemblage illustré sur les figures 6 et 7. D'après ce qui précède, on peut voir que la présente invention prévoit un 35 assemblage à verrouillage automatique peu coûteux, de construction rapide, sûr et ne nécessitant pas l'utilisation d'un équipement de formage dispendieux et compliqué nécessaire à un joint conventionnel» De plus, l'assemblage de la présente invention ne nécessite qu'une simple opération et l'application d'une seule force linéaire contrairement à un joint conventionnel entraînant deux opérations et l'application 40 de forces dans diverses directions angulaires. En outre, en plus d'une solidité BAD ORIGINAL 69 15635 5 2009070 mécanique, l'assemblage à verrouillage automatique de la présente invention présente des avantages d'ordre esthétique en ce sens que le matériau façonné, c'est-à-dire les lèvres déformables 26 et 60, est caché aux regards® Tandis que l'assemblage de la présente invention peut être réalisé de 5 façon à éviter un déplacement latéral des éléments auxquels il est appliqué ainsi que leur séparation axiale, il est bien évident que par une sélection judicieuse de la position de la gorge de verrouillage et de la lèvre déformable, il peut constituer un joint glissant permettant un déplacement latéral relatif des éléments plats 12 et 14 et une rotation relative des éléments tabulaires 52 et 54, mais ne contrariant 10 pas les caractéristiques de maintien axial de l'assemblage. Un assemblage annulaire du type illustré sur les figures 6 et 7 pourrait être, de ce fait, utilisé pour fournir un système de fixation par écrou peu dispendieux à des connecteurs électriques, ce qui supprimerait la nécessité de faire usage de bagues de retenue, etc. L'application d'un lubrifiant sec sur l'assemblage augmenterait évidemment le 15 déplacement relatif entre les éléments plats. La figure 8 illustre une variante du dispositif de la figure 1 dans laquelle les deux éléments à joindre peuvent être maintenus de façon que soit évité un déplacement axial de même qu'un mouvement ascendant ou descendant relatif. Sur la figure 8, on peut voir qu'une seconde partie s'étendant vers l'avant 40 est 20 solidaire de l'éléaent 14, ce qui permet le chevauchement des deux côtés de l'élénenfc 12. De ce fait, les parties 40 et 42 coopèrent avec l'élément 12 de manière à éviter -un déplacement angulaire relatif ascendant ou descendant des éléments plats. Bien que la description de la présente invention concerne spécifiquement -des assemblages d'éléments plats et d'éléments tabulaires, il est bien entendu que 25 l'invention pourrait être également utilisée avec d'autrès éléments façonnés, tels que des éléments de section carrée, rectangulaire, elliptique, etc., en présentant les mêmes avantages que ceux mentionnés précédemment avec la restriction évidente que ces éléments ne pourraient fonctionner comme un joint glissant. Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à 30 titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. 69 15635 2009070 REVENDICATIONS 1• Assemblage à verrouillage automatique comprenant des premier et second éléments alignés dans le sens axial et comportant des bords se faisant face, une gorge inclinée pratiquée dans le premier élément et s'ouvrant au. bord de ce dernier, une lèvre s* étendant normalement dans la direction axiale et adjacente au bord du 5 second élément, ladite lèvre pouvant être déformée latéralement de façon à se caler dans la gorge inclinée afin d'éviter une séparation axiale des deux éléments. 2. Assemblage à verrouillage automatique conforme à la première revendication, dans lequel les éléments sont parallèles et de forme générale plate, la gorge forme un angle aigu, avec le premier éléaent et la lèvre se trouve normalement dans 10 un plan parallèle à ce premier éléaent et peut se déformer pour être introduite et calée entre les parois de la gorge. 3. Assemblage à verrouillage automatique conforme à la deuxième revendication, dans lequel l'un des éléments comprend une paire de lèvres non déformables s'étendant vers l'avant en couvrant partiellement les surfaces supérieures et 15 inférieures de l'autre éléaent de façon à éviter tm déplacement angulaire relatif desdits éléments. 4. Assemblage à verrouillage automatique conforme à la première revendication, dans lequel la lèvre et la gorge s'étendent sur toute la longueur des bords des élénents respectifs. 20 5. Assemblage à verrouillage automatique conforme à la première revendica tion, dans lequel les élêoents sont des élénents tabulaires coaxiaux, la gorge a une configuration conique et s'ouvre sur le bord annulaire d'un des éléments, et la lèvre est une partie généralement cylindrique se déformant radialement en s'engageant dans les parois de la gorge de façon à s'y caler. 25 6. Assemblage à verrouillage automatique conforme à la cinquième revendica tion, dans lequel un des élénents est formé avec un alésage cylindrique s'étendant axialement et s'ouvrant sur la face avant, l'autre élément comportant un axe 5 cylindrique complémentaire à l'ouverture et glissant à l'intérieur de cette ouverture. 30 7. Assemblage à verrouillage automatique conforme à la première revendica tion, dans lequel les élénents comprennent, en plus de ladite lèvre et de ladite gorge, des moyens de guidage complémentaires pouvant s'emboîter pour aligner la lèvre avec la gorge. 8. Assemblage à verrouillage automatique conforme à la première revendica- 35 tion, dans lequel un des élénents comprend une partie antérieure s'étendant axialement et recouvrant partiellement une partie antérieure de l'autre élément. 9» Assemblage à verrouillage automatique conforme à la première revendication, dans lequel la lèvre s'engage dans la gorge de façon à permettre un déplacement BAD ORIGINAL 69 15635 2009070 latéral relatif des éléments en leur évitant une séparation axiale# 10. Iiéthcde de réalisation d'ion assemblage d'une paire d'éléments pouvant se déplacer l'un vers l'autre le long d'un axe, dans laquelle une gorge est pratiquée dans l'un des éléments de manière à s'ouvrir sur un bord dudit élément en formant 5 un angle aigu avec ledit axe, une lèvre latéralement déformable s'étendant dans la direction dudit axe est formée sur l'autre élément, lesdits éléments sont mis en place de façon que la lèvre soit adjacente à l'ouverture de la gorge et alignée avec elle sur ledit bord dudit. premier élément et les élénents sont déplacés axiale-ment l'un vers l'antre avec une force permettant de déformer latéralement la lèvre 10 qui se trouve par suite coincée dans ladite gorge.