Brevet FR2042691A1 — publié le 19710212

-1- 2042691 la présente invention concerne un dispositif' de fixation fileté résistant à la corrosion et, plus spécialement, une vis à métaux présentant une tête en matière plastique. Des dispositifs de fixation filetés résistant à la cor-5 rosion ou aux intempéries sont utilisés principalement dans le domaine de la construction d'immeubles, les têtes des dispositifs de fixation utilisés pour fixer des panneaux de construction et analogues sont continuellement soumises aux effets corrosifs de l'atmosphère. Hormis l'utilisation de métaux spéciaux ou coûteux 10 pour fabriquer ces dispositifs de fixation, le seul progrès réel réalisé en pratique a été l'utilisation de têtes en matière plastique sur un élément métallique fileté, la tête en matière plastique, qui est moulée sur l'élément fileté, comporte normalement une jupe ou bride qui vient en contact avec la structure dans laquelle 15 le dispositif de fixation est introduit. Cette jupe ou bride en matière plastique a pour but de former un joint, de manière à empêcher l'humidité de venir en contact avec la partie métallique du dispositif de fixation. le défaut le plus remarquable des dispositifs de fixation 20 à tête en matière plastique selon la technique antérieure a été la tendance qu'a la tête à se séparer de l'élément métallique lors de l'application d'une pression à la jupe ou partie descendante de ladite tête en matière plastique. C'est-à-dire qu'aucune des des-cription^le la technique antérieure n'indique de moyen pour rete-25 nir fermement la tête de matière plastique en position pendant l'introduction du dispositif de fixation. Pour une application avantageuse de ce type de fixation, il faut que la pression soit exercée sur la partie descendante ou jupe par la surface de l'élément dans lequel le dispositif de fixation est introduit, pour ob-30 tenir le joint hermétique voulu, le contact entre la jupe et la structure dans laquelle le dispositif de fixation est introduit assure l'étanchéité. Un contact périphérique complet est nécessaire pour obtenir un joint hermétique résistant aux intempéries. On ne peut l'obtenir que par l'application d'une force importante 35 transmise par la jupe au cours de l'introduction. En conséquence, il arrive souvent que les dispositifs de fixation à tête en matière plastique disponibles dans le commerce perdent leur tête 70 17842 2042691 pendant la phase finale de 1 * introduction, à cause de l'absence d'un élément de retenue convenable. Les dispositifs de fixation à tête en matière plastique actuellement disponibles sont incapables de réaliser un joint ré-5 sistant aux intempéries de manière uniforme et acceptable. Aucun des ouvrages antérieurs ne décrit de moyen efficace pour solliciter la jupe en contact intime avec l'élément dans lequel le dispositif de fixation est introduit, c'est-à-dire qu'il n'est pas prévu de moyen en dehors de la transmission des forces par l'in-10 termédiaire de la jupe elle-même pendant l'introduction, les dispositifs de fixation disponibles à tête en matière plastique n'ont pas donné satisfaction lorsqu'ils ont été appliqués à une surface irrégulière. Ils sont incapables d'assurer un joint résistant aux intempéries de manière uniforme. 15 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention res- sortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ce dessin : 20 la figure 1 est une vue en bout d'une tête en matière plas tique et d'une partie d'un dispositif de fixation métallique ; la figure 2 est une vue de côté partielle, en partie en coupe, d'un dispositif de fixation selon la présente invention ; et 25 la figure 3 est une vue de côté, en partie en coupe, mon trant une vis réalisée selon la présente invention en position introduite. Un dispositif de fixation conçu selon la forme de réalisation préférée de la présente invention comporte une tête d'étan-30 chéité 10 en matière plastique et une tige métallique filetée 20 comportant une tête de retenue métallique 22. la tige métallique filetée 20 présente un filet hélicoïdal 26. Ce dernier s'étend de préférence sur toute la longueur de la • - tige 20 et ae termine au niveau d'un épaulement inférieur 28 de la 35 tête de retenue 22. La tête de retenue 22 est solidaire de la tige filetée 20 •t présente un diamètre mesimal supérieur à celui de la tige 20. 70 17842 -3- 2042691 Gomme on le voit en particulier sur la figure 1, la surface supérieure généralement circulaire 30 de la tête de retenue 22 est moletée. Une série de gorges 32, formées par le moletage, coopèrent avec d'autres moyens, qui seront décrits plus loin, pour re-5 tenir la tête d'étanchéité 10 en matière plastique sur la tête de retenue 22» Comme on le décrira plus en détail ci-après, la série des gorges 32 engendrent des forces de frottement et mécaniques, qui ont tendance à retenir en position fixe une tête de matière plastique moulée sur la tête de retenue#:. 10 La surface moletée 30 est formée sur la surface supérieure d'une partie essentiellement cylindrique 36 de la tête de retenue 22, qui s'étend vers l'extérieur d'un corps principal 40 (voir figures 2 et 3)« Le corps principal 40 de la tête 22 a un diamètre supérieur à celui de la partie cylindrique 36 et sensible-15 ment plus grand que celui de la tige 20. Plusieurs "bras radiaux 44 font saillie vers l'extérieur de la partie cylindrique 36 sur la surface supérieure du corps principal 40 de la tête 22. Les bras radiaux 44 sont solidaires du corps principal et s'étendent vers l'extérieur ou vers le haut, de manière à former des éléments 20 de retenue de la tête en matière plastique 10. Les bras radiaux 44 sont particulièrement importants en ce qui concerne l'absorption des forces circonférentielles ou couples appliqués par une clé utilisée pour introduire le dispositif de fixation» La face inférieure du corps principal 40 présente "une partie 25 ou rebord annulaire dirigé vers le bas 50 se prolongeant vers le ou bas/dans le sens de la tige le long de sa circonférence externe. Le rebord 50 et un épaulement supérieur 54 forment une partie creuse ou gorge annulaire relativement profonde 56, dans laquelle la matière plastique est emprisonnée lorsque la tête 10 est moulée sur la tête 30 de retenue 22. Lorsque le dispositif de fixation est introduit, la gorge annulaire 56 exerce des forces de retenue sur la tête en matière plastique 10. La tête 10 est moulée in situ sur la tête de retenue métallique 22» La surface périphérique externe de 1'épaulement inférieur 35 28 et la partie ou surface annulaire inférieure 60 de 1'épaulement 54, qui srétend radialement vers l'extérieur au-delà de l1épaulement 28, constituent des surfaces ou butées d'étanchéité pour une 70 17842 -4- 2042691 filière d'injection pendant une opération de moulage par injection qui fixe la tête en matière plastique 10 sur la tête de retenue 22. La tête d'étanchéité 10 comporte une partie surélevée 70, 5 à laquelle le couple est appliqué, et une jupe externe 72 se prolongeant vers l'extérieur et vers le bas. Le profil circonféren-tiel de la partie 70 peut avoir une forme commode quelconque lui permettant de coopérer avec une clé classique pour faciliter l'introduction du dispositif de fixation ou vis. La jupe 72 s'évase 10 vers l'extérieur de l'extrémité inférieure de la partie 70 et descend au-delà de la surface inférieure de 1'épaulement 28, de manière à venir en contact avec la surface d'un élément dans lequel la vis est introduite. Dans la forme de réalisation préférée représentée sur les figures 2 et 3, la tête d'étanchéité 10 com-15 porte également une jupe interne 76 moulée au contact de la surface externe circonférentielle de 1'épaulement supérieur 54. La surface cylindrique interne de la jupe 76 descend de la surface circonférentielle externe de 1'épaulement supérieur 54, en alignement avec ce dernier, et concentriquement à la surface externe 20 circonférentielle de 1'épaulement 28. La jupe interne 76 descend légèrement au-dessous de lrépaulement 28. Comme on le voit clairement sur la figure 2, la construction préférée décrite de la tête d'étanchéité 10 forme, sur sa face inférieure, une gorge annulaire 80 relativement profonde ayant 25 une section droite en forme de cône renversé. Les jupes 72 et 76 forment des éléments d'étanchéité relativement flexibles, capables de réaliser des joints uniformes résistant aux intempéries. Lorsque la tête 10 est moulée par injection sur la tête de retenue 22, la matière plastique est déposée dans les gorges 32, 30 autour des bras radiaux 44 et dans l'alvéole ou gorge annulaire 56 formé entre le rebord 50.et 1'épaulement supérieur 54. La tête 10 constitue ainsi une masse monobloc de matière plastique maintenue fermement en position par la forme de la tête de retenue 22. Bien qu'on puisse utiliser n'importe quelle matière plastique dis-35 ponible dans le commerce ayant une résistance au ehoc et un mo-dule drélasticité convenables, les oatièree plastiques préférées comprennent dàe résines du type polycarbonate et polyméthylène et un polyamide. BAI* ORIGINAL 70 17842 -5- 2042691 Plusieurs saillies ou nervures annulaires 82 sont formées sur la face inférieure de la jupe externe 72. Ces nervures cir-conférentielles 82 viennent en contact avec la surface d'un élément dans lequel la vis est introduite et garantissent ainsi l'in-5 tégrité du joint. Si on le préfère, on peut supprimer la jupe interne 76 et mettre la face inférieure de la jupe 72 directement en contact avec l1 épaulement 54 ou l'épaulement 28. . la description de l'opération d'introduction permettra de /compte 10 se rendre du comportement remarquable et de la faculté d'étanchéité de la vis. la vis représentée peut être introduite commodément en appliquant un couple à la partie 70 à l'aide d'une clé classique, le contact intime et le blocage entre la tête d'étanchéité monobloc en matière plastique et les gorges 32, ainsi que les bras radiaux 15 44, permettent la transmission à la tige filetée 20 d'un couple appliqué à la tête en matière plastique 10, sans qu'il se produise de mouvement relatif entre la tête 10 et la tête de retenue métallique 22. Pendant la dernière phase de l'introduction, la jupe 72 20 entre en contact avec la surface 90 de l'élément dans lequel la vis est introduite. C'est pendant cette phase que les dispositifs de fixation de la technique antérieure subissent le plus souvent une défaillance, la tête 10 passe de la forme détendue ou sans contrainte, représentée sur la figure 2, à la forme soumise à une for-25 te contrainte, représentée sur la figure 3. Dans.la position définitive, la surface 90 est en contact avec 1'épaulement inférieur 28. le contact initial entre la jupe 72 et la surface 90 engendre des forces ayant tendance à séparer la tête d'étanchéité 10 de la tête de retenue "22. Ces forces sont constamment amplifiées, à me-30 sure que l'opération d'introduction se poursuit, jusqu'à ce que la vis et la tête 10 qu'elle supporte atteignent la position représentée sur la figure 3. Comme on le voit clairement sur la figure 3, ces forces appliquent une force vectorielle positive directe ayant tendance à enlever la tête 10.. le rebord 50 de la tête 35 22 empêche cet enlèvement. la matière plastique.de la tête monobloc 10, emprisonnée dans la gorge 56 entre le rebord 50 et l'épaulement 54, est fer- ' \ 70 17842 2042691 mement retenue en position par 1s rebord 50. On a constaté que cette construction résoud le problème posé par la séparation et qui était un inconvénient de tous les dispositifs de la technique antérieure. les forces de retenue exercées par le rebord 50 sont 5 suffisantes pour surmonter celles transmises pendant l'introduction par l'intermédiaire des jupes 72 et 76. la construction et la position du rebord 50 ont l'avantage supplémentaire d'appliquer une pression d'étanchéité uniforme et efficace le long de la circonférence de la jupe externe 72 et sur 10 la jupe interne 76. C'est-à-dire que le rebord 50 applique une force directement à la surface 90 par l'intermédiaire de la jupe 72 pendant la dernière phase du processus d'introduction. Cette force est appliquée tout autour de la circonférence de la jupe 72 par le rebord annulaire 50. En conséquence, on obtient un contact 15 étanche continu et intime entre la jupe 72 et la surface 90. Comme indiqué plus haut, la jupe 76 descend légèrement au-dessous de 1'épaulement inférieur 28 de la tête de retenue 22.1a longueur de la jupe 76 vers le bas ou en direction de la tige n'est pas aussi grande que celle de la jupe 72. En conséquence, 20 la jupe 76 entre en contact avec la surface 90 après le contact entre cette dernière et la jupe 72. la section droite en forme de cône renversé de la gorge 56 donne à la jupe 76 une paroi latérale externe qui est disposée obliquement par rapport à une surface, par exemple 90, d'un élément dans lequel la vis est introduite et 25 par rapport à la tige 20. Par suite, la jupe ou partie inférieure est poussée vers une position située sous la surface 60 de lrépaulement supérieur 54(lorsque la vis et la tête 10 sont en position définitive. Ainsi, on obtient une étanchéité supplémentaire qui protège l'élément métallique de la vis. Cette construction assure 30 l'application de forces efficaces par le rebord 50, par l'intermédiaire de la jupe interne J6. En utilisant la forme de réalisation préférée,, les nervures annulaires 82 sont poussées en contact avec la surface 90 par le rebord 50, de la même façon que le reste de la bride 72. les ner-35 vures 82 forment des zones supplémentaires destinées à venir en contact avec la surface et à assurer 1,'étanchéité, comme décrit plus haut. 70 17842 -7- 2042691 - REVEITOICATIONS - 1 - Dispositif de fixation comportant une tige filetée et une tête de retenue solidaire de la tige et présentant un corps principal d'un diamètre sensiblement plus grand que la tige, dis- 5 positif caractérisé en ce qu'il comporte un rebord de retenue (50) le sens ae faisant saillie dans/la tige et le long de la circonférence externe du corps principal (40) de la tête (22) et un épaulement (54) de plus petit diamètre que le corps principal (22), le rebord (50) et l1épaulement (54) formant une gorge annulaire (56), et en ce 10 qu'il présente une tête d'étanchéité monobloc en matière plastique (10) comportant une partie (70) pour l'application d'un couple, une jupe externe dirigée vers le bas (72) s'évasant vers l'extérieur de • - .le sens de la partie (70) et dirigee dans/la tige au-dessous la tête de retenue (22), de façon que la tête en matière plastique (10) soit fer-15 mement retenue par une partie qui se trouve dans la gorge annulaire (56) entre le rebord (50) et l1épaulement (54). 2 - Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une jupe interne (76) sur la tête en matière plastique (10), de façon que la jupe interne (76) s'étende 20 dans le sens de la tige (20) et coneentriquement à cette dernière et en alignement avec l1épaulement (54) à une plus faible distance que la jupe externe (72). 3 - Dispositif de fixation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi latérale externe de la jupe interne (76) 25 s'étend obliquement par rapport à la tige (20). 4 - Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs nervures annulaires (82) sur la paroi latérale interne de la jupe externe (72).