Brevet FR2553842A1 — publié le 19850426

ECROU POUR REALISER UN TARAUDAGE RESISTANT DANS UN TROU ET PROCEDE ET EMBOUT POUR LA POSE DE L'ECROU La présente invention concerne un écrou pour réaliser un taraudage resistant dans un trou de perçage d'une pièce en matériau tendre notamment en bois. L'écrou est muni d'un alésage taraude et d'une surface externe pourvue de cannelures longitudinales. Un tel écrou est déjà décrit dans la demande de brevet français non encore publiée 83-07065 déposée le 28 avril 1983 au nom de l'actuelle demanderesse. L'écrou selon cette demande de brevet est muni d'un alésage tronconique lisse à une extrémité et de l'alésage taraudé à l'autre extrémité. L'alésage tronconique prolonge pratiquement l'alésage taraudé et diverge vers l'extérieur avec une grande base ayant un diamètre sensiblement inférieur au diamètre externe de l'écrou.L'alésage tronconique est prévu pour glisser contre une extrémité chanfreinée d'un embout cylindrique creux stationnaire afin de provoquer un éclatement des cannelures en des pointes acérées pénétrant dans la matière de la pièce, sous l'action d'une traction exercée par une tige filetée vissée dans l'alésage taraudé de l'écrou, Dans le trou de perçage de la pièce, les pointes acérées stabilisent aussi bien en rotation qu'en translation l'écrou qui réalise ainsi un taraudage résistant. L'utilisation de l'écrou connu précédent nécessite une profondeur du trou de perçage au moins supérieure à la longueur de l'écrou qui est sensiblement supérieur à la somme des longueurs de l'alésage tronconique et de l'alésage taraudé. Par conséquent, l'écrou ne peut être posé dans une pièce ayant une faible épaisseur, notamment inférieure à la longueur de l'écrou. Une telle pièce est par exemple un panneau en bois stratifié ou lamifié ayant une épaisseur de l'ordre de 10 mm. Le but de la présente invention est donc de fournir un écrou capable de réaliser un taraudage résistant dans une pièce ayant une faible épaisseur notamment de l'ordre de la longueur de l'alésage taraudé de l'écrou. A cette fin, un écrou ayant un alésage taraudé et une surface externe pourvue de cannelures longitudinales est caractérisé en ce qu'il comprend entre la surface externe à cannelures et l'alésage taraudé un trou annulaire borgne ayant une paroi périphérique externe débouchant vers l'extérieur au voisinage de la base des cannelures. Comparativement à l'écrou connu décrit précédemment, l'alésage tronconique lisse est remplacé par le trou annulaire qui entoure l'alésage taraudé central de l'écrou selon l'invention. Ainsi, la longueur de l'écrou est diminuée et est de l'ordre de grandeur de la longueur de l'alésage taraudé de 11 écrou qui est sensiblement supérieure à la profondeur du trou annulaire borgne. Afin de faciliter la pénétration d'un embout de pose à extrémité chanfreinée dans le trou annulaire borgne et donc l'éclatement des cannelures de l'écrou en des pointes acérées, la paroi périphérique externe du trou annulaire borgne est cylindrique et la paroi périphérique du trou est tronconique et converge dans le fond du trou vers la paroi périphérique interne. Le procédé de pose d'un écrou selon l'invention dans un trou de perçage d'une pièce pour réaliser un taraudage résistant reprend les principales opérations du procédé selon la demande de brevet français précitée 83-07065, à savoir que l'alésage taraudé de l'écrou est vissé autour d'une extrémité filetée d'une tige jusqu 'à mise en butée d'une face de l'écrou contre une première extrémité d'un embout cylindrique creux et que l'embout avec l'écrou en butée est enfilé dans le trou de perçage et y est maintenu stationnaire pour une position prédéterminée de l'écrou dans le trou de perçage, et que la tige coulisse dans l'embout pour tracter ltecrou. Selon l'invention, le procédé de pose de l'écrou est caractérisé en ce que la face de l'écrou en butée contre la première extrémité de l'embout est la face annulaire de l'écrou entre la surface externe à cannelures et la paroi périphérique externe du trou annulaire borgne, et- en ce que la traction de l'écrou par la tige filetée vers l'embout provoque la pénétration de la première extrémité de l'embout dans le trou annulaire borgne de l'écrou et l'éclatement des cannelures à partir de ladite face annulaire de l'écrou en des pointes acérées pénétrant dans la matière de ladite pièce. L'outillage de pose de l'écrou comprend, comme selon la demande de brevet français précitée 83-07065, une tige à extrémité filetée, un embout cylindrique creux, des moyens tels qu'un collet de l'embout ou au moins un écrou pour maintenir stationnaire l'embout dans le trou de perçage lors de la traction de l'écrou par la tige, et des moyens tels qu'une pince manuelle ou un appareil pneumatique pour tirer la tige à coulissement dans l'embout stationnaire vers l'extérieur du trou de perçage. Cependant, selon l'invention, la première extrémité de l'embout venant au contact de l'écrou est adaptée à la forme particulière de l'écrou pour pénétrer dans le trou annulaire borgne de l'écrou.A cette fin, l'alésage de ladite première extrémité de l'embout a un diamètre sensiblement égal au diamètre de la paroi périphérique interne du trou annulaire borgne de l'écrou et a une longueur sensiblement égale ou supérieure à la profondeur du trou annulaire borgne de l'écrou. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations selon 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 de la face supérieure de l'écrou ; - la Fig. 3 est une vue longitudinale d'une tige de traction à extrémité filetée ; - la Fig. 4 est une vue en coupe axiale d'un embout selon l'invention ; et - la Fig. 5 est une vue en coupe axiale de l'écrou placé dans un trou de perçage avant la traction exercée par la tige de traction. Comme montré aux Figs. 1 et 2, un écrou métallique, de préférence en laiton, selon l'invention est un corps cylindrique creux 1. La surface externe de l'écrou possède les cannelures 10 en direction axiale équiréparties autour de l'axe de l'écrou. L'alésage axial 11 de l'écrou est taraudé et est traversier sur toute la longueur de ltecrou. Entre la surface externe à cannelures longitudinales 10 et l'alésage taraudé 11 est pratiqué un trou annulaire tronconique borgne 12 débouchant vers la face supérieure de l'écrou au voisinage de la base des cannelures 10. La paroi périphérique interne 13 du trou annulaire 12 est cylindrique tandis que la paroi périphérique externe 14 du trou annulaire 12 est tronconique avec un angle au sommet B de ltordre de 22 et converge dans le fond 15 du trou 12 vers la paroi interne 13. La face inférieure 16 de l'écrou est en-dessous du fond 15 de l'écrou et est destinée à être en regard du fond du trou de perçage ménagé dans la pièce recevant l'écrou.Selon la réalisation illustrée, la profondeur du trou annulaire 12 est sensiblement égale ou inférieure à la moitié de la longueur de l'écrou, et le trou 12 est prévu sensiblement au milieu de l'écrou en direction axiale. De préférence, en partie supérieure, l'écrou 1 présente un épaulement dont la base transversale est formée par les sommets supérieurs triangulaires 17 des cannelures 10 et dont la paroi verticale est celle d'un fut cylindrique 18 prolongeant la paroi périphérique interne 13 du trou annulaire 12 et entourant l'alésage taraude 11. L'épaisseur du fut cylindrique 18 ainsi formé entre l'alésage taraudé 11 et la paroi interne 13 du trou 12 est sensiblement égale au tiers de l'épaisseur de l'écrou au niveau de la base inférieure 16, entre l'alésage taraudé 11 et la surface externe à cannelures 10. L'outillage pour la pose de l'écrou 1 comprend assentiellement une tige cylindrique pleine dite de traction 2 et un embout cylindrique creux dit enclume 3. La tige de traction 2 et l'enclume 3 sont en acier et sont insérables dans un outil de pose telle qu'une pince manuelle 4 à deux bras, comme montré en partie à la Fig. 5 et décrite en détail dans la demande de brevet français précitée 83-07065, ou tel qu'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, la tige de traction 2 est analogue à celle décrite dans la demande de brevet français précitée 83-07065. L'extrémité inférieure de la tige 2 est composée d'un 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 11 de l'écrou 1. Le tronçon fileté 20 est destiné à être vissé dans la portion supérieure de l'alésage taraudé 11 de l'écrou 1 sur une longueur inférieure à celle de l'écrou 1. La longueur du second tronçon lisse 21 est sensiblement égale à celle de l'enclume 3. L'extrémité supérieure de la tige 2 est composée d'un long tronçon cylindrique lisse 22 terminé par un tronçon cylindrique extrême fileté 23. Le diamètre des tronçons 22 et 23 est de préférence plus grand que le diamètre des tronçons 20 et 21 afin que la tige 2 soit fixée dans une pince 4 telle que décrite dans la demande de brevet français précitée 83-07065. Ainsi, le tronçon lisse 22 est monté à coulissement dans un alésage 40 longitudinal à l'un, 41, des bras de la pince 4, et le tronçon fileté supérieur 23 supporte un écrou qui s'appuie sur un second bras mobile (non représenté) de la pince sous l'action d'un ressort. Le pivotement du second bras vers le premier bras 41 autour d'un axe ci'articulation de la pince produit une traction vers le haut de l'écrou de la pince et donc de la tige 2 à l'encontre du ressort. Comme montré à la Fig. 4, l'enclume 3 comprend un alésage axial formé par un alésage inférieur 30 ayant un diamètre sensiblement égal au diamètre de la paroi périphérique interne 13 du trou 12 et donc au diamètre externe du fut cylindrique supérieur 18 de l'écrou 1, et un alésage supérieur 31 ayant un diamètre sensiblement égal au tronçon lisse 21 de la tige de traction 2. L'alésage inférieur 30 est destiné à être centré autour du fut cylindrique 18 de l'écrou 1 tandis que l'alésage supérieur 31 est destiné au coulissement du tronçon lisse 21 de la tige 2. La longueur de l'alésage inférieur 30 de l'enclume est sensiblement égale ou supérieure à la profondeur du trou annulaire tronconique 12 de l'écrou 1. L'enclume 3 possède également un collet cylindrique 32 partageant l'enclume en un tronc cylindrique creux inférieur 33 et un tronçon cylindrique creux supérieur 34. La longueur L du tronçon 33 détermine la position de l'écrou 1 dans le trou borgne de la pièce recevant l'écrou 1. Les diamètres externes du tronçon cylindrique i! et de l'écrou 1 sont égaux. L'extrémité inférieure du tronçon 33 est terminée par un chanfrein externe 35 ayant un angle a plus grand que l'angle au sommet ss de la paroi tronconique 14 du trou annulaire 12 afin que le chanfrein 35 pénètre dans le trou annulaire 12, corme montré à la Fig. 5. De préférence, la différence entre l'angle au sommet a du chanfrein 35 et l'angle au sommet 8 de la paroi tronconique 14 de l'écrou 1 est comprise entre 400 et 55 . Typiquement, l'angle a est compris entre 650 et 750. Le tronçon supérieur 34 est fileté pour être vissé dans un lamage taraudé 42 prolongeant axialement l'extrémité inférieure de l'alésage lisse 40 dans le bras 41 de la pince 4. Le collet 32 de l'enclume 3 peut être constitué par au moins un écrou ou, de préférence, par un écrou 320 et un contre-écreu 321 vissés sur un filetage prévu à la périphérie du tronçon inférieur 33 de l'enclume, lequel peut prolonger le filetage du tronçon supérieur 34, comme montré aux Piges. 4 et 5. - La pose de l'écrou 1 dans un trou 5 d'une pièce en bois 6 ayant une faible épaisseur, telle qu'un panneau en bois lamifib sur les deux faces, est maintenant décrite en référenee à la Fig 5. Le perçage du trou 5 s'effectue perpendiculairement à la face supérieure 60 de la pièce 6. Le diamètre du trou de perçage 5 peut être supérieur de quelques dizièmes de millimètre au diamètre externe de l'écrou 1 et du tronçon cylindrique inférieur 33 de l'enclume 3. La longueur du trou 5 et donc l'épaisseur de la pièce 6 est au moins sensiblement plus grande que la longueur de l'écrou 1 égale à la longueur de l'alésage taraudé 11 de l'écrou. L'alésage taraudé 11 de l'écrou 1 est vissé autour du tronçon fileté 20 de la tige 2 et simultanément le fut cylindrique 18 de l'écrou 1 pénètre à frottement doux dans l'alésage lisse inférieur 30 de l'enclume 3 jusqu a ce que les sommets supérieurs 17 des cannelures 10 de l'écrou à l'embouchure du trou annulaire tronconique 12 butent entre le chanfrein 35 de l'enclume 3. Puis l'écrou 1 et le tronçon inférieur 33 de l'enclume 3 entourant l'extrémité inférieure 20 de la tige 2 et ltextrémité supérieure du fût cylindrique 18 sont introduits dans le trou de perçage 5 jusqu'à ce que l'épaulement inférieur 320 du collet 32 de l'enclume s'appuie contre la face 60 de la pièce 6.Lorsque le collet 32 est sous la forme d'un écrou 320 et d'un contre-écrou 321, ceux-ci sont positionnés sur l'enclume en fonction de la profondeur choisie de l'écrou 1 dans le trou de perçage 5. Le collet 32 est maintenu en appui contre la face 60 de la pièce 6 pendant toute l'opération de traction suivante. Une traction est ensuite exercée vers le haut de la tige de traction 2 par la pince 4 dans laquelle le pivotement du second bras vers le premier bras 41 a été réglé convenablement pour produire un recul de la tige de traction 2 sur une longueur sensiblement inférieure à la profondeur du trou annulaire tronconique 12 de l'écrou 1. Selon une autre variante, un réglage analogue est prévu dans l'appareil de traction pneumatique. Le recul vers le haut de la tige 2 se traduit par un coulissement de la tige 2 dans l'alésage supérieur lisse 31 de l'enclume 3 et simultanément par une traction de l'écrou 1 vers l'enclume 3. Ceci provoque un coulissement de la paroi périphérique interne 13 du trou 12 dans l'alésage inférieur 30 de l'enclume et une poussée des sommets 17 des cannelures 10 contre le chanfrein 35 de l'enclume. Progressivement, la paroi périphérique 14 du trou annulaire 12 glisse sur le chanfrein 35. Les sommets 17 des cannelures 10 se scindent respectivement pour éclater en des pointes acérées 19 reparties en étoile, comme montré en traits mixtes dans la Fig. 5. Les pointes acérées 19 s'ouvrent en parapluie et pénètrent progressivement en biais vers le haut dans la matière de la pièce 6 quelle qu'en soit sa dureté, sans faire éclater la matière de la pièce 6. L'écrou 1 est ainsi ancré dans le trou 5 et ne peut ni être translaté ni être tourne. Après dévissage du tronçon fileté 20 de la tige 2 dans l'écrou 1 et retrait vers le haut de la pince 4 et de l'enclume 3, l'écrou 1 est disponible pour recevoir une vis de fixation et joue ainsi le rôle d'un taraudage résistant dans le trou 5. REVENDICATIONS 1- - Ecrou (1) ayant un alésage taraudé (11) et une surface externe pourvue de cannelures longitudinales (10), caractérisé en ce qu'il comprend entre la surface externe à cannelures (10) et l'alésage taraudé (11) un trou annulaire borgne (12) ayant une paroi périphérique externe (14) débouchant vers l'extérieur au voisinage de la base (17) des cannelures (10). 2 - Ecrou conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi périphérique interne (13) du trou annulaire borgne (12) est cylindrique et la paroi périphérique externe (14) du trou (12) est tronconique et converge dans le fond (15) du trou (12) vers la paroi interne (13). 3 - Ecrou conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la paroi périphérique interne (13) du trou annulaire borgne (12) et l'alésage taraudé (11) forment un fut cylindrique taraudé (18) ayant une longueur plus grande que la profondeur du trou annulaire borgne (12). 4 - Ecrou conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'épaisseur entre l'alésage taraudé (11) et la paroi périphérique interne (13) du -trou annulaire (12) est sensiblement égale au tiers de l'épaisseur entre l'alésage taraudé (11) et la surface externe à cannelures (10). 5 - Ecrou conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la profondeur du trou annulaire borgne (12) est sensiblement égale ou inférieure à la moitié de la longueur de l'écrou (1). 6 - Procédé de pose d'un écrou (1) dans un trou de perçage (5) d'une pièce (6) pour réaliser un taraudage résistant, ledit écrou ayant un alésage taraudé (11), procédé selon lequel l'alésage taraudé (11) est vissé autour d'une extrémité filetée (20) d'une tige (2) jusqu'à mise èn butée d'une face (17) de l'écrou (1) contre une première extrémité (33, 35) d'un embout cylindrique creux (3), et selon lequel l'embout (3) avec l'écrou (1) en butée est enfilé dans le trou de perçage (5) et y est maintenu stationnaire pour une position prédéterminée (L) de l'écrou (1) dans le trou de perçage (5), et selon lequel la tige (2) coulisse dans l'embout (3) pour tracter l'écrou (1), caractérisé en ce que l'écrou est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, en ce que la face de l'écrou (1) en butée contre la première extrémité (33, 35) de l'embout (3) est la face annulaire (17) de l'écrou (1) entre la surface externe à cannelures (10) et la paroi périphérique externe (14) du trou annulaire borgne (12), et en ce que la traction de l'écrou (1) par la tige filetée (2) vers l'embout (3) provoque la pénétration de la première extrémité (33, 35) de l'embout (3) dans le trou annulaire borgne (12) de l'écrou et l'éclatement des cannelures (10) à partir de ladite face annulaire (17) de l'écrou en des pointes acérées (19) pénétrant dans la matière de ladite pièce (6). 7 - Procédé conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que la course de coulissement de la tige (2) pour la traction de l'écrou (1) est sensiblement inférieure à la profondeur du trou annulaire borgne de l'écrou (1). 8 - Procédé conforme à la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'avant la mise en butée de l'écrou (1) contre l'embout (3), la longueur (L) de la première extrémité (33) est réglée en fonction de ladite position prédéterminée de l'écrou (1) dans le trou de perçage (5). 9 - Embout cylindrique creux (3) pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'alésage (30) de ladite première extrémité (33) de l'embout (3) a un diamètre (30) sensiblement égal au diamètre de la paroi périphérique interne (13) du trou annulaire borgne (12) de l'écrou (1) et a une longueur sensiblement égale ou supérieure à la profondeur du trou annulaire borgne (12) de l'écrou (1). 10 - Embout conforme à la revendication 9 dont ladite première extrémité (33) est terminée par un chanfrein (35), caractérisé en ce que l'angle au sommet (a) du chanfrein (35) de l'embout (3) est plus grand que l'angle au sommet (B) de la paroi périphérique externe tronconique (14) du trou annulaire borgne (12) conforme à la revendication 2. 11 - Embout conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que la différence desdits angles aux sommets (a,B) est comprise entre 40" et 550 et, de préférence, l'angle au sommet (B) de la paroi tronconique (14) du trou annulaire borgne (12) de l'écrou (1) est de l'ordre de 22 et l'angle au sommet (a) du chanfrein (35) de l'embout (3) est compris entre 650 et 750.