Brevet FR2490544A1 — publié le 19820326

L'invention concerne une rondelle pouvant prendre diverses formes et convenant au serrage d'éléments en ma- tière plastique sur un support métallique. Au cours des dernières années, on a développé des matières plastiques présentant des caractéristiques de résistance mécanique considérablement améliorées. Par conséquent, ces matières plastiques ont trouvé un nombre toujours croissant d'applications industrielles. Les indus- tries des appareillages et de l'automobile, par exemple, utilisent de plus en plus de matières plastiques afin de réduire le poids global des produits. La fixation des éléments en matière plastique pose un problème difficile à résoudre par les utilisateurs. Lorsqu'il est soumis à une charge normale de serrage, en particulier lorsqu'il peut être soumis à un échauffement par frottement ou autre, un joint constitué de l'une quel- conque de la plupart des matières plastiques "coule à froid" ou "flue" c'est-à-dire que la matière plastique se déplace latéralement sous la charge afin d'échapper à la compression, ce qui desserre le joint. Ces problèmes de fixation ont empêché jusqu'à présent l'utilisation de ma- tières plastiques dans des applications o ces matières doivent être serrées fermement pour assurer la stabilité latérale, par exemple dans le cas de roues en matière plas- tique. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 4 193 434 décrit une solution proposée pour résoudre le problème du serrage des matières plastiques. L'ensemble à organe de fixation et rondelle décrit dans ce brevet donne haute- ment satisfaction pour résoudre de nombreux problèmes posés par le serrage des matières plastiques dans une large diversité d'applications. Cependant, là oh il est nécessaire de soumettre l'élément en matière plastique à une force de serrage encore plus grande, ou bien lorsque des contraintes particulières ne permettent pas l'utilisation d'une rondelle de ce type, il faut faire appel à d'autres dispositifs. L'invention concerne un dispositif répondant à ces demandes. Dans chacune des formes de réalisation de 2490.544 l'invention, une rondelle polygonale présente une grande surface sur laquelle la charge de serrage est répartie. Un organe en saillie présente une longueur suffisante pour traverser en totalité la matière plastique et porter contre un support métallique sousjacent. Par conséquent, une par- tie de la charge de serrage est absorbée par une liaison métal-sur-métal. En outre, la rondelle présente diverses caractéristiques d'élasticité qui, pour être vaincues, demandent une force supplémentaire. Enfin, l'organe portant contre le substrat métallique n'est pas centré ou bien est disposé de façon asymétrique afin que la rondelle puisse pivoter autour de lui, répartissant ainsi la partie restante de la charge de serrage sur une grande surface qui est très éloignée du trou ménagé dans l'élément en matière plastique et destiné au passage du boulon. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique de dessus montrant la rondelle selon l'invention utilisée pour le serrage d'une roue en matière plastique; - la figure 2 est une vue partielle de dessus, à échelle agrandie, de la rondelle représentée sur la figure 1; - la figure 3 est une coupe partielle de la ron- delle, suivant la ligne 3-3 de la figure 2; - la figure 4 est une coupe partielle de la ron- delle, suivant la ligne 4-4 de la figure 2; - la figure 5 est une coupe partielle, analogue à celle de la figure 3, d'une deuxième forme de réalisation de la rondelle selon l'invention; - la figure 6 est une vue schématique de dessus d'une troisième forme de réalisation de la rondelle selon l'invention, utilisée pour la fixation d'un carter de transmission en matière plastique; - la figure 7 est une vue de dessus, à échelle agrandie, de l'une des rondelles de la forme de réalisation de la figure 6; et - la figure 8 est une coupe partielle suivant la ligne 8-8 de la figure 7. Une forme de réalisation de la rondelle selon l'invention est représentée globalement en 10. La figure 1 montre une utilisation possible de la rondelle selon l'in- vention, avec une roue 12 en matière plastique. Bien qu'elle soit représentée dans son utilisation avec une roue en ma- tière plastique, il est évident que la rondelle selon l'in- vention peut être utilisée pour la fixcation de tout élément en matière relativement tendre, sujette au fluage plastique, sur tout support plus dur qui n'est pas sujet à un tel fluage. En outre, la rondelle peut être réalisée en n'importe quelle matière, bien qu'un certain type d'acier à ressort soit préféré. La première forme de réalisation de l'invention est représentée plus-en détail sur les figures 2 à 4. La rondelle 10 représentée est de forme à peu près triangulaire bien que d'autres formes polygonales (carrées, rectangulaires, pentagonales, elliptiques, etc.) puissent convenir aussi bien. La rondelle est réalisée d'une seule pièce avec une patte 16 adjacente à un sommet 14 de cette rondelle. La patte est logée, de préférence par emboîtement à force, dans un trou 18 de la roue 12. Un ergot 19 de blocage est configuré de manière à permettre une introduction dans le trou 18, mais à s'opposer à tout retrait. Le trou 18 est adjacent à un trou 20 de la roue 12 destiné à recevoir un boulon. Une partie ou bague 22 fait saillie axialement dans la fraisure 24 du trou 20. La figure 3 montre la rondelle telle qu'elle se présente sous l'application d'une charge complète, une surface 26 portant contre la roue. En fait, en l'absence de charge, la rondelle 10 prend une configuration légèrement plus arrondie, la rondelle 10 revenant élastiquement vers l'extérieur par rapport à la patte 16 et la surface 26 étant légèrement inclinée vers la surface de la roue. En outre, la bague 22 peut être inclinée d'un angle inférieur à celui de la fraisure 24 et de l'écrou à oreilles. Dans cette configuration, un plus grand effort de bridage peut être dissipé, car une certaine force est nécessaire pour vaincre les caractéristiques d'élasticité présentées par cette forme arrondie et pour faire fléchir la bague vers le bas. De plus, comme montré sur la figure 4, la partie 22 de la rondelle s'étendant axialement est légèrement bombée et l'aplatissement de cette partie bombée dissipe également une certaine partie des forces de serrage. Lors de l'utilisation, quatre rondelles sont montées au préalable sur la roue 12 par emboîtement à force des pattes 16 dans les trous 18, les ergots 19 de blocage empêchant tout retrait indésirable. Dans cet état pré- assemblé, le bord supérieur (comme montré sur la figure 3) de la bague 22 se loge dans la fraisure 24 afin de positionner et centrer les rondelles, et la partie la plus basse de la surface 26 touche légèrement la roue 12. La roue est ensuite positionnée sur les goujons de montage (non représentés) et des écrous à oreilles (non représentés) sont mis en place pour fixer la roue en position. Lorsque les écrous à oreilles sont serrés, une partie de la charge de serrage est transmise des écrous directement au support métallique par l'organe métallique en contact avec ce support. Une autre partie de la charge de serrage est dissipée par déformation de la bague et aplatissement de la rondelle, dans les directions latérale et longitudinale plaçant la rondelle en position de support de charge. La dernière partie de la charge de serrage est dissipée sur une surface relativement grande de la roue 12 lorsque la rondelle pivote autour de la patte 18 afin que sa surface 26 entre en contact avec la roue. Cette dernière partie de la charge de serrage est suffisante pour assurer la stabi- lité latérale de la roue, mais elle s'étend - sur une sur- face assez grande pour éviter tout desserrage important du joint, même au cours d'essais de cycles thermiques sévères. La figure 5 représente globalement en 30 une deuxiè- me forme de réalisation de la rondelle de l'invention. Dans cette forme de réalisation, l'organe en contact avec le sup- port'iiétallique comprend une tige pleine séparée 32 qui est emboîtée à force dans le trou 18 de la roue 12. Cette tige peut être retenue dans le trou de toute manière souhaitée. Un rebord 34 de la rondelle porte contre la surface supé- rieure de la tige 32 afin de transmettre directement au sup- port métallique une partie de la charge de serrage et, de même que précédemment, afin également de faire pivoter le corps de la rondelle pour transmettre la charge à la sur- face 36 de la rondelle nettement espacée vers l'extérieur du bord du trou 20 recevant le goujon. Dans cette forme de réalisation, la fraisure 38 est formée sur la face intérieure de la roue afin de ménager un espace permettant d'évaser le bord 42 de la partie ou bague 40 en saillie. Ceci est nécessaire pour remplacer la fonction de retenue assumée par la patte 16 de la forme de réalisation décrite précé- demment. Cet évasement peut être effectué au cours d'une opération d'assemblage ou bien, dans le cas o des goujons classiques sont remplacés par des goujons présentant une partie conique au-dessus des filets, l'évasement peut résul- ter naturellement du montage initial de la roue. Le corps de la rondelle est bombé en l'absence de charge, de même que dans la forme de réalisation décrite précédemment. C'est la raison pour laquelle la bague 40 est suffisamment longue pour ménager un espace entre le bord évasé 42 et la fraisure 38. Lorsque la roue est démontée, la rondelle peut revenir élastiquement dans son état bombé sans que la tige 38 soit expulsée du trou 18 ou sans que la bague 40 tende à sortir du trou 20. Les trois façons selon lesquelles la charge est dissipée dans la forme de réalisation précédente constituent également une caractéris- tique fonctionnelle de cette forme de réalisation. Une troisième forme de réalisation de l'invention est représentée en 44 sur les figures 6 à 8. La surface supérieure 46 de cette rondelle ou attache est sensiblement rectangulaire et bombée. Cette forme de réalisation est particulièrement bien adaptée au serrage d'un carter 48 en matière plastique pour moteur ou transmission, ou autre. La figure 8 montre la rondelle à l'état relâché. Un anneau métallique 50 est disposé entre les deux moitiés du carter (une seule moitié étant représentée) et forme un support destiné à dissiper une partie de la charge de serrage. Une rainure 52 est ménagée dans la périphérie du carter afin de recevoir une bague d'étanchéité ou autre. Cette rainure et la proximité de la partie verticale du carter (comme montré sur la figure 8) rendent impossible l'utilisation d'une rondelle à bague symétrique, car un agrandissement suffisant du trou pour permettre la mise en place de la bague déboucherait dans la rainure 52 et la place disponible sur un côté est insuffisante. C'est la raison pour laquelle une partie 54 de bague ne s'étend que sur une partie de la circonférence du trou 20 et sur le côté éloigné de la rainure 52. Dans cette forme de réalisation, l'organe 56 en contact avec le support métallique comporte plusieurs dents 58 et forme un prolon- gement de la partie 54 en saillie en raison des contraintes particulières. Les dents 58 ont pour effet de faire mordre l'organe 56 dans l'anneau métallique 50 et de l'empêcher de glisser circonférentiellement, comme cela pourrait se produire en raison de la dimension circonférentielle limitée. En plus du bombement de la surface 46, une partie s'éten- dant axialement est pliée en arrière (dans le sens s'éloi- gnant du centre du trou 20) pour former un angle aigu avec la rondelle 44. Le serrage d'un ensemble à écrou et boulon provoque une dissipation de la charge de serrage très ana- logue à celle réalisée par les deux formes de réalisation précédentes: une partie de la charge est dissipée par un serrage direct métal-sur- métal; une autre partie est dissipée par déformation des deux parties élastiques de la rondelle, et la dernière partie est dissipée dans la matière plastique, sur une grande surface, en un point situé vers l'extérieur du trou ménagé dans l'élément en matière plas- tique, la dissipation de cette dernière partie de la charge s'effectuant par pivotement de la rondelle autour de l'or- gane en contact avec le support métallique. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la rondelle décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de serrage d'un élément élastique (12) en matière plastique, présentant plusieurs trous (20) destinés au passage de boulons, sur un support métallique, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte une rondelle polygonale (10) traversée par un trou dont le dia- mètre est au moins égal à celui d'un boulon, une bague (22) en saillie entourant au moins une partie du trou et faisant saillie à peu près axialement à la rondelle, cette bague étant logée dans au moins une partie de l'un des trous (20) de l'élément en matière plastique, un organe portant contre le support métallique étant situé à proximité du trou et réalisant un serrage métal-sur-métal, à travers l'élément en matière plastique, cet organe n'étant-pas centré afin de se comporter comme un pivot envers la rondelle pour qu'une grande partie du corps de cette dernière soit appli- quée contre l'élément en matière plastique de manière à répartir la charge de serrage sur une grande surface et réduire ainsi notablement le desserrage du joint sous l'effet du fluage de la matière plastique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe en contact avec le support métallique comprend une patte (16) réalisée d'une seule pièce avec la rondelle et faisant saillie dans un second trou (18) de l'élément en matière plastique. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe en contact avec le support métallique est situé à un sommet (14) de la rondelle polygonale. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe en contact avec le support métallique comprend une tige séparée (32) qui est emboîtée à force dans un second trou (18) de l'élément en matière plastique. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la rondelle (30) comporte un rebord (34) qui porte contre ladite tige afin de transmettre les forces de pivotement à cette rondelle. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague présente une longueur sensiblement égale à l'épaisseur de l'élément en matière plastique. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe (56) en contact avec le support métalli- que est constitué par une saillie de la bague (54). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'organe encontact avec le support métallique forme un angle aigu avec la rondelle (44). 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une partie (46) de la rondelle est bombée. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe (56) en contact avec le support métallique présente plusieurs dents (58) à son extrémité en contact avec le support métallique.