Brevet FR2495244A1 — publié le 19820604

Perfectionnements aux dispositifs pour fixer des objets sur des tôles accessibles d'un seul cô3té. L'invention est relative aux dispositifs pour fixer des objets par vissage sur des supports, tels que des tales,"aveugles", c'est-à-dire accessibles d'un seul côté et perforés de trous appropriés destinés à être traversés en partie par les dispositifs en question, ainsi qu'il est fréquemment requis dans le domaine des carrosseries de véhicules routiers, ferroviaires, aéronautiques ou autres, ou même dans le domaine des arts ménagers ou du mobilier métallique. Elle vise plus particulièrement, parmi les dis- positifs de fixation du genre en question, ceux-qui comprennent une cage monobloc contenant au moins en partie une pièce filetée destinée à coagir par vissage avec une pièce filetée complémentaire pour assurer la fixation désirée, ladite cage comportant une douille cylindrique ou prismatique de section assez petite pour pouvoir être introduite dans les trous de montage de la tôle ou support analogue, l'une des extrémités de cette douille étant prolongée transversalement par une collerette propre à prendre appui sur les bords desdits trous à la fin de l'introduction dans ceux-ci de ladite douille. Les dispositifs de fixation connus de ce type presentent un certain nombre d'avantages. Mais ils exigent en général des formes compli- quées pour les trous de montage, chaque trou devant avoir notamment la forme d'une fente allongée à bords parallèles ou encore celle d'un cercle prolongé radia- lement vers l'extérieur par deux encoches. La présente invention a pour but, entre autres, de supprimer cette exigence en permettant le montage des dispositifs de fixation considérés dans des trous de forme carrée. A cet effet, selon l'invention, les dispositifs de fixation du genre en question sont caractérises: - en ce que la pièce filetée comprend quatre oreil- les radiales identiques s2étendant selon deux direc- tions diamétralement perpendicularEi res entre elles et dont le profil est tel que le croisillon formé puisse être introduit avec un faible jeu dans les trous carrés !0 à équiper, - en ce que la douille constitutive de leur cage présente une section transversale inscriptible dans un octogone régulier lui-même propre à être introduit avec un léger jeu dans les trous carrés à équiper et est évi- dée par quaire fenêtres longitudinales identiques déca- lées angulai.remnent de 90 degrés entre elles et propres à recevoir jointivement chacune l'une des quatre oreil- les de la pièce filetée, - et en ce que des moyens sont prévus pour rendre possible uine rotation de 45 de la pièce filetée dans le sens du vissage sur elle de la pièce filetée complé- mentaire entre l'instant de l'introduction de ladite pièce filetée dans un trou carré à équiper et au moins la fin du vissage de la pièce filetée complémentaire sur cette pièce. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des disposi- tions suivantes: - dans un dispositif de fixation du genre en question pour lequel la douille se présente sous la forme générale d'un prisme à base octogonale, les moyens pour rendre possible la rotation de 45 de la pièce filetée compren- nent des amincissements pratiqués dans l'une seulement des deux moitiés de chacune des quatre portions non évidées de la paroi latérale de la douille, ces moitiés étant considérées selon une direction périphérique, - dans un dispositif de fixation du genre en ques- tion pour lequel la douille se présente sous la forme générale d'un prisme à base octogonale, les moyens pour rendre possible la rotation de 450 de la pièce filetée comprennent, sur la face extérieure des portions de paroi latérale non évidées de cette douille,des plages cylindriques arrondies centrées sur l'axe de la douille, ces plages s'étendant sur une moitié, de chacune des- dites portions,considérée selon une direction périphé- rique, - les moyens pour rendre possible la rotation de 450 de la pièce filetée comprennent des nervures obliques prévues sur les faces extérieures des portions non évi- dées de la paroi latérale de la douille, nervures pro- pres à coopérer avec les bords des trous carrés à équi- per de manière à chasser angulairement la douille lors de son introduction axiale dans un tel trou et à lui faire décrire automatiquement un angle de 450 au cours de cette introduction, - les moyens pour rendre possible la rotation de 450 de la pièce filetée sont constitués par la forme incli- née donnée aux quatre fenêtres évidées dans la douille de façon telle que, lorsque les oreilles de la pièce filetée glissent le long de ces fenêtres par suite du vissage de la pièce filetée complémentaire sur elle, ladite pièce décrive un angle de 450, - la collerette comporte au moins deux ailes élasti- quement flexibles pliées du côté de la douille et pro- pres à prendre appui élastiquement contre la tôle évi- dée par le trou carré à équiper, - la cage comporte deux bossages plats de section droite triangulaire faisant saillie axialement sous la collerette et propres à être introduits jointive- ment dans deux coins opposés du trou carré à équiper après que la pièce filetée et la cage qui la contient aient subi une rotation de 450 consécutivement à leur introduction axiale commune dans ce trou carré. L'invention comprend, mises à part ces disposi- tions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit l'on va décrire des modes de réalisation préférés de l'invention en se référant aux dessins ci-annexés d'une manière bien entendu non li- mitative. Les figures 1 et 2, de ces dessins, montrent respectivement en vue latérale, tôle coupée, et en vue -15 transversale selon II-II, figure 1, l'ensemble d'une tôle perforée par un trou carré et d'un dispositif de fixation établi selon l'invention et en cours de mon- tage dans ce trou. La figure 3 montre le même dispositif vu en bout selon la flèche III de la figure 1. La figure 4 montre, semblablement à la figure 1, une variante d'un tel ensemble conforme à l'invention. Les figures 5 et 7 montrent la cage correspondan- te seule, en coupe transversale, selon v -v, figure 4, et en vue en bout selon la flèche VII de la figure 4. La figure 6 est une coupe du dispositif de fixa- tion de la figure 4 selon VI-VI. La figure 8 montre, en vue latérale, une autre variante de dispositif de fixation selon l'invention. La figure 9 est une coupe transversale de la cage de ce dispositif en cours d'introduction dans un trou carré. Les figures 10 et 11 montrent respectivement en vue latérale, tôle coupée, et en vue en bout selon la flèche XI de la figure 10, encore une autre variante d'un ensemble d'une tôle perforée et d'un dispositif de fixation conforme à l'invention monté dans un trou de cette tôle. Dans chaque cas, la tôle à équiper 1 est perfo- rée par un trou carré 2 et le dispositif de fixation comprend: - une cage monobloc composée d'une douille 3 cylin- drique ou prismatique et d'une collerette 4 prolongeant transversalement une extrémité de la douille, l'autre extrémité de cette douille étant fermée par un fond 5, de préférence évidé en son centre par un trou circu- laire 6, - et une pièce filetée 7 dont au moins une partie est logée dans la douille 3, pièce propre à coagir à des fins de vissage avec une pièce filetée complémen- taire (non représentée) pour assurer la fixation désirée. La cage est généralement constituée en une ma- tière plastique suffisamment dure et élastique telle qu'une polyamide, mais elle pourrait également être constituée en métal. La section transversale de la douille 3 est déli- mitée extérieurement par un octogone régulier suscepti- ble d'être *introduit avec un léger jeu dans le trou 2 ou par une courbe fermée inscriptible dans un tel octogone. Quatre des huit faces latérales de la douille, décalées angulairement les unes par rapport aux autres de 900 autour de l'axe de cette douille, sont évidées par quatre fenêtres 8 identiques entre elles, allongées longitudinalement. Les largeurs de ces fenêtres sont presque aussi grandes que celles des faces dans les- quelles elles sont évidées. La pièce filetée 7, qui est un écrou ou un gou- jon, est généralement constituée en un métal mais pourrait être également constituée en une matière plastique suffisamment dure. Cette pièce filetée comprend quatre oreilles radiales identiques 9 décalées angulairement entre elles de 900 de façon à former un croisillon. Chacune de ces oreilles 9 est diniensionnée de façon à traverser jointivement t'une des fenêtres 8 et l'on donne à son extrémité la forme générale d'un [0 dièdre à angle droit de façon telle que le croisillon considéré puisse être introduit avec un léger jeu dans le trou carré 2. L'arête de chaque dièdre termi- nal est de préférence chanfreinée ou arrondie comme visible sur les figures 2 et 3. Le croisillon formé par les oreilles 9 est déli- mité par deux plans transversaux. Il s'étend sur toute l'épaisseur axiale de la pièce filetée 7 si celle-ci est un écrou. Si cette pièce est un goujon, le croisil- lon en question constitue simplement la tête de ce goujon. Les fen&tres 8 destinées à guider les coulisse- ments axiaux des oreilles 9 sont évidées jusqu'à l'extréîte, de la douille 3, opposée à son fond 5 de façon à permettre l'introduction axiale dans cette douille de la pièce filetée 7 à croisillon à travers cette extrémité. Pour empêcher le dégagement axial involontaire de la pièce 7 hors de la douille, on prévoit avantageu- sement des tétons 10 faisant légèrement saillie à l'in- térieur de cette douille sensiblement au niveau de la collerette 4: ces tétons et/ou les portions de paroi qui les entourent sont légèrement déformés radialement par la pièce 7 lors de son introduction dans la douille et c'est ensuite en raison de leur retour élastique en position de repos que lesdits tétons forment obsta- cle à la sortie fortuite de la pièce 7. Il résulte de l'exposé ci-dessus que le dispo- sitif de fixation constitué par la cage et par la pièce filetée à croisillon qu'elle contient présente, au niveau de cette pièce filetée, un contour transver- sal sensiblement carré (voir figure 2) légèrement plus petit que le bord carré du trou 2. On peut donc facilement introduire ce disposi- tif axialement dans ce trou. Pour assurer les fixations désirées avec le dispositif en question, il faut ensuite faire tourner le croisillon de 450 de façon telle que, lors du ser- rage du au vissage de la pièce 7 sur la pièce filetée complémentaire, les extrémités de ses quatre oreilles 9 viennent porter axialement contre les milieux des plages,de la tôle 1, longeant les quatre côtés du trou carré 2: ces plages ont été schématisées en traits mixtes et désignées par la référence 11 sur la figure 2. De nombreuses formules peuvent être envisagées pour rendre possible cette rotation du croisillon de 450, et de 450 seulement. Dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, on a aminci à cet effet, au voisinage axial de la col- lerette 4, une moitié de chacune des quatre parois 31 de la douille 3, délimitant les fenêtres 8: cette moitié est localisée dans la zone, de chaque paroi, qui vient en contact avec un coté du trou carré 2 lorsqu'on sollicite l'ensemble 3,7 dansle sens du vissage depuis l'extrémité ouverte de la douille. Les creux matérialisant ces amincissements ont été désignés par la référence 12 sur les figures 1 à 3. Dans ces conditions, il est possible de faire tourner le dispositif dans le sens indiqué du vissage, c'est-à-dire dans le sens horaire sur la figure 2 (flèche F), moyennant une légère flexion radiale des portions amincies de la douille, lesquelles se trou- vent à cet effet à une distance axiale suffisante de la zone de la douille occupée par la pièce 7. Lorsque l'amplitude angulaire de ce déplacement atteint 450, on observe automatiquement un arrêt de ce déplacement par butée angulaire des portions épaisses des parois 31 contre les côtés du trou carré 2. La pièce est alors en place pour assurer la fixa- tion par vissage désirée. Il suffit à cet effet de placer sur la collerette 4 l'élément que l'on désire fixer sur la tôle 1 en ali- gnant une lumière de cet élément avec l'axe de la douil- le, puis de visser depuis l'extérieur sur la pièce 7 la pièce filetée complémentaire, l'une de ces deux pièces traversant alors ladite lumière: ce vissage rapproche axialementila pièce 7 de la tôle 1 jusqu'à butée axiale de ses oreilles 9 contre les plages Il de cette tôle, ainsi qu'exposé plus haut. Cette application axiale est répartie sur une surface relativement importante et régulièrement distri- buée autour de l'axe de l'ensemble, ce qui assure un accrochage très solide de la pièce 7, et donc de l'élé- ment à fixer, sur la tôle 1. Dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, on a fait comprendre à la collerette 4 deux ailes 41 pliées en direction de la tôle 1 et susceptibles de fléchir élastiquement autour de leurs arêtes de pliage 42. Cette disposition présente l'avantage de suppri- mer automatiquement les jeux de montage du fait que l'application élastique des bords des ailes 41 contre la face extArieure de la tôle 1 assure une application axiale élastique des oreilles 9 contre l'autre face de cette tôle, même pour la position d'attente du disposi- tif, c'est-à-dire après sa mise en place sur la tôle mais avant le vissage auquel il est destiné. Cette introduction permet également de monter le dispositif sur des tollés d' épaisseurs très différentes, un accroissement d'épaisseur de tôle se traduisant simplement par une réduction de l'angle de pliage des ailes 41 Avec une telle construction, le montage du disposi- tif sur le trou carré 2 exige au cours de la phase finale de l'introduction axiale de ce dispositif dans ce trou, l'exercice d'une poussée axiale sur la cage, destinée à écraser légèrement la collerette 4 en faisant fléchir ses ailes 41 exercice qui doit être maintenu lors de la ro- tation subséquente de 450 du dispositif. -15 Lors de la fixation par serrage ducà la coopération de la pièce 7 avec la pièce filetée complémentaire, l-es ailes 41 sont écrasées jusqu'à se trouver dans le prolon- gement transversal de la zone centrale de la collerette 4. Dans chacun des autres modes de réalisation illus- trés sur les-figures 4 à 11, les références identiques aux précédentes désignent les mêmes organes -1 portions d'or- ganes que précédemment. Le mode de réalisation des figures 4 à 7 diffère de celui des figures 1 à 3 par deux dispositions. Selon la première disposition, illustrée sur les figures 5 et 6, les rotations de 450 du dispositif après son introduction axiale dans le trou carré 2 ne sont pas rendues possibles en amincissant une moitié de chaque pa- roi 3 de la douille. mais en donnant à la face extérieu- re de cette moitié une forme cylindrique centrée sur l'axe de cette douille, comme bien visible en 13. Selon la deuxième disposition, la collerette 4 ne comporte plus d'ailes flexibles, mais deux bossages 14 faisant radialement saillie vers l'extérieur de la douille 3 au voisinage axial de la collerette 4. Le profil extérieur de ces bossages 14 a la même forme de dièdre à angle droit que celui des ex- trémités des oreilles 9, avec une arête biseautée ou arrondie. Mais cette forme est légèrement plus grande pour lesdits bossages que pour lesdites oreilles de façon que les premiers puissent coopérer sans jeu avec deux coins diagonalement opposes du trou carré 2. De plus ces bossages 14 sont décalés de 45 autour de l'axe de la cage par rapport aux oreilies 9 (voir figure 6). Avec une telle construction, la mise en place de la cage sur la t!le s'effectue en trois temps: - on introduit d'abord axialement dans le trou car- ré 2 la cage, contenant la pièce 7, avec le contour du crDisillon de cette dernière orienté parallèlement au contour du trou 2, et ce jusqu'à butée axiale des bos- sages 14 contre la face extérieure de la tôle 1, - on fait alors tourner de 45 l'ensemble dc la cage et de la pièce a croisillon, ce aui amène les bos- sages 14 axialement en regard de deux coins diagonale- ment opposés du trou 2, - et l'on introduit alors axialement ces deux bossa- ges dans ces deux coins. Cette dernière introduction axiale est rendue difficilement réversible du fait que les bossages sont introduits légèrement à force dans les coins compiémen- taires: cette irréversibilité peut être renforcée en prévoyant sur les bossages une nervure transversale venue de moulage avec ceux-ci et faisant légèrement saillie sur ces derniers. D'une façon connue en soi, un bourrelet annulaire (non visible sur le dessin) est avantageusement prévu à la périphérie de la collerette 4 pour assurer l'étan- chéité du montage. il Le mode de réalisation des figures 8 et 9 dif- fère essentiellement du précédent par la façon dont sont obtenues les rotations de 450 de la cage et de la pièce 7 qu'elle contient. Dans ce cas en effet il devient inutile de faire tourner la cage de 450 après son introduction axiale dans le trou carré de la tôle: le déplacement angulai- re en question est assuré automatiquement au cours de ladite introduction axiale elle-même grâce à la prévi- sion de nervures obliques 15 faisant saillie extérieu- rement sur les parois 31 de la douille. Lors de l'introduction axiale de la cage dans le trou carré 2, ces nervures 15 viennent en contact avec les côtés de ce trou et chassent progressivement la cage dans la direction de la flèche F sur la figure 9. Du fait que la face extérieure de chacune des parois 31 de la douille 3 présente circonférentiellement une moitié plane et une moitié incurvée cylindriquement, la nervure oblique 15 faisant saillie sur cette face est rectiligne sur la moitié de son étendue (moitié la plus proche du fond 5 sur les figures 8 et 9) et hélicoïdale sur son autre moitié. L'extrémité,de chaque nervure 15, la plus proche du fond 5, est biseautée de façon à faciliter son in- troduction axiale dans le trou carré 2. - Le profil de chaque nervure peut être de toute forme désirable, par exemple carrée comme illustré ou semi-circulaire. La variante des figures 10 et 11 diffère essen- tiellement des précédentes en ce que les fenêtres lon- gitudinales évidées dans les parois de la douille 3 ne s'étendent plus ici parallèlement à l'axe de cette douille, mais sont inclinées sur cet axe de façon à décrire entre leurs deux extrémités axiales un arc de 450 autour de l'axe de la douille, ainsi que visible en 8A. Chacune de ces fenêtres SA encadre encore join- tivement une oreille 9, mais ici elle n'entre en con- tact latéralement avec cette oreille que le long de deux arêtes radiales A et B (figure 10) de ladite oreille. Avec cette variante, le montage est assuré comme suit. On introduit d'abord axialement à fond la pièce filetée 7 à croisillon dans la cage, ce qui fait subir à cette pièce une rotation de 450 dans le sens de la flèche G (figure 11) du fait du glissement de ses oreilles 9 contre les flancs des fenêtres obliques SA. Le maintien de cette pièce au fond de la douille peut être assuré par coopération avec la pièce d'aspéri- tés appropriées (non représentées) venues de moulage avec la douille. On introduit alors axialement la cage contenant la pièce 7 dans le trou carré 2 de la tôle après avoir orienté son croisillon parallèlement aux côtés du carré. Cette introduction axiale se fait sans aucun dé- placement angulaire et peut être verrouillée en fin de course par coopération de nervures appropriées pré- vues sur la face extérieure de la douille avec les bords du trou 2. C'est ensuite au cours du vissage subséquent de la pièce 7 sur la pièce filetée complémentaire que cette pièce 7, en se rapprochant axialement de la tôle, effec- tue automatiquement un déplacement angulaire de 450 dans le sens inverse de la flèche G du fait du guidage de ses oreilles 9 par les flancs des fenêtres obliques SA. A la fin du vissage, ces oreilles 9 se trouvent bien en regard des plages 11 de la tôle 1. 1 3- En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient finalement un disposi- tif de fixation par vissage propre à équiper les trous carrés de tôles aveugles ou analogues, disposi- tif dont la constitution, la mise en oeuvre et les avantages résultent suffisamment de ce qui précèse. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ail- leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limi- te nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles o la collerette de la cage serait prolongée axialement par un fût coaxial à cette cage sur sa face opposée à la douille, ce fût formant une entretoise d'écartement entre la tôle perforée par le trou de montage et la pièce à fixer sur cette tôle et étant lui-même évidé par un canal propre à livrer passage à l'une des deux pièces filetées dont la coo- pération assure la fixation désirée. REVENDI CATIONS 1. Dispositif pour fixer un objet par vissage sur une tôle aveugle ou analogue perforée par un trou de montage, comprenant une cage monobloc et, dans cette cage, une pièce filetée destinée à coagir par vissage avec une pièce filetée complémentaire pour assurer la fixation désirée, ladite cage comportait une douille cylindrique ou prismatique de section assez petite pour pouvoir être introduite dans le trou de montage de la tôle ou analogue, l'une des extrémité de cette douille étant prolongée transversalement par une col- lerette propre à prendre appui sur les bords dudit trou à la fin de l'introduction de ladite douille dans celui- ci, caractérisé en ce que sa pièce filetée (7) comprend quatre oreilles radiales identiques (9) s'étendant se- lon deux directions diamétrales perpendiculaires entre elles et dont le profil est tel que le croisillon formé puisse être introduit avec un faible jeu dans le trou carré x2), en ce que la douille (3) constitutive de sa cage présente une section transversale inscriptible dans un octogone régulier lui-rtime propre à être intro- duit avec un léger jeu dans le trou carré et est évidée par quatre fenêtre longitudinales identiques (8) décalées angulairement de 90 degrés entre elles et propres à re- cevoir jointivement chacune l'une des quatre oreilles de la pièce filetée, et en ce que des moyens sont pré- vus pour rendre possible une rotation de 45 degrés de la pièce-filetée dans le sens du vissage sur elle de la pièce filetée complémentaire entre l'instant de l'introduction de ladite pièce filetée dans le trou carré et au moins la fin du vissage de la pièce filetée complémentaire sur cette pièce. 2. Dispositif de fixation selon la revendica- tion 1, pour lequel la douille se présente sous la *2495244 forme générale d'un prisme à base octogonale, caracté- risé en ce que les moyens pour rendre possible la ro- tation de 45 de la pièce filetée comprennent des amin- cissements pratiqués (en 12) dans l'une seulement des deux moitiés de chacune des quatre portions non évidées (31) de la paroi latérale de la douille, ces moitiés étant considérées selon une direction périphérique. 3. Dispositif de fixation selon la revendica- tion 1, pour lequel la douille se présente sous la forme générale d'un prisme à base octogonale, caracté- risé en ce que les moyens pour rendre possible la rota- tion de 450 de la pièce filetée comprennent, sur la face extérieure des portions de paroi latérale non évi- dées (31) de cette douille,des plages cylindriques arron- dies (13) centrées sur l'axe de la douille, ces plages s'étendant sur une moitié, de chacune desdites portions, considérée selon une direction périphérique. 4. Dispositif de fixation selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les moyens pour rendre possible la rotation de 450 de la pièce filetée (7) comprennent des nervures obliques (15) prévues sur les faces extérieures des portions non évidées (31) de la paroi latérale de la douille, nervures propres à coopé- rer avec les bords du trou carré (2) de manière à chasser angulairement la douille lors de son introduc- tion axiale dans un tel trou et à lui faire décrire automatiquement un angle de 450 au cours de cette in- troduction. 5. Dispositif de fixation selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les moyens pour rendre possible la rotation de 450 de la pièce filetée sont constitués par la forme inclinée donnée aux quatre fe- nôtres (8A) évidées dans la douille de façon telle que, lorsque les oreilles (9) de la pièce filetée glissent le long de ces fenêtres par suite du vissage de la pièce filetée complémentaire sur elle, ladite pièce décrive un angle de 450. 6. Dispositif de fixation selon l'une quelcon- que des précédentes revendications, caractérisé en ce que la collerette (4) comporte au moins deux ailes élastiquement flexibles (41) pliées du côté de la douille (3) et propres à prendre appui élastiquement contre la tôle (1) évidée par le trou carré équiper. 7. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la cage comporte deux bossages plats (14) de section droite triangulaire faisant saillie axialement sous la colle- rette et propres à être introduits jointivement dans deux coins opposés du trou carré à équiper (2) après que la pièce filetée (7) et la cage (3, 4) qui la con- tient aient subi une rotation de 450 consécutivement à leur introduction axiale dans ce trou carré.