Brevet FR2508122A1 — publié le 19821224

L'invention concerne une vis à tôle L'inven- tion concerne plus particulièrement une vis destinée à fixer l'un à l'autre deux minces panneaux, laquelle vis présente un couple d'arrachement plus élevé que d'autres vis à tôle connues. Avec les vis à tôle actuellement disponibles, il n'existe qu'une plage de couples très étroite entre le couple de mise en place et le couple d'arrachement Il est donc pratiquement impossible, étant donné les tolé- rances dimensionnelles et les variations des caractéristi- ques des matériaux, de trouver, pour les tournevis mécani- ques, un réglage unique de couple permettant la pose de la vis la plus difficile à mettre en place sans que la vis la plus facile à arracher ne se dégage Ceci signifie l'arrachement d'un nombre relativement élevé de vis, entraînant une diminution de la force du serrage ou deman- dant un temps de travail important pour leur élimination et leur remplacement. La vis selon l'invention atténue le problème décrit ci-dessus en augmentant l'intervalle compris entre le couple de mise en place et le couple d'arrachement. La vis à tôle selon l'invention présente, dans la face inférieure de la tête, un évidement entourant la partie supérieure de la tige Cette dernière présente, à l'inté- rieur de cet évidement et sur une certaine distance au- delà dudit évidement, une rampe hélicoïdale qui peut cons- tituer un prolongement du filetage de la tige Cette rampe peut être aisément réalisée pendant l'opération de refou- lement Des dents sont avantageusement formées sur la rampe afin d'accroître davantage le couple d'arrachement ou d'accroître la résistance au dévissage suivant l'orienta- tion de ces dents. 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 élévation à échelle agran- die, avec coupe partielle,de la zone de la tête de l'ébauche de la vis à tôle utilisée pour former la vis selon l'inven- tion la figure 2 est une coupe de l'ébauche de vis suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une coupe longitudinale par- tielle de la vis selon l'invention en position fonction- nelle d'enclenchement avec deux panneaux en tôle; la figure 4 est une coupe transversale, ana- logue à celle de la figure 2, montrant la rampe hélicol- dale et les dents d'accroissement du couple d'arrachement la figure 5 est une coupe transversale, ana- logue à celle de la figure 2, montrant la rampe hélicol- dale et les dents résistant au dévissage; la figure 6 est une coupe transversale, ana- logue à celle de la figure 2, montrant des première et seconde rampes hélicoïdales; la figure 7 est une coupe transversale relati- vement schématique d'une autre forme de réalisation de l'invention présentant une variante de la rampe; la figure 8 est une coupe transversale, ana- logue à celle de la figure 7, d'une autre forme de réali- sation de l'invention présentant une autre variante de la rampe; la figure 9 est une élévation, avec arrachement partiel, sensiblement analogue à celle de la figure 1, d'une autre forme de réalisation de l'invention; la figure 10 est une coupe suivant la ligne -10 de la figure 9; la figure 11 est une élévation, avec coupe partielle, de la vis de la figure 9 associée à un panneau métallique de support et à un second panneau en matière plastique; et la figure 12 est une vue analogue à celle de la figure 11, mais associée à un panneau de support en matière plastique et un second panneau en métal. L'organe rotatif de fixation ou vis à tôle selon l'invention est représenté globalement en 10 Sa tête 12 comporte une embase 14 qui fait saillie latérale- ment d'une tige sensiblement cylindrique 15 La face infé- rieure 16 de la tête 12 est taillée de manière à présenter un évidement 18 La face supérieure de la tête 12 présente des surfaces 19 d'entraînement Une rampe hélicoïdale 20 part d'un point situé à l'extérieur de l'évidement 18 et s'élève à l'intérieur de ce dernier Des filets 22, repré- sentés en trait pointillé sur la figure 1, font saillie latéralement autour de la tige 15 de manière que la rampe hélicoïdale 20 en forme un prolongement Le filetage 22 est formé partiellement à partir de l'extrémité inférieure de la rampe et, étant donné que cette dernière dépasse le diamètre de l'ébauche de la tige, il est prévu une quantité supplémentaire de matière pour assurer une formation com- plète des filets dans cette partie Dans des vis à tôle classiques, ce filetage supérieur tend à n'être formé que partiellement du fait que les matrices de roulage des filets ne peuvent pénétrer à l'intérieur de l'évidement et ne peuvent donc amasser la matière que sur un côté du filet supérieur. La rampe hélicoïdale 20 est de préférence réa- lisée pendant le refoulement et elle peut recevoir toute configuration souhaitée Par exemple, la rampe 20 peut être striée afin de présenter des dents 24 dirigées dans le sens de la rotation de la vis (figure 4) ou en sens opposé (figure ) Les dents 24 augmentent alors le couple d'arrachement ou la résistance au dévissage, respectivement Une seconde rampe hélicoïdale 30 (figure 6) peut être prévue et peut comporter les dents 24 qui font saillie en sens opposé à celui des dents de la rampe 20 afin que le couple d'arra- chement et la résistance au dévissage soient tous deux augmentés. En cours d'utilisation, comme mieux montré sur la figure 3, la vis 10 fixe un premier panneau ou panneau 26 d'appui à un second panneau ou panneau 28 à tarauder. Le premier panneau 26 peut présenter généralement un trou 31 de dégagement dont la dimension dépasse celle des filets 22 Lorsque la vis 10 atteint sa position d'appui maximal dans laquelle la matière du second panneau 28 commence habituellement à s'arracher, le bord intérieur 32 est, au lieu de cela, amené en contact avec la rampe hélicoïdale Lorsque le bord 32 s'élève davantage sur la rampe 20, le diamètre de cette dernière et, par conséquent, l'ampli- tude du couple d'arrachement de la vis augmentent Comme montré sur la figure 4, la rampe hélicoïdale 20 peut être dimensionnée afin d'entrer en contact avec le bord inté- rieur du trou 31 de dégagement et, dans le cas de la rampe dentée, de mordre dans ce bord intérieur Ceci accroit encore plus la valeur du couple d'arrachement. A titre d'exemple, la longueur de la rampe hélicoïdale est de préférence égale à une fois un quart le pas du filetage, une longueur de pas de 9,5 mm se trouvant de préférence à l'intérieur de l'évidement 18 et les 22,2 mm restants de la longueur du pas s'étendant au-delà de l'évidement pour former la liaison avec le filet 22. La hauteur minimale de la rampe hélicoïdale 20 est le diamètre de l'ébauche qui est à peu près égal au diamètre du fond du filetage La hauteur maximale de la rampe 20 (telle que msurée à partir du diamètre de fond) est au moins égale à la hau- teur de crête des filets (le diamètre de crête des filets moins le diamètre de fond) La rampe présente avantageuse- ment une hauteur maximale sensiblement égale au double de la hauteur de crôte des filets. Des essais montrent que la vis selon l'inven- tion présente des valeurs de couple d'arrachement notable- ment supérieures à celles de vis à tôle classiques ou de vis présentant un évidement au-dessous de la tête, mais ne comportant qu'un tronçon cylindrique lisse à la place de la rampe En fait, cette dernière vis ne présente pas de valeurs de couple d'arrachement supérieures à celles d'autres vis à tôle classiques Ceci n'est pas surprenant, car cette vis évidée n'est pas destinée à accroître le couple d'arrachement En fait, cette vis est destinée à arracher les filets dans le panneau à tarauder afin d'éviter tout retrait Une telle vis ne peut être utilisée efficace- ment qu'avec des panneaux d'épaisseurs spécifiques Si les épaisseurs des deux panneaux s'écartent de cette dimension spécifique, la vis ne donne pas les résultats souhaités concernant sa résistance au retrait ou bien elle exerce un effort de serrage notablement réduit La vis selon l'inven- tion peut, par contre, être utilisée avec des panneaux dont les épaisseurs varient sur une certaine plage. Dans les formes de réalisation de l'invention décrites précédemment, la rampe hélicoïdale présente un diamètre qui augmente de façon constante, de son début jusqu'à son extrémité extérieure Le contact avec le trou de dégagement ménagé dans le premier panneau ou panneau d'appui ne s'effectue donc qu'à l'extrémité extérieure de la rampe, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un contact essentiel- lement ponctuel La figure 7 représente une variante de l'invention dans laquelle la rampe s'étend sur un arc limité, un tronçon circonférentiel supplémentaire formant un pro- longement de la rampe qui offre une plus grande surface de contact avec le trou de dégagement Comme représenté en particulier sur la figure 7 o les mêmes éléments portent les mêmes références numériques auxquelles la lettre a est ajoutée, une vis 1 Qa comporte une rampe 20 a (les dents étant supprimées pour plus de clarté) qui s'étend sur un arc de 270 et atteint sa dimension radiale maximale en un point 33 éloigné de 2700 du point 34 de départ à O . Les 90 restants forment un prolongement 36 de la rampe qui est de diamètre constant, réalisant ainsi un contact sur environ 90 avec le trou de dégagement Un tel contact présente un certain avantage pour l'application d'un couple d'arrêt à la vis, pour la résistance au retrait et pour empêcher tout mouvement relatif des deux plaques transver- sales à la vis. Une autre forme de réalisation de l'invention est montrée sur la figure 8 o les éléments communs aux formes de réalisation décrites précédemment portent les mêmes références numériques auxquelles la lettre b est ajoutée Dans ce cas, la partie montante de la rampe 20 b s'étend de la position O jusqu'à la position 180 , c'est- à-dire d'un point 34 b jusqu'à un point 32 b Le tronçon 36 b de diamètre constant s'étend donc sur 1800, offrant une surface de contact encore plus grande avec le bord du trou de dégagement que dans le cas de la figure 7. Les formes de réalisation de l'invention telles que décrites et représentées jusqu'à présent sont particu- lièrement avantageuses pour la fixation entre elles de minces pièces de tôle On souhaite parfois fixer entre elles des feuilles adjacentes en tôle mince et des plaques de matière plastique plus épaisses Une vis particulière- ment conçue à cet effet est montrée sur les figures 9 à 12 o, de même que précédemment, les éléments identiques à ceux des formes de réalisation précédentes portent les mêmes références numériques suivies de la lettre c La différence essentielle de cette forme de réalisation de l'invention par rapport à celles décrites précédemment est que la face inférieure 15 c de la tête est plate, à l'exception de la tige 16 c et de la rampe 20 c Lorsque la vis de la figure 9 est introduite dans le trou 31 c de dégagement d'une mince plaque métallique 26 c d'appui et vissée dans une seconde plaque 28 c en matière plastique ou plaque à tarauder, une certaine quantité de la matière plastique est refoulée ou extrudée, comme indiqué en 38, dans le trou 31 c de dégagement par la rampe 20 c et vient porter contre la face inférieure plate 16 c de la tête. Si cette dernière était évidée comme montré sur les figures 1 et 3, il est probable que la matière plastique extrudée serait simplement arrachée de la plaque de matière plasti- que à tarauder Par conséquent, la vis selon l'invention présente un meilleur couple d'arrêt assurant son blocage lorsqu'elle est amenée en position par un tournevis pneu- matique. Lorsque la disposition des plaques est inversée, comme montré sur la figure 12, de manière que la plaque d'appui 26 d en matière plastique soit placée sur le dessus et qu'une plus mince plaque 28 d à tarauder, en tôle, soit placée au-dessous, le trou 31 d de dégagement est supérieur au diamètre de crête des filets et la matière plastique est simplement comprimée par la rampe 20 c Cependant, une certaine quantité du métal entourant le trou taraudé formé dans la plaque 28 d est déviée vers le haut en 32 c par les filets 22 c de la vis, et la rampe 20 c vient porter contre une partie de cette matière plastique pour faciliter le blocage de la vis et du tournevis pneumatique. Des résultats d'essais réels, effectués à l'aide de la forme de réalisation de la figure 12, montrent que le couple de blocage est égal à presque six fois le couple d'entraînement, de sorte que la vis à tôle et le tournevis se bloquent aisément Le couple de blocage est égal presqu'au double de celui d'une vis classique du type "AB" ne présentant pas la rampe selon l'invention. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'organe de fixation décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention Par exemple, bien qu'il soit indiqué, dans le présent mémoire, que la vis comporte une "tige sensiblement cylindrique", cette expression englobe des configurations en lobes telles que celles de formes de vis à présent classiques En outre, bien que la vis représentée comporte une pointe en vrille, il est évident que le concept de l'invention peut être utilisé sur des vis perforantes, présentant des filetages de configurations particulières ou destinées à la fixation d'un panneau de matière plastique à une tôle ou à un second panneau de matière plastique. Sur la figure 4, on indique en GDF le grand diamètre du filetage, en DE le diamètre de l'ébauche et en DTD le diamètre du trou de dégagement. REVEND ICATIONS 1 Organe de fixation rotatif destiné à assu- jettir un premier panneau ( 26) présentant un trou ( 31) de dégagement à un second panneau ( 28), caractérisé en ce qu'il comporte une tige sensiblement cylindrique ( 15), une tête élargie ( 12) qui est située à une extrémité de la tige et qui présente des surfaces ( 19) d'entraînement, ainsi qu'une surface inférieure ( 16), la tige cylindrique portant au moins un filet hélicoïdal ( 22) qui fait saillie vers l'ex- térieur sur une hauteur prédéterminée comprise entre un diamètre de fond de filet et un diamètre decr 8 te de filet, une rampe hélicoïdale ( 20) commençant sensiblement en un point extrême du filet hélicoïdal et formant un prolonge- ment de ce dernier, cette rampe s'étendant le long de la tige jusqu'à la surface inférieure de la tête, de façon que ladite rampe hélicoïdale dévie vers l'extérieur une certaine partie de la matière d'au moins l'un des' panneaux pour accroître notablement le couple d'arrachement de la vis par rapport au panneau. 2 Organe de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rampe hélicoïdale présente une hauteur initiale sensiblement égale au diamètre de fond de filet, ladite hauteur s'élevant jusqu'à une valeur maxi- male qui est au moins égale au diamètre de crête du filet. 3 Organe de fixation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la hauteur maximale de la rampe hélicoldale est à peu près égale au double de la hauteur de crête du filet. 4 Organe de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rampe hélicoldale présente un certain nombre de stries ( 24). Organe de fixation selon la revendication 4, caractérisé en ce que les stries forment plusieurs dents ( 24) qui s'étendent sensiblement dans le sens de la rota- tion de la vis, lesdites dents augmentant davantage le couple d'arrachement. 6 Organe de fixation selon la revendication 4, caractérisé en ce que les stries forment plusieurs dents ( 24) orientées sensiblement en sens opposé à celui de la rotation de la vis, ces dents augmentant la résistance au dévissage. 7 Organe de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il cohrnorte en outre une seconde rampe héli- coidale ( 30) qui commence en un point à peu près diamétrale- ment opposé au point initial de la première rampe hélicol- dale. 8 Organe de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur de crête prédéterminée du filet est insuffisante pour que le filet entre en contact avec les bords du trou de dégagement ménagé dans le premier panneau. 9 Organe de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rampe hélicoïdale présente une hauteur suffisante pour entrer en contact avec les bords du trou de dégagement ménagé dans le premier panneau. Organe de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite surface inférieure présente un évidement ( 18) situé au-dessous de la tête, la rampe hélicoïdale déviant de la matière ( 32) du second panneau en la faisant passer dans le trou de dégagement et en la faisant remonter dans l'évidement. 11 Organe de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite surface inférieure ( 16 c) est sensiblement plate et la rampe hélicoïdale ( 20 c) dévie de la matière ( 38) d'au moins l'un des panneaux, transver- salement à ladite tige. 12 Organe de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite rampe hélicoïdale ( 20 a) s'étend sur un arc inférieur à 3600 et est suivie d'un prolongement ( 36) de rayon sensiblement constant. 13 Organe de fixation selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite rampe et ledit prolonge- ment s'étendent ensemble sur un arc d'environ 360 . 14 Organe de fixation selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite rampe ( 20 a) s'étend sur un arc d'environ 2700 et ledit prolongement ( 36) s'étend sur un arc d'environ 90 . Organe de fixation selon la revendication 13, caractérisé en ce que la rampe ( 20 b) s'étend sur un arc d'environ 180 et ledit prolongement ( 36 b) s'étend sur un arc d'environ 180 .