Brevet FR2530748A1 — publié le 19840127

L'invention concerne d'une manière générale les organes filetés de fixation, et plus particulièrement des vis utilisées pour fixer des articles à de minces tôles ou feuilles de métal La fixation à des goujons d'acier dans la construction de bâtiments constitue un exemple d'un domaine auquel l'invention est utile La fixation de matériaux tels que des panneaux rigides d'iso- lation et des panneaux de plâtre, à des goujons d'acier est réalisée jusqu'à présent au moyen de vis de divers types Dans de nombreux cas, il est souhaitable de minimi- ser la détérioration de ces matériaux au moment o la tête de la vis vient s'appliquer contre les panneaux Il est également souhaitable de minimiser la détérioration résultant d'un serrage excessif ou d'un glissement de l'embout d'entraînement hors de l'empreinte d'entraînement de l'organe de fixation Des efforts effectués à cet effet ont abouti à l'utilisation de têtes de vis de conception spéciale et à l'utilisation d'outils équipés d'accouple- ments limitant automatiquement le couple. L'invention a pour objet une vis destinée à la fixation d'un matériau d'épaisseur prédéterminée sur une tôle ou feuille de métal d'une manière minimisant la détérioration du matériau L'invention a également pour objet une vis pouvant être utilisée pour fixer les maté- riaux de diverses épaisseurs prédéterminées, ainsi qu'une vis qui minimise la détérioration des articles pendant leur fixation et ce, sans nécessiter la mise en oeuvre d'un tournevis automatique du type à accouplement ou embrayage. A cet effet, l'invention concerne une vis qui présente un filetage discontinu ou interrompu Les inter- ruptions apparaissent sous la forme de tronçons de tige non filetés qui ont généralement des diamètres inférieurs ou égaux aux diamètres de pied des tronçons filetés adjacents de la vis Les tronçons non filetés sont situés à des distances prédéterminées de la tête de la vis Ces distances prédéterminées correspondent à des épaisseurs de matériaux à fixer à une tôle Les tronçons non filetés permettent à la vis de tourner sans avancer lorsque la tête de la vis a établi un contact suffisant avec le matériau à fixer. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lequel: la figure 1 est une élévation avec coupe par- tielle d'une forme de réalisation de l'invention utilisée avec un profilé d'acier auquel un article est fixé; les figures 2, 3 et 4 sont des élévations avec coupe partielle d'autres formes de réalisation de l'invention destinées à la fixation d'articles de diffé- rentes épaisseurs; la figure 5 est une élévation avec coupe partielle d'une forme de réalisation de l'invention en cours de pose; et la figure 6 est une élévation d'une variante de l'organe de fixation selon l'invention. Le dessin, sur lequel les pièces similaires sont désignées par les mêmes références numériques, repré- sente une vis 10 omeportant une tête 12 qui présente une empreinte 14 d'entraînement L'organe de fixation comporte une tige 16 portant des filets 18 Dans la forme préférée de réalisation, l'organe 10 de fixation comporte une pointe 22 de perçage Les filets 18 sont interrompus par des tronçons non filetés 24 délimitant plusieurs tronçons filetés 26 Ces derniers sont référencés les uns à la suite des autres en 26 a, 26 b, etc, à partir du tronçon le plus proche de la pointe 22 Un article 28 est fixé à une tôle mince ou feuille 30 de métal Dans la forme préférée de réalisation, l'organe de fixation comporte une collerette annulaire 32. La figure 1 représente une vis 10 selon l'in- vention, fixant l'article 28 à un profilé en tôle d'acier. Lorsque la pointe 22 de perçage pénètre dans la feuille métallique 30, elle y forme une ouverture 31 Les filets 18 du premier tronçon fileté 26 a entrent en prise avec la feuille métallique 30 Le tronçon non fileté 24 adjacent aux tronçons filetés 26 à et 26 b est situé sur la tige 16 de manière que, lorsque la tête 12 de la vis est conve- nablement appliquée contre l'article 28, les filets 18 ne font plus avancer la vis à travers la tôle 30 Ainsi, il n'existe aucun risque de serrage excessif de la vis. De plus, le risque, pour un embout d'entraînement, de "glisser" ou "sauter" hors de l'empreinte 14 est notable- ment diminué, car la résistance opposée à la rotation est réduite La résistance que la tête 2 de l'organe de fixation oppose à la pénétration est suffisante pour empêcher la poursuite de la progression de la vis De plus, le filet 18 du tronçon fileté 26 a oppose une résistance aux forces d'arrachement exercées sur la vis 10 ou sur l'article 28. Une caractéristique importante de la vis selon l'invention est sa résistance au desserrage sous l'effet de vibrations L'ouverture 31 formée dans latôle 30 peut prendre une forme hélicoïdale ou bien, si la vis peut réaliser un taraudage par coupe, l'ouverture peut être plane, mais non circulaire La résistance à la rotation est réduite lorsque la vis est totalement enfoncée, du fait de la présence des tronçons non filetés 24 de cette vis Ainsi, la vis est généralement tournée au-delà du point o la prise filetée a lieu Pour le desserrage, une vis doit d'abord être déplacée jusqu'au point o les filets peuvent se prendre dans l'ouverture Etant donné qu'il n'existe qu'une position permettant à la vis d'amor- cer le dégagement et qu'il est très peu probable que la vis arrive dans cette position, la résistance au desserrage sous l'effet des vibrations est améliorée par la présente invention. Les figures 2, 3 et 4 montrent qu'une vis unique peut être utilisée avec des articles de diverses épaisseurs prédéterminées Dans de nombreuses situations, des matériaux isolants de différentes épaisseurs sont utilisées sur un lieu unique de travail Une variante de l'invention comprend plusieurs tronçons non filetés 24 et plusieurs tronçons filetés correspondants 26 La figure 2 montre l'organe 10 de fixation assujettissant l'article 28 d'épaisseur relativement grande Les figures 3 et 4 montrent que le même organe de fixation peut être utilisé pour la fixation d'articles moins épais. La figure 5 montre que, en l'absence de la résistance à la pénétration imposée par l'entrée en contact de la tête 12 avec l'article 28, la pénétration de l'organe de fixation peut continuer sous l'application d'une force axiale légère en même temps qu'une rotation continue de l'organe de fixation Etant donné que les matériaux iso- lants et les panneaux de plâtre sont réalisés dans des tolérances relativement précises, une seule vis selon l'invention peut convenir à diverses épaisseurs Les dis- tances comprises entre la tête 12 et les divers tronçons non filetés 24 peuvent être établies de façon à correspon- dre aux épaisseurs des matériaux les plus couramment utilisés, par exemple 9,5 mm, 12,7 mm, 19 mm ou 25,4 mm. La collerette annulaire 32 assume une fonction de butée secondaire destinée à empêcher une pénétration excessive accidentelle lorsque l'organe de fixation est utilisé avec le plus mince des articles La collerette 32 est séparée du tronçon fileté le plus haut par un tronçon non fileté 24 Lorsque la collerette 32 bute contre la tôle 30, l'organe de fixation peut tourner libre- ment sans progresser davantage. Il convient de noter qu'il peut être souhai- table d'accroître le diamètre de pied ou le diamètre de crête ou les deux diamètres des tronçons filetés se suivant. L'utilisation de l'organe de fixation selon l'invention avec des panneaux plus minces peut provoquer un agrandisse- ment de l'ouverture 31 lorsque le tronçon fileté suivant 26 est amené à force en prise avec la tôle 30 Pour compenser cet agrandissement, il peut être nécessaire de donner aux tronçons filetés successifs 26 des dimensions de plus en plus grandes, c'est-à-dire augmentant de la pointe 22 vers la tête 12 Il peut également être souhai- table de donner aux tronçons non filetés 26 un diamètre inférieur aux diamètres de pied adjacents. La longueur du tronçon non fileté coïncide de préférence avec l'épaisseur de la tôle sur laquelle l'article est fixé et elle est donc d'une étendue axiale limitée Les filets situés au-dessus et au-dessous du tronçon fileté empêchent tout déplacement axial de la vis dans les deux sens à moins que la vis soit tournée. L'étendue du tronçon non fileté peut être supérieure à l'épaisseur de la tôle à laquelle l'article est fixé, en particulier si la vis est utilisée avec des matériaux isolants rigides Lorsqu'elle est utilisée avec un maté- riau rigide, une vis selon-l'invention n'avance pas au- delà du tronçon non fileté lorsque la tête de la vis entre en contact avec le matériau à fixer, car le matériau rigide est capable de supporter les forces tendant à faire pénétrer la tête de la vis au-delà de la surface du matériau. La vis montrée sur la figure 6 comporte plu- sieurs tronçons non filetés 24 dont les diamètres augmen- tent de la pointe vers la tête Les tronçons non filetés ont une dimension axiale supérieure à l'épaisseur de la matière en feuille Un tronçon non fileté plus long 24 provoque une avance rapide de la vis à travers la tôle - L'avance rapide engendre un choc qui facilite la pénétra- tion des tronçons filetés de plus en plus grands dans la tôle. Dans la variante représentée sur la figure 6, la plus grande dimension axiale des tronçons non filetés 24 fait assumer à ces derniers une fonction supplémentaire souhaitable dans certaines applications Lors de l'utilisa- tion pour fixer des matériaux isolants compressibles de toiture à un toit métallique, par exemple, le tronçon non fileté 24 permet à la vis d'être déviée vers le bas par rapport au toit sans détérioration du matériau de toiture qui a été posé au-dessus de la tête de la vis. Le mouvement de descente de la vis élimine le risque, pour la tête de la vis, de passer à travers une membrane de toiture lorsque le matériau isolant proche de la vis est comprimé. REVENDICATIONS 1 Organe fileté de fixation d'un article ( 28) d'épaisseur prédéterminée à une feuille ( 30) de métal, caractérisé en ce qu'il comporte une tête ( 12), une tige allongée et sensiblement cylindrique ( 16), des filets hélicoïdaux ( 18) situés sur la tige, et au moins un tronçon non fileté annulaire ( 24) d'étendue axiale limitée, situé sur la tige,à une distance prédéterminée de la tête, cette distance correspondant à ladite épais- seur prédéterminée de l'article de manière que, lorsque la tête de l'organe de fixation est appliquée contre l'ar- ticle, l'organe de fixation puisse tourner librement sans continuer sa progression. 2 Organe fileté de fixation d'articles ( 28) de diverses épaisseurs prédéterminées à une feuille ( 30) de métal, caractérisé-en ce qu'il comporte une tête ( 12) située à une première extrémité, une tige allongée et sensiblement cylindrique ( 16), une pointe ( 22) située à l'autre extrémité et plusieurs tronçons filetés distincts ( 26) situés sur la tige et adjacents à des tronçons annu- laires non filetés ( 24) de la tige, ces tronçons non filetés étant situés à des distances prédéterminées de la tête qui correspondent à une épaisseur prédéterminée des articles à fixer de manière que, lorsque la tête de l'or- gane de fixation est appliquée contre les articles, l'or- gane de fixation puisse tourner librement sans continuer de progresser. 3 Organe de fixation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tronçons non filetés de la tige ont une étendue axiale sensiblement égale à l'épais- seur de la feuille de métal. 4 Organe de fixation selon la revendication 2, caractérisé en ce que tous les tronçons filetés ont des diamètres uniformes de crête et de pied. Organe de fixation selon la revendication 4, caractérisé en ce que le diamètre de crête des tronçons filetés successifs augmente de la pointe vers la tête. 253 D 748 6 Organe de fixation selon l'une des reven- dications 4 et 5, caractérisé en ce que le diamètre de pied des tronçons filetés successifs augmente de la pointe vers la tête. 7 Organe de fixation selon l'une des reven- dications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte égale- ment une collerette annulaire ( 32) ayant un diamètre supérieur au diamètre de pied de tout tronçon fileté, cette collerette étant située entre les tronçons filetés et la tête afin d'empêcher la poursuite de la progression de l'organe de fixation. 8 Organe de fixation selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque tronçon fileté comporte un filetage de forme conique dont le diamètre de crête augmente de la pointe vers la tête et dont le diamètre de pied reste constant. 9 Organe de fixation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tronçons filetés sont de même pas. 10 organe de fixation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tronçon non fileté possède un diamètre inférieur au diamètre de pied des tronçons filetés adjacents. 11 Organe de fixation selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins certains des tronçons non filetés ont une étendue axiale supérieure à l'épaisseur du métal en feuille.