Brevet FR2522745A1 — publié le 19830909

Verrou d'assemblage de structures et Erocdde d'-as.gemblage de deux structures utilisant un tel verrou La présente invention concerne un verrou d'assemblage de structures, du type comportant un corps cylindrique amovible et pivotant, destiné å étire monté a demeure dans une première structure et portant une te te destinée å être engagée dans un évidement correspondant d'une seconde structure, ledit corps comportant une empreinte formée d'une gorge hélicospirale se raccordant à un cratère conique d'axe perpendio culaire a l'axe du corps du verrou et dans laquelle peut s 'engager une vis a pointeau vissée dans la première structure, et un procédé d'assemblage de deux structures utilisant un tel verrou. Dans le domaine de l'assemblage de structures telles que des panneaux, par exemple de bois, et des traverses ou profilés, par exemple en aluminium, 3 d'autres profiles constituant d'autres structures telles que des poteaux d'angle ou d'autres profilés métalliques, par exemple en aluminium, il est déjà connu d'utiliser des verrous d'assemblage. De tels verrous comprennent dans leur forme la plus simple une tête reliée à un corps cylindrique monté moyennant l'interposition d'un ressort dans un trou de l'une des structures et dans lequel est ménagée une empreinte conique d'axe perpendiculaire l'axe du corps, dans laquelle on introduit une vis à pointeau solidaire de la seconde des structures à réunir. Lors au vissage de la vis a l'aide d'une clé -une fois la tête du verrou insérée dans un évidement approprié de l'autre structure-, le pointeau s'enfonce dans le cratère conique et, dès lors, les deux structures sont verrouillées ensemble, le serrage de l'assemblage étant obtenu en continuant le vissage. Comme on le voit, d'unepart,un tel assemblage doit s'effectuer sur le chantier puisqu'il faut en premier lieu solidariser le verrou de l'une des structures par sa tête (en nécessitant éventuellement l'insertion de la tête du verrou par le haut d'une des structures.), avant de verrouiller son corps dans l'autre structure, puis d'opérer le serrage. D'autre part, le s-errage lui-même bloquant en position le verrou s'effectue avec un léger retrait de la tête de verrou dans la structure, qui contient le corps de ce dernier, ce qui ne permet qu'un serrage limité. En outre, dans ce type de solution, ni le verrou, ni le ressort loge entre lui-même et le fond de son logement dans la structure associée ne sont retenus dans cette dernière, hormis lors du vissage de la vis. De plus, dans cette solution, il faut d'ahord introduire la tête de verrou en forme de tampon rectangulaire dans l'évidement souvent en forme de rainure à bords parallèles rapprochés, puis la faire pivoter à 900 de manière qu'elle puisse prendre appui derrière lesdits bords et retenir alors la structure associée à l'autre structure. On connaît un autre type de verrou plus perfectionné dans lequel le corps du verrou comporte une empreinte matricée de forme complexe comprenant une gorge hélicoidale raccordée à un cratère conique et dont la ligne de fond aboutit, de manière graduelle et sans discontinuité, à la pointe du cône du cratère, de sorte que lors du vissage d'une vis à pointeau solidaire de la structure logeant le corps du verrou, moyennant l'interposition d'un ressort entre le fond du logement et ledit corps, repoussant ce dernier vers l'extérieur de la structure, la vis à pointeau provoque un retrait du corps du verrou selon un mouvement hélicoidal continu (combinant une rotation et une translation rectiligne). Ce système permet assurément d'avancer la structure portant le verrou vers l'autre structure et d'y introduire la tête de verrou, puis,par simple vissage de la vis à pointeau, d'obtenir simultanément la rotation de la tête de verrou dans sa structure et le serrage du verrou. Mais, dans ce type de réalisation, comme dans le précédent, c'est la vis à pointeau qui retient --à l'état totalement ou partiellement vissé le verrou dans la structure associée, que cette dernière soit ou non assemblée à -une autre s,tructure, auquel cas un effort permanent est appliqué à cette vis. Par ailleurs, le blocage réciproque des structures n'est réalisé qu'en fin de course en rotation, ce qui est relativement imprécis et, de plus, il intervient également des frottements lors du vissage et la tête u verrou ne se place pas toujours perpendiculairement aux bords de 11 évidement de la structure dans laquelle elle est engagée. C'est pourquoi la présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients de l'art antérieur, c'està-dire notamment de réaliser un tel dispositif dans lequel d'une part le positionnement de la tête de verrou soit garanti de façon sure et dans lequel, d'autre part, le corps du verrou soit retenu -à l'état monté ou non- à la fois en rotation et suivant la direction longitudinale, dans une position précise. Ce problème est résolu conformément à 1' invention dans un verrou d'assemblage du type décrit plus haut grâce au fait que la jonction entre le fond de la gorge hélicospirale et le cratère conique de l'empreinte est non uniforme et anguleuse et qu'il est prévu un fourreau fixé dans la première structure portant le verrou, enserrant au moins partiellement le corps du verrou et équipé de moyens de retenue dudit corps en rotation et suivant la direction longitudinale dans la position ressortie du verrou, correspondant au positionnement de la vis à pointeau au droit de la naissance de l'empreinte suivant la direction longitudinale du corps du verrou. Ainsi, comme la ligne de fond de la gorge n'aboutit pas graduellement au sommet du cane du cratère conique -étant donné qu'ici le fond de la gorge hélicospirale intersecte de manière anguleuse le cône du cratère , on obtiendra, lors du serrage de la vis circulant dans ladite empreinte dans la gorge, puis dans le cône du cratère, d'abord un mouvement de rotation orientant convenablement la tête, puis un retrait en translation rectiligne de cette dernière, serrant la tête de verrou. De plus, le corps du verrou sera retenu en permanence dans sa position prête pour l'utilisa tion. Selon une variante avantageuse de réalisation, les moyens de retenue se composent d'un élément de nervure circulaire, formant butée, ménagé dans un plan perpendiculaire à l'axe du verrou sur la face intérieure du fourreau et d'un évidement latéral rectangulaire ménagé dans la surface cylindrique extérieure du corps du verrou entre deux épaule- ments annulaires semi-circulaires et dans lequel est engagé l'élément de nervure. Ainsi, sous l'action de pression du ressort exercée sur le corps du verrou, ce dernier est repoussé en permanence dans une position précise, tant en rotation que longitudinalement, avec alignement de la naissance de la gorge de ltempreinte sur la vis à pointeau. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, et en regard des dessins annexés sur lesquels - la Fig. 1 représente une vue générale en perspective du verrou selon l'invention dans 7'état dans lequel il assemble deux structures - la Fig. 2 représente une vue générale en perspective éclatée du verrou de la figure 1 ; - la Fig. 3 représente une vue en coupe longitudinale du verrou des figs. 1 et 2 - la Fig. 4 montre une vue en coupe transversale du verrou des fig I à CI 3, prise dans le plan de la vis à poin- teau - les Fig . 5 et 6 représentent deux vues en élévation latérale -à 900 l'une de l'autre du corps du verrou conforme à l'invention ; ; - la Fig. 7 montre une vue en élévation latérale du fourreau du verrou des fig . 1 à 6 ; la Fig. 8 illustre le mode de fabrication du fourreau de la fig. 7 la Fig. 9 représente une variante de réalisation du verrou selon l'invention, destinée a être montée dans une traverse ou un profilé métallique creux - la Fig. 10 représente une vue de face du verrou de la fig. 9 -. la Fig. 11 représente une autre variante de réalisation du verrou selon l'invention, destinée à être montée dans un autre type de traverse ou de profilé tubulaire creux Sur la figure 1, on a représenté une vue d'en semble d'une forme de réalisation du verrou d'assemblage 1 conforme à l'invention dans son état rétracté, dans lequel il réunit une première structure 2, par exemple un panneau en bois, à une seconde structure 3, par exemple un poteau ou un profile métallique vertical, en aluminium ou autre.Le verrou 1 se compose d'une tête 4 s'engageant dans un évidement longitudinal 5 du profilé 3, derrière deux ailes 6 de ce dernier, et solidaire d'un corps cylindrique 7 Ce dernier est logé avec possibilité de déplacement longitudinal et en rotation dans un fourreau allongé 8 (décrit ultérieurement de façon plus détaillée) inséré dans un logement non re présents de la structure 2, et traversant lui-même un noyau 9 de forme cylindrique installé dans un évidement de forme correspondante, non représenté, de ladite structure.Ce noyau 9 comporte donc un passage traversant lisse (voir figures 3 et 4) logeant le fourreau et le corps du verrou et au moins un taraudage 10 d'axe perpendiculaire à l'axe 11 du verrou (ou deux taraudages tels que 10 de part et d'autre du passage central) dans lequel peut être vissée une vis & pointeau 12. Comme cela ressort de la Fig. 1, le panneau 2 est rectangulaire ou carré et l'un de ses bords verticaux jouxte le profilé vertical 3, l'axe du Verrou étant horizontal de même que celui de la vis 12, mais qui est perpendiculaire a la face plane verticale du panneau 2. pans le cas= de cette disposition, dans laquelle la tête rectangulaire 4 du verrou est horizontale (Fig. 1) à l'état fermé ou bloqué du verrou, et parallèle à la vis 12, on parle d'un "verrou couché". On notera que,dans le cas de l'assemblage de structures, dans lequel la vis 12 et la tête 4 du verrou à l'état serré seraient verticales, on parlerait de "verrou debout". Comme on le voit mieux sur la Fig. 2 montrant une vue explose du verrou de la figure 1, à l'exception des structures 2 et 3 et du noyau 9 (représenté sur les figures 3 et 4) que l'on a supprimés pour conserver une meilleure clarté au dessin, le corps 7 du verrou de forme générale cylindrique comporte une saignée ou empreinte désignée globalement par la référence 13 (voir également figures 5 et 6) se composant d'une gorge hélicospirale 14 se raccordant d'une manière non uniforme -c'est-à-dire anguleuseà un cratère conique 15, dont l'axe 16 colncide avec celui de la vis 12 et est perpendiculaire à l'axe longitudinal 11 du verrou.Ainsi, la tangente à la ligne 17 du fond de la gorge forme -au niveau de la jonction de cette dernière avec le cratère 15- un point anguleux avec la droite 18 allant de ce point à la pointe 19 du cratère conique, à savoir une génératrice du cône. Le corps 7 du verrou 1 comporte, en outre, sur sa partie arrière, un évidement périphérique rectangulaire 20 ménagé dans sa surface extérieure cylindrique entre deux épaulements annulaires 21,22 (voir également figures 5 et 6) situés dans des plans perpendiculaires à l'axe 11 et deux côtés latéraux plans 23 situés dans un plan axial du corps cylindrique 7. Entre le fond 24 de l'extrémité arrière du corps 7 du verrou et le fourreau 8 est inséré un ressort helicoidal de pression 25 qui porte contre le fond du fourreau (décrit ci-après, voir également 'figures 7 et 8). Le fourreau 8 est formé d'un manchon tubulaire comportant deux ouvertures 1téra1es: 26 disposées dans le sens de la longueur melon une symétrie axiale et dont l'écartement des bords est supérieur au diamètre de la vis d pointeau 12, qui est vissée dans le noyau 9 (Fig . 3 et 4) et s'engage dans l'empreinte 13 . Le fourreau 8 possède un fond plat 27 de forme générale circulaire, présentant des' découpes périphériques 28 au droit des ouvertures- latérales 26. Le fond 27 est subdivisé en deux parties réunies simplement par une très fine et très mince languette 29 de matière, comme cela est mieux vistble sur les figures 7 et 8. Le fourreau 8 comporte également un organe de retenue 30 réalisé sous la forme d'un élément de nervure circulaire formant butée pour l'épaulement ou rebord 22 du corps 7 du verrou et ménagée sur la face intérieure d'une partie du fourreau 8 dans un plan transversal perpendiculaire à l'axe 11. Dans la forme représentée ,, il stagit d'une nervure de section transversale carrée (voir également figures 7 et 8). Sur la figure 3, on a représenté une coupe axiale verticale de l'ensemble du verrou 1 réunissant le panneau 2 à un poteau vertical forme d'un profilé 3. Le verrou est dans sa position rétractée dans le fourreau 8 à l'encontre du ressort de pression 25, position dans laquelle la vis à pointeau 12 est serrée à fond et donc dans laquelle la tête 4 du verrou 1 est serrée contre les ailes 6 du profilé 3. La figure 4 représente,en coupe transversale verticale, le noyau 9 enserrant le fourreau 8, 1u;-m8me enve loppant le corps 7 du verrou, dans la position oti la vis 12 est serrée à fond dans le cratère conique 15 de l'empreinte ménagée dans le corps 7. On notera que, lorsque le verrou 1 est dans son état verrouillE (figures 1, 3, 4) , la tête 4 du verrou est alignée horizontalement dans la position 4' repérée par un trait mixte sur la figure 2. Sur les figures 5 et 6, montrant des vues en élévation latérale du corps 7 du verrou 1 dans deux positions pivotées à 900 l'une de l'autre, on voit nettement, d'une part, la forme de l'évidement périphérique 20 et des épaulements de butée 21 et 22, et,d'aute part,la forme en vue de côté et en vue de dessus de l'empreinte 13 formée de la gorge hélicoldale 14 et du cratère conique 15. En particulier, on notera que la ligne sinueuse du fond de la gorge 14 ne rejoint pas progressivement le fond 19 du cône, mais intersecte une génératrice 18 de ce dernier, située dans un plan vertical passant par le fond en pointe 19, de sorte qu'au niveau de la jonction entre les lignes 17 et 18, il existe un point anguleux accusé. Sur la figure 7, on a représenté une vue en élévation latérale du fourreau 8, sur laquelle on voit que ce dernier possède un rebord saillant extérieur 31 sur son côté tourné vers la tête 4 du verrou. On note également la présence de la nervure sur une partie intérieure du fourreau et la mince languette 29 de liaison des deux parties du fond 27 du fourreau qui, comme illustré sur la figure 8, est formé par un élément allongé d'un seul tenant 32 qui, lors de sa fabrication, par exemple avec une matière plastique en utilisant un procédé classique de montage par injection, est déployé il à plat " dans un moule approprié, les deux extrémités 33,devant former ultérieurement le fond 27 du fourreau 8, étant voisines, face à face et reliées par la languette 29. Une fois la pièce 32 sortie dumoule, on la replie suivant la ligne définie par la languette 29 et l'on obtient le fourreau 8 dans sa forme illustrée sur les figures précédentes. On va décrire ci-après le fonctionnement duverrou 1 conforme à l'invention. Lors de l'assemblage de la structure 3 à la structure 2 dans laquelle on a inséré préalablement le verrou 1 équipé de son fourreau 8 et du noyau 9, le corps 7 du verrou est repoussé vers l'extérieur par le ressort 25 intercalé entre le fond du fourreau et le fond 24 du verrou, la tête 4 se trouvant alignée verticalement retenue et bloquée en rotation et suivant la direction longitudinale par suite de l'engrènement du rebord 22 du corps 7 avec la nervure saillante 30 du fourreau 8. Dans cette position, la naissance de la gorge 14 est positionnée de façon précise au droit de la vis 12. On rapproche la structure 2 de la structure 3 en introduisant la tête 4 du verrou dans l'évidement 5 entre les ailes 6 de la structure 3. On serre alors progressivement la vis 12 dont le pointeau contactant la ligne de fond 17 de l'empreinte provoque tout d'abord, sur sa course le long de la ligne 17, la rotation sur 900 de la tête 4 venant dans la position 4' (fig. 2), puis lorsaue le pointeau franchit le seuil anguleux pour circuler le long de la génératrice 18 du cratère conique de l'empreinte 13, provoque un retrait rectiliqne sans rotation du verrou 1 dans sa position rétractée dans laquelle sa tête 4 (4') serre et bloque la structure 3 contre la structure 2, le pointeau de la vis 12 provenant finalement au fond 19 du cratère conique 15. Lors du démontage, le desserrage de la vis 12 provoque la séquence inverse des déplacements du corps 7 du verrou 1. Sur les Fig. 9 et 10, on a représenté une variante de réalisation du verrou selon l'invention destinée à être montée dans la structure 2 formée par une traverse ou un profilé métallique creux, le montage s'effectuant, soit dans la position " verrou couché ",soit dans la position "verrou débout ",comme défini précédemment, seule la position de la ligne de la languette charnière du fourreau changeant en étant couchée dans le premier cas et debout dans l'autre. Dans cette variante, pour laquelle on a conservé les mêmes chiffres de référence pour désigner des pièces analogues à celles de la réalisation des fig. 1 à 8, le noyau 9 est maintenant de taille plus réduite et enserré par le fourreau 8, dont les dimensions extérieures sont accrues et correspondent aux dimensions intérieures de la structure creuse 2. Dans cette forme de réalisation, le verrou 1 et le fourreau 8 possédent'la même forme générale que celle de la réalisation des figures 1 à 8, mais le fourreau 8 comporte, sur sa face tournée vers la tête 4 du verrou, un tenon 34 visible sur la figure 10 et qui est de forme rectangulaire allongée et percé d'une ouverture 35 laissant passer le corps 7 du verrou. Le tenon 34 s'engage légèrement dans la rainure située entre les ailes 6 de la structure verticale 3,de manière à empêcher toute rotation de la travers 2, lors du serrage final du verrou. Pour cette forme de réalisation, le fonctionnement du verrou et la réalisation du fourreau étant analogues à ceux de la réalisation des fig. 1 à 8, on n'en donne, par conséquent, pas à nouveau la description détaillée. Enfin la figure 11 montre une forme de réalisation destinée à être montée dans un autre type de traverse ou de profilé tubulaire creux 2 et notamment dans le cas du montage en bout du verrou dans un poteau. Cette forme de réalisation est entièrement analogue à celle de la fig. 9 et seules changent les dimensions du fourreau 8 qui sont adaptées aux dimensions intérieures plus réduites du profilé ou de la traverse 2. Par ailleurs, le fonctionnement du verrou est identique à celui déjà décrit pour les formes de réalisation précédentes. REVENDICATIONS 10) Verrou d'assemblage de structures (2,3) du type comportant un corps cylindrique (7) amovible et pivotant, destiné à être monté, moyennant l'interposition d'un ressort de pression (25), dans une première structure (2) et portant une tête (4) destinée à être engagée dans un évidement correspondant (5) d'une seconde structure (3), ledit corps (7) comportant une empreinte (13) formée d'une gorge hélico-spirale (14) se raccordant à un cratère conique (15) d'axe perpendiculaireà l'axe (11) du corps du verrou et dans laquelle peut s'engager une vis à pointeau (12) vissée dans la première structure (2), caractérisé en ce que la jonction entre le fond (17) de la gorge hélico-spirale (14) et le cratère conique (15) de l'empreinte est non uniforme et anguleuse, et qu'il est prévu un fourreau (8) fixé dans la première structure (2) portant le verrou, enserrant au moins partiellement le corps (7) du verrou et équipé de moyens (20, 21, 22, 30) de retenue dudit corps en rotation et suivant la direction longitudinale dans la position ressortie du verrou (1) correspondant au positionnement de la vis à pointeau (12) au droit de la naissance de l'empmeinte (13) suivant la direction longitudinale du corps du verrou. 20) Verrou selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de retenue (20,21,22,30) se composent d'un élément de. nervure circulaire (30) formant butée, ménagé dans un plan perpendicaulaire à l'axe (11) du verrou (1) sur la face intérieure du fourreau (8), et d'un évidement latéral rectangulaire (20) ménagé la surface cylindrique extérieure du corps (7) du verrou (1) entre deux épaulements annulaires semi-circulaires (21,22) et dans lequel est engagé l'élément de nervure (30). 30) Verrou selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fourreau (8) est constitué par un manchon tubulaire comportant deux ouvertures latérales (26) symétriques par rapport à l'axe (11) et disposées longitudinalement, dont l'écartement des bords en vis-à-vis est supé rieur au diamètre de la vis à pointeau (12) destinée à s'engager dans l'empreinte (13) du corps (1) du verrou, et dont le fond plat (27) est subdivisé selon un diamètre parallèle à:l'axe (16) de la vis (12)en deux parties réunies par une très mince languette de matière formant charnière (29). 40) - Verrou selon la revendication 3, caractérisé en ce que le fourreau 8 est en matière plastique rigide et est simplement inséré dans un évidement correspondant de l'une (3) des structures. 5 ) - Verrou selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un noyau 9 en forme de trone de cylindre disposé perpendiculairement à l'axe Il du verrou 1 et dans lequel s'étend le corps cylindrique mobile 7 du verrou et comportant au moins un taraudage d'insertion de la vis à pointeau 12 et un perçage lisse pour le passage du corps 7 du verrou. 6 ) - Verrou selon la revendication 5, notamment destiné à être utilisé pour relier un panneau de bois vertical 2 à un profilé métallique 3, caractérisé en ce que le noyau cylindrique 9 est monté horizontal dans un évidement adapté du panneau 2 portant le verrou 1 et enserre le fourreau 8 contenant le corps cylindrique 7 du verrou. 70) - Verrou selon la revendication 5, notamment destiné à être utilisé pour réunir une traverse ou un profilé métallique creux 2 à un profilé 3 tel qu'un poteau vertical, caractérisé en ce que le noyau cylindrique 9 est enserré par le fourreau 8, hormis sur sa ou ses faces équipées du taraudage servant à l'introduction de la vis à pointeau 12. 80) - Verrou selon la revendication 7, caractérisé en ce que le fourreau 8 comporte, sur sa face tournée vers la tête 4 du verrou 1, un tenon allongé rectangulaire 34 faisant légèrement saillie au-delà de la traverse 2 le logeant et entre les ailes 6 du profilé du poteau 3. 90) - Procédé d'assemblage de deux structures (2,3) à l'aide d'un verrou (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on amène la structure 2 portant le verrou 1 en face de l'évidement correspondant 5 de l'autre structure 3, devant recevoir la tête 4 du verrou 1, on serre progressivement la vis à pointeau 12 dont le pointeau contactant la ligne de fond (17) de l'emprein- te (13) provoque d'abord, sur sa course le long de la ligne {17), la rotation sur 900 de la tête (4) en l'amenant dans sa position (4') perpendiculaire aux ailes (6) de la structure (3) et derrière ces dernières, puis provoque, lorsqu'il franchit le seuil anguleux pour circuler le long d'une génératrice (18) du cratère conique (15) de l'empreinte un retrait rectiligne sans rotation du verrou (1) dans Sa position rétractée, dans laquelle la tête (4) serre et bloque la structure (3) contre la structure (2) lorsque le pointeau de la vis (12) atteint le fond (19) du cratère (15) de l'empreinte.