Brevet FR2623257A1 — publié le 19890519

Z623257 L'invention concerne des organes d'assemblage destinés à monter une pièce sur un élément de support, et elle a trait en outre à des écrous d'assemblage perfec- tionnés qui produisent une action de blocage pour réaliser une fixation sur un goujon lisse ou non fileté. Dans l'assemblage ou le montage de structures dans lesquelles un goujon lisse est utilisé pour monter une pièce sur un élément de support, on a classiquement utilisé un écrou conçu pour réaliser par coupe son propre filet complémentaire sur le goujon pendant sa mise en place sur le goujon pour fixer le joint assemblé. Par exemple, des pare-chocs d'automobiles ont été munis d'un "bandeau" élastique, protecteur, qui comporte habituellement un goujon allongé passant dans un trou du pare-chocs de manière qu'un écrou hexagonal métallique habituel soit monté sur l'extrémité dépassante du goujon pour fixer le bandeau protecteur sur le pare-chocs. Habituellement, le goujon est moulé d'une seule pièce avec le bandeau protecteur en une résine élastique, pour fabrications mécaniques, par exemple des résines disponibles dans le commerce sous la marque commerciale déposée "Bexloy" de E.I. DuPont. L'écrou hexagonal métallique classique a tendance à se gripper pendant qu'il est monté sur un goujon en matière plastique, ce qui a souvent pour résultat une déformation et la rupture par torsion du goujon, entraînant une fréquence élevée de défaillances des assemblages. Ces défauts sont éliminés par l'écrou perfec- tionné d'assemblage et par l'assemblage perfectionné selon l'invention. L'écrou perfectionné est fixé sur un goujon lisse qui est inséré dans un alésage central de l'écrou. L'alésage comporte un moyen de guidage qui réalise un guidage d'alignement pendant l'insertion par glissement du goujon dans l'alésage. Le moyen de guidege présente avantageusement une configuration annulaire d'un diamètre intérieur légèrement plus grand que le diamètre du goujon afin que l'insertion initiale du goujon ne produise pas une résistance de frottement importante. L'alésage de l'écrou comporte en outre un filet hélicoidal, avantageusement un filet à une seule spire, qui est disposé dans l'alésage de façon à être axialement distinct du moyen de guidage et qui se termine à l'intérieur de l'alésage, à proximité immédiate du moyen de guidage. Le filet hélicoïdal présente un petit diamètre inférieur au diamètre du goujon et il fait également saillie radialement vers l'intérieur de l'alésage davantage que le moyen de guidage. Le goujon est initialement inséré dans l'alésage et glisse au-delà de la formation de guidage jusqu'à ce qu'il porte contre l'entrée du filet. En ce point, un couple est appliqué à l'écrou et le filet forme à froid une empreinte de filet complémentaire dans la périphérie du goujon. L'empreinte de filet résultante sur le goujon comprend de la matière du goujon formée à froid, déplacée radialement vers l'extérieur, qui fait obstacle à tout retrait par vibration du moyen de guidage par rapport au goujon. L'écrou est avantageusement moulé en une matière plus dure que celle du goujon qui cède devant le filet de formage à froid de l'écrou. Dans une forme préférée de réalisation d'un assemblage perfectionné utilisant l'écrou, la structure de l'assemblage fixe un bandeau protecteur, élastique, sur un pare-chocs d'automobile. Le goujon vient de moulage avec le bandeau et est inséré dans une ouverture du pare-chocs afin que l'extrémité en saillie du goujon soit à découvert. L'extrémité du goujon est insérée à travers le moyen de guidage dans l'alésage de l'écrou. Le moyen de guidage est défini par une combinaison annulaire de dents alignées axialement, le diamètre de dent à dent étant légèrement plus grand que le diamètre périphérique extérieur du goujon, ce qui permet aux dents de réaliser un guidage d'alignement lorsque le goujon est enfilé dans l'alésage. L'écrou est moulé en une résine plus dure que celle du goujon de manière que le filet hélicoïdal forme à froid une empreinte de filet complémentaire qui fait obstacle au retrait des dents afin de maintenir fixement l'assemblage. Le grand diamètre du filet de l'écrou est dimensionné de façon que le grand diamètre de l'empreinte de filet formée dans le goujon ne soit pas excessivement plus grand que le diamètre intérieur de la configuration annulaire des dents afin que l'écrou puisse être dégagé du goujon par l'appli- cation d'un couple suffisant pour entraîner les dents à travers l'empreinte de filet sans arracher ou déformer fortement cette empreinte. ' 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 vue en perspective éclatée d'une forme de réalisation d'un assemblage et d'un écrou de fixation selon l'invention; la figure 2 est une vue en bout de l'assemblage achevé de la figure 1; la figure 3 est une coupe longitudinale partielle sur laquelle le goujon lisse montré sur la figure 1 est partiellement inséré dans l'alésage de l'écrou jusqu'à un point o l'extrémité du goujon bute contre le filet de l'écrou; la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2; la figure 5 est une vue en coupe axiale de l'écrou montré sur les figures 1 à 4; la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 4; et la figure 7 est une vue en coupe axiale d'une variante de l'écrou selon l'invention. En référence aux figures 1 à 4, une forme de réalisation d'un joint assemblé conformément à l'invention est désignée globalement par la référence numérique 10. Dans l'assemblage illustré 10, un bandeau élastique protecteur 12, moulé en une résine pour applications mécaniques, est monté sur un pare-chocs classique 14 d'automobile. Un goujon lisse globalement cylindrique 16, moulé d'une seule pièce avec le bandeau 12 dont il fait saillie, est inséré dans une ouverture 14a de montage du pare-chocs 14 et en dépasse, comme on peut mieux le voir sur la figure 4. Un écrou 18 de blocage est ensuite monté sur le goujon 16 pour fixer l'assemblage 10 et l'ensemble du bandeau 12 sur le pare-chocs 14. En référence de nouveau aux figures 1 et 2, l'écrou 18 présente avantageusement un profil périphérique de configuration "TORX" qui est avantageuse pour faire tourner l'écrou. L'écrou 18 comporte aussi, de façon avantageuse, une embase légèrement concave 20 formant la surface d'appui à l'extrémité pilote ou d'entrée de l'écrou 18. Ce dernier présente un alésage pilote central 22 qui débouche à l'extrémité pilote adjacente à l'embase 20 et qui s'étend vers -l'arrière à travers l'écrou, mais se termine à l'intérieur de l'écrou 18 en un point médian entre les extrémités opposées de l'écrou. Ainsi qu'on peut mieux le voir sur les figures 5 et 6, la paroi périphérique de l'alésage pilote 22 est formée par une configuration annulaire de dents 24 allongées axialement, dont les sommets sont dirigés radialement vers l'intérieur. La configuration annulaire des sommets des dents présente un diamètre entre sommets, ou petit diamètre désigné A, qui est au moins égal, et de préférence légèrement supérieur, au diamètre B du goujon 16; ces dimensions relatives des diamètres A et B permettent aux dents 24 de réaliser un guidage d'alignement afin que le goujon 16 puisse être inséré à travers l'extrémité pilote de l'écrou qui est enfilé sur le goujon de façon globalement droite comme montré sur la figure 3, sans résistance de frottement notable au début de l'opération de montage de l'écrou. En référence aux figures 3 à 5, les dents 24 s'étendent sur toute la longueur de l'alésage pilote 22 et se terminent avec celui-ci à une profondeur médiane à l'intérieur de l'écrou, en un emplacement globalement annulaire désigné C qui correspond aussi à l'extrémité terminale éloignée d'un filet intérieur hélicoidal à une seule spire, désignée globalement en 26. La spire de filet 26 est globalement coaxiale à l'alésage pilote 22 et commence juste à l'intérieur de l'ouverture arrière 28 de l'écrou formée par une courte fraisure conique. En référence notamment à la figure 3, le petit diamètre D de la spire de filet 26 est inférieur au diamètre B du goujon de manière que, lorsque l'extrémité insérée 16a du goujon atteint l'extrémité médiane C des dents 24, l'écrou 18 soit ensuite entrainé en rotation. Le filet 26 entre en prise avec la matière périphérique du goujon et la déplace pour former une empreinte de filet extérieure complémentaire, désignée globalement en 17, dans le goujon précédemment lisse ou non fileté 16, comme montré sur la figure 4. Pour faciliter la formation du filet sur le goujon en matière plastique avec un déplacement de la matière du goujon vers l'extérieur pour former l'empreinte de filet 17, au lieu de réaliser un filet par coupe et, par conséquent, enlèvement de matière du goujon, la spire de filet 26 peut avoir avantageusement une partie d'attaque effilée ou arrondie 30. Pour cette raison, l'écrou 18 est fabriqué, avantageusement par moulage, en une résine plus dure, par exemple en polyoxyméthylène telque du type "Delrin R" (E.I. DuPont), que la composition de matière plastique du goujon qui cède sous le filet 26. La matière du goujon qui est déplacée vers l'extérieur en formant l'empreinte 17 de filet établit un grand diamètre E qui non seulement est plus grand que le diamètre initial B du goujon, mais qui, aussi, est plus grand que le petit diamètre A de la configuration annulaire des dents 24 de l'écrou 18; en conséquence, la matière du goujon, déplacée vers l'extérieur, de l'empreinte 17 fait obstacle au trajet de retrait des dents 24. Ce blocage favorise une retenue fixe de l'assemblage 10 en empêchant l'écrou 18 de se dégager jusqu'à ce qu'un couple suffisant soit délibérément appliqué pour rétracter les dents 24 à travers l'empreinte 17 du goujon, faisant obstacle, lequel coupie est appliqué lors d'une opération effectuée a l'aide d'un outil pour retirer l'écrou. Le petit diamètre D ne devrait avanta- geusement pas être trop inférieur au petit diamètre A de la configuration annulaire de dents 24 afin d'empêcher une résistance excessive au retrait des dents 24, ce qui pourrait provoquer un arrachement ou une déformation de l'empreinte de filet 17 du goujon lorsque l'écrou 18 est délibérément dégagé pour être retiré du goujon. Les dents 24 servent à deux fonctions consis- tant à effectuer un guidage d'alignement lorsque l'écrou 18 est enfilé sur le goujon 24 et à empêcher l'écrou de quitter sa position d'alignement ou de se mettre en biais lorsque le filet unique 26 attaque le goujon pour former l'empreinte 17; de plus, les dents 24 servent aussi de structure de blocage qui fait obstacle à tout retrait dans le joint totalement assemblé 10. Cette caractéristique de blocage permet au joint ou assemblage d'être conservé sans retrait de l'écrou, mais avec un faible serrage de l'embase de l'écrou contre le pare-chocs 14 afin de permettre des tolérances portant sur les différences de dilatation thermique entre le bandeau 12 de matière plastique (et le goujon 16) et le pare-chocs métallique classique 14, ainsi que l'écrou 18 en matière plastique dure. On peut mouler l'écrou 18 en utilisant des broches de noyau de moulage séparées qui se rejoignent bout Z623257 à bout à l'intérieur du moule pour former, respectivement, le tronçon fileté et le tronçon d'alésage de guidage denté du passage central. En référence à la figure 7, une forme de réalisation modifiée de l'écrou, désignée en 18', présente des caractéristiques similaires à celles de l'écrou 18, sauf que l'alésage 22' de guidage comporte une paroi périphérique globalement lisse qui se termine dans un anneau 32 faisant saillie vers l'intérieur de l'alésage; l'anneau assure le guidage d'alignement et le blocage, faisant obstacle à tout retrait, similairement aux dents 24 de l'écrou 18. Par conséquent, le diamètre intérieur A' de l'anneau 32 est égal ou légèrement supérieur au diamètre B du goujon. La longueur de l'anneau dépend de la présence d'un guidage suffisant pour empêcher un défaut d'alignement lorsque l'écrou 18' est enfilé sur le goujon et pour maintenir l'alignement lorsque le filet 26' est entraîné sur le goujon. Bien que l'anneau 32 doive assurer un appui et un serrage suffisants sur l'empreinte de filet du goujon pour empêcher le retrait par vibration de l'écrou 18' et le desserrage du joint, l'anneau peut être chanfreiné en 32a pour pouvoir passer sur l'empreinte de filet 17 du goujon en la déformant peu lorsque l'écrou 18' doit être retiré. Pour faciliter ce retrait, l'anneau 32 peut présenter des interruptions espacées qui dépendent de l'équilibre nécessaire entre le serrage de blocage demandé avec l'empreinte de filet du goujon et la force imposée nécessaire pour dégager et retirer l'écrou 18' lorsque cela est souhaité. Des modifications similaires des configura- tions de guidage et de blocage peuvent être conçues en fonction des objectifs décrits de l'écrou et de l'assem- blage. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'écrou et à l'assemblage décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention. 2&?3257 REVENDICATIONS 1. Ecrou (18) d'assemblage destiné à être fixé sur un goujon lisse (16) et comprenant un corps d'écrou traversé par un alésage central, caractérisé en ce que l'alésage comprend un moyen de guidage (24) destiné à réaliser un guidage d'alignement pendant l'insertion par glissement du goujon (16) dans l'alésage, un filet hélicoïdal (26) disposé dans l'alésage, axialement distinct du moyen (24) de guidage et se terminant à l'intérieur de l'aléage, à proximité immédiate du moyen (24) de guidage, le filet hélicoïdal (26) faisant saillie radialement vers l'intérieur dans l'alésage davantage que ledit moyen (24) de guidage de manière qu'en suivant séquentiellement l'insertion par glissement du goujon (16) dans l'alésage au-delà dudit moyen (24) de guidage, le filet (26) entre en prise avec la périphérie (16) du goujon et forme à froid, dans celle-ci, un filet complémentaire (17) qui comprend de la matière du goujon formée à froid, déplacée radialement vers l'extérieur, qui fait obstacle à tout retrait du moyen (24) de guidage par rapport au goujon (16) et favorise ainsi la retenue fixe de l'écrou (18) sur ce goujon. 2. Ecrou (18) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen (24) de guidage comprend au moins un anneau partiel (24, 24) ayant un diamètre intérieur (A, A') plus grand qu'un petit diamètre (D) du filet hélicoïdal (26), le diamètre intérieur (A, A') étant plus petit qu'un grand diamètre du filet hélicoïdal (26). 3. Ecrou (18) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de guidage (24) comprend une configuration annulaire (24, 24) de dents allongées axialement (24) ayant des sommets dirigés radialement vers l'intérieur. 4. Ecrou (18) d'assemblage destiné à fixer -une pièce moulée telle qu'un bandeau (12) de protection de pare-chocs sur une surface (14) de montage, par exemple un pare-chocs d'automobile, dans lequel la pièce moulée (12) comprend un goujon lisse (16) d'un diamètre donné (B) et qui s'étend dans une ouverture de la surface de montage, l'écrou de fixation, qui comporte un corps traversé par un alésage central, étant caractérisé en ce que l'alésage comprend un moyen de guidage (24) définissant un petit diamètre intérieur utile (A, A'), et un filet hélicoidal intérieur (26) disposé dans l'alésage, axialement distinct du moyen (24) de guidage et se terminant à l'intérieur de l'alésage à proximité immédiate du moyen (24) de guidage, le filet hélicoidal intérieur (26) définissant un petit diamètre (D) de filet qui est inférieur au diamètre (B, A) du goujon (16) et du moyen de guidage (24) de manière qu'après que le goujon (16) a été inséré en glissant dans l'alésage au-delà du moyen (24) de guidage, le filet hélicoidal intérieur (26) entre en prise avec la périphérie (16) du goujon et y réalise, par formage & froid, un filet extérieur complémentaire (17) qui est formé par un déplacement radial'vers l'extérieur de la matière (16) du goujon formé à froid afin que le filet extérieur résultant (17) présente un grand diamètre (E) qui est plus grand que le diamètre intérieur utile (A, A') du moyen de guidage (24) de manière qu'à la suite d'un mouvement de retrait de l'écrou (18) par rapport au goujon (16), le moyen (24) de guidage porte contre le filet extérieur (17) pour empêcher et faire obstacle à un mouvement relatif de retrait de l'écrou (18) à partir du goujon (16) et favorise ainsi la retenue fixe de l'écrou (18) sur ce goujon. 5. Ecrou (18) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de guidage (24) comprend au moins un anneau partiel (24, 24) ayant un diamètre intérieur (A, A') plus grand qu'un petit diamètre (D) du filet hélicoidal (26), ledit diamètre intérieur (A, A') étant plus petit qu'un grand diamètre du filet hélicoïdal (26). 6. Ecrou (18) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de guidage (24) comprend une configuration annulaire (24, 24) de dents axialement allongées (24) ayant des sommets dirigés radialement vers l'intérieur, qui définissent ledit petit diamètre utile (A, A') du moyen de guidage (24). 7. Ecrou (18) selon la revendication 4, caractérisé en ce, que la matière dont est formé l'écrou (18) n'est que légèrement plus dure que celle du goujon (16) afin que l'écrou (18) puisse être dévissé du goujon (16), ledit moyen de guidage (A, A') déformant le filet extérieur (17) du goujon. 8. Procédé de fixation d'une pièce moulée (12) telle qu'un bandea-. de protection de pare-chocs sur une surface de montage (14), par exemple un pare-chocs d'automobile, dans lequel la pièce moulée (12) comprend un goujon lisse (16) reçu dans une ouverture de la surface de montage (24), le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un élément (18) analogue à un écrou ayant un alésage central comprenant un moyen (24) de guidage et de retenue adjacent à son extrémité d'entrée (22) et définissant un diamètre intérieur utile (A, A') supérieur au diamètre (B) du goujon (16), et un moyen (26) de formation de filet proche de l'extrémité opposée (28) de l'écrou (18), conçu pour entrer en prise avec le goujon (16) et le former à froid, à mettre en place l'écrou (18) sur le goujon (16), à visser l'écrou (18) sur le goujon (16) et à former à froid un filet extérieur ou mâle (17) dans le goujon (16), à un grand diamètre (E) qui est supérieur au diamètre intérieur utile (A, A') du moyen (24) de guidage et de retenue, à continuer de visser l'écrou (18) sur le goujon (16) jusqu'à ce que la pièce moulée (12) soit tirée jusqu'à en contact avec ladite surface. de montage (14) de manière que, lorsque ledit contact est établi, le filet extérieur (17) formé à froid soit proche 26y3257 du moyen (24) de guidage et de retenue pour opposer, à un mouvement relatif de retrait de l'écrou (18) par rapport au goujon (16), une résistance due à la prise entre le filet extérieur (17) et le moyen (24) de guidage et de retenue. 9. Procédé selon la revendication 8, carac- térisé en ce qu'il consiste en outre à choisir l'écrou (18) en une matière qui, par rapport à celle du goujon (16), est telle que l'écrou (18) puisse être dévissé du goujon, le moyen (24) de guidage et de retenue déformant le filet extérieur (17) du goujon (16) pendant l'enlèvement. 10. Structure d'assemblage-(10) pour fixer une pièce (12) à goujon, telle qu'un bandeau de pare-chocs, sur un élément (14) de support, par exemple un pare-chocs, traversé par un passage, la pièce comportant un goujon allongé (16) qui fait saillie par le passage pour qu'une extrémité (16a) de ce goujon en dépasse, la structure, qui comprend en outre un écrou de fixation présentant un alésage central, étant caractérisée en ce que l'écrou comporte un moyen (24) de guidage définissant partiellement l'alésage et adjacent à une ouverture d'entrée (22) de l'alésage, le moyen de guidage (24) définissant un diamètre intérieur (A, A') égal ou légèrement supérieur au diamètre extérieur périphérique (B) du goujon (16) , ce qui permet au moyen (24) de guidage d'effectuer un guidage d'alignement par glissement de l'ouverture avant (22) de l'alésage sur l'extrémité en saillie (16a) du goujon (16), un filet hélicoïdal (26) étant situé dans l'alésage, à proximité immédiate d'une ouverture arrière (28) de cet alésage, le filet (26) ayant un petit diamètre (D) inférieur au diamètre (B) du goujon et un grand diamètre supérieur au diamètre (B) et audit diamètre intérieur (A, A') du moyen de guidage (24), le goujon (16) et l'écrou (18) étant réalisés dans des matières respectives d'une dureté relative telle qu'après que le moyen de guidage (24) a été glissé sur et le long du goujon (16), le filet (26) entre en prise avec la périphérie (16) du goujon et y réalise, par formage à froid, un filet complémentaire (17) ayant un diamètre (E) de matière du goujon (16), déplacée vers l'extérieur, supérieur audit diamètre intérieur (A, A') du moyen (24) de guidage de l'écrou afin que ledit filet complémentaire (17) fasse obstacle au retrait du moyen (24) de guidage de l'écrou par rapport au goujon (16) et favorise ainsi la fixation dudit assemblage (10).