Brevet FR2545167A1 — publié le 19841102

PROCEDE ET OUTILLAGE DE POSE D'UN ECROU DANS UN TROU POUR REALISER UN TARAUDAGE RESISTANT La présente invention concerne la pose d'un écrou dans un trou de perçage d'une pièce notamment en bois pour y réaliser un taraudage résistant. L'écrou est muni d'un alésage axial taraudé à une extrémité et d'un alésage tronconique à l'autre extrémité. L'invention concerne également un outillage de pose de l'écrou pour la mise en oeuvre du procédé, et un écrou posé selon le procédé. Un tel procédé de pose utilisé particulièrement pour l'assemblage de pièces en bois aggloméré en fines particules ou en contreplaqué dans l'industrie du meuble est déjà connu sous l'appellation "procédé par "boulon-harpon" ou similairete boulonharpon est constitué par une vis formant avec une clé de vissage l'outillage de pose, et par l'écrou proprement dit. La vis comprend un tronçon cylindrique lisse sur environ les 2/3 de sa longueur et une extrémité filetée sur environ le 1/3 de sa longueur. Le diamètre de l'extrémité filetéeest plus petit que le diamètre du tronçon lisse. Un chanfrein intermédiaire forme la transition entre l'extrémité filetée et le tron çon lisse. Le diamètre de l'écrou est égal au diamètre du tronçon lisse de la vis. La section de la surface externe de l'écrou est sensiblement hexagonale et cannelée. Le tronçon de l'écrou renfermant l'alésage tronconique est pourvu de quatre fentes longitudinales équiréparties axialement qui divisent le tronçon à alésage tronconique en quatre ailettes sur les 2/3 de la longueur de l'écrou. Avant la pose de l'écrou dans le trou de perçage, l'écrou est vissé sur l'extrdmitd filetée de la vis, les ailettes butant contre le chanfrein intermédiaire de la vis. L'ensemble vis plus écrou se présente comme un cylindre de diamè tre constant identique au trou de perçage. Ce dernier ensemble est introduit a force dans le trou de persage afin que les cannelures de l''écrou freineFE > voire même empêchent la rotation de l'écrou. La tête de la vis est mise en butée contre la surface de la pièce à assembler, au niveau de l'embouchure du trou de perçage. La longueur du tronçon lisse de la vis détermine ainsi la position de fixation de l'écrou dans le trou de perçage. An moyen d'une extrémité de la clé à section hdxagona- le introduite dans un logement hexagonal correspondant de la tête de la vis, la vis stationnaire en translation est vissée dans l'écrou ce qui recule l'écrou sur l'extrémité filetée de la vis. Les quatre ailettes sont écartées par le chanfrein intermédiaire et s'enfoncent dans le matériau de la pièce, ancrant ainsi l'écrou dans le trou de perçage. La vis est démontée pour le vissage d'une vis servant à l'assemblage des pièces. Afin de ne pas éclater le bois dans le trou de perçage et de point provoquer un clivage, le nombre de tours de la vis de l'ordre de 5 à 7 doit être modérément dosé en fonction de la dureté du bois. Un tel dosage ne peut être réalisé convenablement que par un homme de métier. En outre, notamment pour des bois tendres, la rotation multiple de la tête de la vis en butée contre la surface de la pièce peut détériorer l'embouchure du trou. Par ailleurs la pose de l'écrou exige un perçage de la pièce à un diamètre précisément égal au diamètre externe de l'écrou afin que l'écrou soit pratiquement bloqué en rotation lors du vissage. Le vissage ne permet pas une pose de 1'écrou quasi-instantanée et notamment une pose en grande série. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précédents en remplaçant le vissage de la vis lorsque l'écrou est dans le trou de perçage, par une traction de l'écrou permettant une pose rapide en grande série. A cette fin, l'invention a pour objet un procédé de pose d'un écrou dans un trou de perçage d'une pièce pour rdali- ser un taraudage résistant, ledit écrou ayant un alésage taraudé à une extrémité et un alésage tronconique à l'autre extrémité, procédé selon lequel l'alésage taraudé est vissé autour d'une extrémité filetée d'une tige et enfilé avec la tige dans le trou de perçage à une position prédéterminée, caractérisé en ce que la grande base de l'alésage tronconique est mise en butée contre une première extrémité d'un embout cylindrique creux monté à coulissement autour de la tige, en ce que l'embout avec l'écrou en buté est enfilé dans le trou de perçageo et y est maintenu stationnaire pour la position prédéterminée de l'écrou, et en ce que la tige tracte l'écrou vers l'embout afin que l'alésage tronconique glisse progressivement autour de la première extrémité de l'embout et s'éclate en un grand nombre de pointes acérées pénétrant dans la matière de la pièce. L'invention a également pour objet un outillage de pose de l'écrou pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention comprenant ladite tive à une extrémité filetée et caractérisé en ce qu'ilcozlprend ledit embout c,vl'Lndriquç,des moyens pour maintenir stationnaire ledit embout dans le trou de perçage lors de la traction de l'écrou par la tige, et des moyens pour tirer la tige à coulissement dans l'embout stationnaire vers l'extérieur du trou de perçage. Le gain de temps de la pose selon l'invention par rapport à la pose selon la technique antérieure est principalement due à l'ancrage de l'écrou dans le trou de perçage par une simple traction effectuée rapidement au moyen d'un outil de pose connu du genre pince manuelle à deux bras ou appareil pneumatique ayant une broche coulissable remplacée par ladite tige. La qualité de la fiation de l'écrou est en pratique indépendante de la dureté du matériau de la pièce carra traction de écrou est constante et effectuéeindépendemment des capacités de l'utilisation de l'outillage. Les moyens pour maintenir stationnaire l'embout dans le trou de perçage peuvent être un collet intégré à une seconde de extrémité de l'embout dont la grande surface s'appuie contre la face de la pièce à assembler au niveau de l'embouchure du trou de perçage et ne détériore pas ainsi l'embouchure grace à la grande surface d'appui. Contrairement au procédé selon la technique antérieure qui nécessite un changement de vis et notamment de la longueur du tronçon lisse de la vis pour des profondeurs de de l'écrou dif- férentes dans le trou de perçage, l'invention prévoit des moyens de réglage de la profondeur de leécrou dans le trou de perçage, par exemple grâce à un écrou vissé sur une seconde extrémité filetée de l'embout et remplaçant ledit collet. Un autre avantage du procédé de pose de l'invention réside en un perçage peu précis, par exemple à un diamètre supérieur de quelques dixièmes de millimètre au diamètre externe de l'écrou. En effet aucun blocage en rotation de l'écrou nXest exigé pour exercer la traction par la tige filetée et l'éclatement de l'alésage tronconique contre la première extrémité de l'embout de préférence chanfreiné. Afin que l'écrou n'éclate pas le bois, la surface externe de l'écrou est pourvu d'un grand nombre de cannelures longitudinales fines équiréparties axialement qui forment chacune l'une desdites pointes acérées lors de l'éclatement de l'alésa- ge tronconique de l'écrou. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations de l'invention en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels - la Fig. 1 est une vue en coupe axiale d'un écrou selon l'invention - la Fig. 2 est une vue en bout de l'écrou - la Fig. 3est'ure vue en coupe axiale' de la tige/extrémité filetée d'un outillage de pose, selon l'invention - la Fig. 4 est une vue axiale de l'embout de l'outillage de pose, et - la Fig. 5 est une vue axiale partiellement en coupe de l'écrou dans un trou de perçage et de l'outillage de pose du genre pince manuelle à deux bras montrée schématiquement. En référence aux Figs 1 et 2, un écrou métallique selon l'invention a un corps cylindrique dont la surface externe présente de nombreuses cannelures 10 en direction axiale equiréparties autour de l'axe de lécrou. LXaldsaga axial de l'écrou est divisé en trois partes 11, 14 et 16. Une première partie est constituée par un alésage axial taraudé il s'étendant en pratique sur au moins la demi-longueur de l'écrou à partir de la face inférieure 12 de l'écrou destinée à être en regard du fond du trou de perçage ménagé dans la pièce recevant l'écrou.Dans l'écrou 1,la base supérieure 13 de l'alésage taraudé 11 est suivie par un alésage lisse 14 ayant une faible longueur et un diamètre sensiblement plus grand que celui de l'alésage taraudé 11, typiquement de quelques dizièmes de millimètre. Du coté de la face supérieure 15 de l'écrou 1 est prévu un alésage axial tronconique 16 dont la petite base inférieure 17 est confondue avec la base supé- rieure de l'alésage lisse 14 et dont la grande base a un diamètre sensiblement plus petit que le diamètre externe de l'écrou; la différence de ces deux derniers diamètres est pratiquement égale à deux fois la hauteur des cannelures 10. La somme des longueurs de l'alésage lisse 14 et de l'alésage tronconique 16 est sensiblement égale à la demi-longueur de l'écrou. L'outillage pour la mise en oeuvre du procédé de fixation de l'écrou comprend essentiellement une tige cylindrique pleine dite de traction 2 et un embout cylindrique creux dit enclume 3. Les deux éléments 2 et 3 sont en acier et insérables dans un outil de pose tel qu'une pince manuelle 4 à deux bras comme illustrée à la Fig. 5 ou un appareil pneumatique connu, utilisable par ailleurs pour la fixation d'autres écrous du genre écrou cylindrique à sertir en aveugle par exemple, ou cheville en général. Comme montré à la Fig. 3, l'e:rtrémitd inférieure de la tige 2 est destinée à recevoir l'écrou 1 et est composée dsun premier tronçon cylindrique extrême fileté 20 et d'un second tronçon cylindrique lisse 21. Les tronçons 20 et 21 ont un diamètre égal à celui de l'alésage taraudé il de l'écrou 1. La longueur du tronçon extrême taraudé est au moins égale à la longueur de l'alésage 11. La longueur du second tronçon lisse 21 est nettement supérieure à celle de l'enclume 3. L'extrémité supérieure de la tige 2 est composée d'un long tronçon cylindrique lisse 22 et d'un tronçon cylindrique fileté extrême 23. Le diamètre des tronçons 22 et 23 est plus grand que le diamètre des tronçons 20 et 21. Par exemple, dans la pince manuelle,comme montré à la Fig. 5, le tronçon lisse 22 est monté à coulissement dans un alésage 40 longitudinal à l'un des bras 41 de la pince, et le tronçon fileté 23 sunporte un écrou 42 aui s'appuie contre le second bras mobile 43 de la pince sous l'action d'un ressort 44. Lorsque le second bras 43 pivote vers le premier bras 41 autour d'un axe d'articulation 45, le bras 43 pousse vers le haut l'écrou 42 et donc la tige 2 à l'encontre du ressort 44. L'enclume 3 montrée à la Fig. 4 comprend un alésage axial 30 ayant un diamètre sensiblement égal au tronçon 21 de la tige de traction 2 pour le coulissement de celle-ci. La partie inférieure de l'enclume 3 est constituée par un tronçon cylindrique creux 31 dont la longueur L détermine la position de l'écrou 1 dans le trou borgne de la pièce le recevant. Le diamètre externe du tronçon cylindrique 31 est égal à celui de l'écrou 1. L'extrémité inférieure du tronçon 31 est terminée par un chanfrein 32 ayant un angle aigu a plus grand que l'angle au sommet ss du tronçon tronconique 16 de l'écrou 1 afin que le chanfrein 32 pénètre dans le tron çon tronconique 16, comme montré a la Fig. 5. En partie supérieure de l'enclume 3 est prévu un tron çon cylindrique creux à surface externe filetée 33, et un collet cylindrique 33 intermédiaire entre les tronçons cylindriques 31 et 33. Le tronçon cylindrique 33 est vissé dans un 3mag-e taraudé 46 prolongeant axialement l'extrémité avant de l'alésage lisse 40 dans le bras 41. En référence maintenant à la Flg. 5 est décrit le procédé de pose de l'écrou 1 dans un trou 5 d'une pièce en bois 6-7 ou de deux pièces en bois 6 et 7 à assembler. Le perçage du trou 5 est par exemple perpendiculaire à l'une des faces telle que 60 des pièces 6,7. Le diamètre du trou de perçage 5 n'est pas nécessairement égal au diamè- tre externe de l'écrou 1 et du tronçon cvlindrique creux 31 de 1 enclume 3, et peut être supérieur de quelques dizièmes de mil limètre à ce diamètre . La longueur du trou 5 est au moins sensiblement plus grande que la somme des longueurs de l'écrou 7 et du tronçon 31. L'alésage tronconique 16 et l'alésage lisse 14 de l'écrou sont enfilés le long de l'extrémité inférieure 20-21 de la tige 2, et l'alésage taraudé li de l'écrou 1 est vissé sur le tronçon fileté 20 de la tige 2 jusqu'd ce que la face 15 de l'écrou bute contre le chanfrein 32 de l'enclume 3. Puis 11 écrou 1 et l'enclume 3 entourant l'extrémité infé- rieure de la tige 2 sont introduits dans le trou de perçage 5 jusqu'à ce que l'épaulement inférieur 35 du colle 34de l'enclume s'appuie contre la face 60 des pièces. Une butée 47 mobile sur le second bras 43 de la pince 4 est réglée afin que le pivotement des bras 43 vers le bras 41 se traduise par un recul vers le haut de la tige de traction 2 sensiblement égal à la hauteur de l'alésage tronconique 16 de l'écrou 1. Le pivotement du bras 43 vers l'extrdmi- té supérieure du bras 41 autour de 1axe 45, ou l'actionnement de l'appareil pneumatique selon une autre variante, produit une traction sur l'alésage taraudé il de l'écrou vers le haut ce qui provoque une poussée de l'alésage tronconique 16 contre le chanfrein 32 de l'enclume et un éclatement en étoile du tronçon 16 Le tronçon 16 est alors partagé en un grand nombre de pointes ae;;'wrdes 18 qui résultent chacune de la désolidarisation d'une - cannelure 10 de l'écrou. Les pointes acérées 18 montrées en traits interrompus courts dans le Fig. 5, s'ouvrent en parapluie et pénètrent facilement dans la matière de la pièce 7 quelle au'en soit sa dureté , sans faire éclater la matière contrairement au procédé connu. L'écrou est ainsi-fixé dans le trou de perçagerc'est-d- dire stationnaire aussi bien en rotation qu'en translation. L'éclatement de chaque cannelure 10 en unie pointe acérée 18 sur la longueur de l'alésage tronconique 16 est obtenu par un choix judicieux notamment des angles au sommet a et ss du chanfrein 32 et de l'alésage 16. Typiquement, a est égal à 689 et ss est égal à 150. Après dévissage du tronçon fileté 20 de la tige 2 dans l'écrou 1 et retrait vers le haut de la pince 4 et donc de l'enclume 3 du trou de perçage 5, l'écrou 1 est prêt à recevoir une vis de fixation et joue le roule d'un taraudage résistant dans le trou 5. Selon un autre mode de réalisation, la partie supérieure re du tronçon cylindrique creux 31 de l'enclume 3 est filetée et le collet d'appui 34 est remplacé par un écrou et un contre-écrou vissé sur le filetage du tronçon 31. La position variable de l'écrou précité permet de régler la position de l'écrou 1 à la profondeur choisie dans le trou de perçage 5. On notera que d'autres formes des éléments 2 et 3 peuvent être prévues, notamment au niveau de leurs extrémités supérieures, en fonction de outil de pose choisi. En particulier, la tige de traction peut être l'une des broches d'un appareil pneumatique multibroche permettant la pose simultanée de plusieurs écrous tels que 1 dans des trous de perçage respectifs. Un tel appareil pnemmatique est utilisé pour 1' assemblage en grande série par exemple de panneaux en bois utilisés dans l'industrie du meuble et la menuiserie. REVENDICATIONS 1 - Procédé de pose d'un écrou (1) dans un trou de perçage (5) d'une pièce (k, 7) pour réaliser un taraudage résistant, ledit écrou ayant un alésage taraudé (11) à une extrémité (12) et un alésage tronconique (16) à l'autre extrémité (15), procédé selon lequel alésage tarauds (11) est vissé autour d'une extrémité filetée (20) d'une tige (2) et enfilé avec la tige dans le trou de perçage à une position prédéterminée (L), caractérisé en ce que la grande base (15) de l'alésage tronconique (16) est mise en butée contre une première extrémité (31) d'un embout cylindrique creux (3) monté à coulissement autour de la tige (2), en ce que l'embout 13) avec l'écrou en butée (1) est enfilé dans le trou de perçage et y est maintenu stationnaire pour la position prédétermi- née (L) de l'écrou (1), et en ce que la tige {2) coulisse dans l'embout (33 et tracte l'écrou (1) vers l'embout (3) afin que l'alésage tronconique (16j glisse progressivement autour de la première extrémité 31) de l'embout (3) et s'éclate en un grand nombre de pointes acérées (18) pénétrant dans la matière de la pièce (6-,7). 2 - Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la course du coulissement de la tige (2) pour la traction de l'écrou (1) est sensiblement égale à la hauteur de l'alésage tronconique (16). 3 - Procédé conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'avant la mise en butée de l'écrou (1) contre l'embout (3),la longueur (2) de la première extrémité (31) de l'embout est régléeen fonction de ladite position prédéterminée. 4 - Outillage de pose de l'écrou pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant ladite tige 623 à une extrémité file tée (20), caractérisé encre qugil comprend ledit embout cylindrique (3) des moyens (34,33,46) pour maintenir stationnaire ledit embout (3) dans le trou perçage (5) lors de la traction de l'écrou (i) par la tige (2), et des moyens (4) pour tirer la tige (2) à coulissement dans l'embout stationnaire vers l'extérieur du trou de perçage (5). 5 - Outillage conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que la première extrémité de l'embout (3) est terminéepar un chanfrein (32) ayant un angle au sommet (&alpha;) plus grand que l'angle au sommet (ss) de l'alésage tronconique (16) de l'écrou (1). 6 - Outillage conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que la différence desdits angles au sommet (jazz est compris entre 450 et 600. 7 - Outillage conforme à l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les moyens pour maintenir stationnaire ledit embout (3) comprennent un collet (34) intégré à une seconde extrémité (33) de l'embout (3) et formant un épaulement (35) pour l'appui de l'embout (3) contre la face (60) de ladite pièce (6,7) à l'embouchure du trou de perçage (5) 8 - Outillage conforme à l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les moyens pour maintenir stationnaire ledit embout (3) comprennent des moyens (écrou et contre-écrou) pour régler la longueur (L) de la première extrémité (31,32) de l'embout (3) pénétrant dans le trou de perçage (5) en fonction de ladite position prédéterminée. 9 - Outillage conforme à la revendication 8, carac térisé en ce que les moyens pour régler comprennent un écrou vissé à une seconde extrémité filetée (33) de l'embout et formant appui contre la face (60) de ladite pièce (6,7) à ltem- bouchure du trou de perçage (5). 10 - Outillage conforme à l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que les moyens pour tirer la tige (2) sont un outil de pose du genre pince manuelle (4) à deux bras (41,43) ou appareil pneumatique ayant une broche coulissable remplacée par ladite tige (2). 11 - Outillage conforme à la revendication 10, caractérisé en ce qu'une seconde extrémité (33) de l'embout (3) est fixable, de préférence par vissage, à.l1outil de pose (4). 12 - Outillage conforme à l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé en ce que le diamètre du trou de perçage (5) est plus grand que le diamètre de la première extrémité (31) de l'embout (3). 13 - Ecrou posé selon le procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la surface externe de l'écrou (1) est pourvue d'un grand nombre de cannelures longitudinales (10) équiréparties axialement qui forment chacune l'une desdites pointes acérées (18) lors de l'éclatement de l'alésage tronconique (16). 14 - Ecrou conforme à la revendication 13, caractérisé en ce que le diamètre externe de l1écrou (1) est inférieur au diamètre du trou de perçage (5), par exemple de quelques dixièmes de millimètre.