Brevet FR2653186A1 — publié le 19910419

L'invention est relative aux dispositifs de fi- xation à cage du type aveugle, c'est-à-dire contenant dans leurs cages une pièce de vissage prisonnière (écrou ou vis) et agencés de façon à pouvoir être posés sur une tôle à partir de l'une des faces de cette tôle en vue de recevoir une pièce de vissage complémentaire (vis ou écrou) se présentant du côté de cette même face, en raison de l'inaccessibilité de l'autre face due par exemple au fait que la tôle fait partie d'un caisson fermé au moins partiellement, comme il arrive fréquem- ment pour les carrosseries de véhicules. Elle a pour but, surtout, de rendre les disposi- tifs de fixation du genre en question particulièrement faciles et rapides à monter, résistants à la fois aux efforts d'arrachement et aux couples exercés sur eux, tels qu'ils fassent peu saillie par rapport à la face inaccessible de la tôle et, dans certains modes de réa- lisation avantageux, tels qu'ils autorisent après même leur montage sur la tôle des basculements des pièces de vissage par rapport à cette tôle, comme il est requis pour certaines applications telles que la fixation de crics sur les carrosseries de véhicules. A cet effet, chacun des dispositifs de fixation du genre en question est essentiellement caractérisé selon l'invention en ce qu'il est propre à coopérer avec des trous en forme de T épais poinçonnés dans la tôle et en ce que sa cage comprend un talon épais et étroit logeable jointivement dans le pied du trou en T et une semelle mince et large présentant, d'une part, un voile plat propre à recouvrir jointivement la tête du trou en T et le bord délimitant cette tête du côté de la face accessible de la tôle et, d'autre part, un ressaut logeable dans la tête du trou en T, ressaut terminé par une lèvre propre à buter contre le bord, dudit trou, opposé à son pied, la portion, du talon, raccordée à la semelle contenant au moins une partie allongée d'une pièce de vissage métallique propre à traverser la tête du trou en T lors du montage de la cage sur la tôle et à venir buter après ce montage contre les deux portées, de la tôle, qui délimitent latéralement le pied du trou en T au voisinage de sa tête du côté de la face inaccessi- ble de la tôle. Dans des modes de réalisation avantageux, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des disposi- tions suivantes: - le talon est fendu de façon telle que son ex- trémité la plus éloignée de la lèvre puisse être rappro- chée élastiquement de celle-ci pour permettre le clipsa- ge de cette lèvre sur le bord correspondant du trou en T évidé dans la tôle, - la cage est évidée par deux lumières latéra- les traversées par les deux bras de la portion allongée de la pièce de vissage, - les lumières selon l'alinéa précédent sont fermées du côté du fond de la cage, - dans une cage selon l'alinéa précédent, l'une seulement des lumières est ouverte du côté opposé au fond de la cage, - la portion allongée de la pièce de vissage est la tête en forme de petit maillet d'une vis et la cage est évidée, du côté opposé à son fond, par une ou- verture allongée rendant possibles les basculements de la vis dans cette cage autour de l'axe de sa tête cy- lindrique. L'invention comprend, mises à part ces disposi- tions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire deux modes de réalisation préférés de l'invention en se référant aux dessins ci-annexés d'une manière bien entendu non limitative. La figure 1, de ces dessins, montre en plan un dispositif de fixation établi selon l'invention. Les figures 2 et 3 montrent respectivement en vue latérale et en coupe selon III-III, figure 1, l'en- semble du dispositif ci-dessus et d'une tôle sur la- quelle il est fixé. Les figures 4 et 5 montrent respectivement en vue latérale et en vue en plan une variante de dispo- sitif de fixation également conforme à l'invention. La figure 6 montre la forme des trous poinçonnés dans les tôles avec lesquels peut coopérer le dispositif de fixation des figures 4 et 5. On désire fixer une pièce de vissage (écrou 2 ou vis 3) sur une tôle 1 à "l'aveugle", expression signi- fiant que ladite tôle est accessible seulement de l'un de ses côtés, comme il est fréquent dans le domaine des carrosseries d'automobiles, ladite pièce de vissage étant propre à coopérer par vissage avec une pièce complémentaire (vis ou écrou) aux fins de fixation sur ladite tôle d'un objet de toute nature désirable tel qu'une seconde tôle ou qu'un accessoire, notamment un cric de véhicule. A cet effet, on évide dans la tôle I un trou 4 présentant la forme générale d'un T épais avec pied 41 et tête 42' chaque extrémité de pied ou de tête étant délimitée par un demi-cercle et les zones de raccorde- ment du pied à la tête étant elles-mêmes délimitées de préférence par des arrondis ainsi que visible en 43 sur les figures 1 et 6. Pour simplifier la description, on supposera dans ce qui suit, à titre purement illustratif et bien entendu non limitatif, que la face accessible de la tôle est sa face supérieure. Pour coopérer avec le trou 4, on a recours à une cage 5 en matière plastique comprenant: - un talon 6 relativement épais et étroit agen- cé de façon à pouvoir être logé jointivement dans le pied 41 du trou 4, et une semelle relativement mince et large présentant, d'une part, un voile plat 7 propre à recou- vrir jointivement la tête 42 du trou 4 et la face supérieure du bord qui la délimite et, d'autre part, un ressaut inférieur 8 raccordé par une rampe 9 au talon 6 et se terminant par une lèvre 10 propre à buter contre le bord 44, du trou 4, le plus éloigné de son pied 41 La portion, du talon 6, qui est raccordée à la semelle sert de logement ou de cage proprement dite pour une portion allongée de la pièce de vissage métallique 2 ou 3. Dans le mode de réalisation illustré sur les fi- gures 1 à 3, cette pièce de vissage est un écrou 2 com- prenant deux ailes plates 21 nervurées en 22. Chacune de ces deux ailes 21 présente la forme générale d'un T à pied large et traverse horizontalement une lumière 11 évidée dans le talon 6 de façon à reposer sur deux portées 12 longeant cette lumière 11. Les dimensions desdites ailes 21 sont telles que l'écrou 2 puisse traverser verticalement avec un faible jeu la tête 42 du trou 4. Le voile 7 s'étend ici autour de la totalité de la cage 5 et est évidé par un trou 13 dont le pourtour est semblable au contour de l'écrou 2 et un peu plus grand que ce contour à l'exception de deux lèvres 14 propres à recouvrir légèrement les deux petits côtés extrêmes dudit écrou. On peut ainsi placer cet écrou dans son logement à travers le trou 13, moyennant des déformations élasti- ques des lèvres 14, le retour en place de ces lèvres empêchant ensuite un dégagement involontaire de l'écrou ' à travers le trou 13. Pour monter la cage 5 garnie de son écrou 2 sur la tôle 1 au niveau d'un trou 4 poinçonné dans cette tôle, on procède comme suit. On introduit d'abord la portion centrale de la cage 5, comprenant l'écrou, dans la tête 42 du trou. Cette cage 5 se présente alors obliquement par rapport à la tôle 1, le talon 6 étant introduit dans la zone, du pied 41 du trou, la plus proche de sa tête et la semelle de la cage prenant appui contre le bord 44 du trou au niveau de ses rampes 9. Lorsque les ailes de l'écrou 2 sont suffisamment enfoncées pour être totalement au-dessous de la tôle 1, on déplace l'ensemble de la cage vers la base du pied 41 du trou, ce qui fait passer lesdites ailes sous les pla- ges P de la tôle, qui bordent ledit pied 41 au voisinage de la tête 42: les rampes 9 glissent alors le long du bord 4 du trou, ce qui redresse progressivement la ca- ge. A la fin de cette course de coulissement, le talon 6 vient buter contre le fond du pied 41 C'est exactement à cet instant que la lèvre 10 parvient au niveau du bord 44 et il suffit alors d'exer- cer un léger appui vers le bas sur le bout de la semelle pour obtenir un glissement vertical de la lèvre contre le bord 44 considéré et ainsi leur accrochage mutuel. Cet accrochage est ferme du fait de la pression horizontale d'appui mutuel des deux éléments considérés en raison de la légère élasticité de la matière plas- tique, le dimensionnement de la cage étant prévu de fa- çon telle qu'on observe alors une sorte d'engagement forcé de la cage dans le trou. Mais ledit accrochage peut être éventuellement renforcé par un effet de clipsage faisant intervenir l'effacement provisoire d'une butée élastique et le retour subséquent de cette butée en sa position initiale par un effet de déclic. Une telle butée est par exemple constituée par les nervures qui ont été désignées par la référence 15 sur les figures 1, 2, 4 et 5. Dans le cas de la figure 2, on voit une multi- plicité de telles nervures 15 qui permettent d'adapter la cage à des tôles 1 d'épaisseurs différentes. Des fentes 19 peuvent être évidées le long des flancs des nervures 15 pour faciliter les déformations de ces dernières. Après l'accrochage signalé de la lèvre 10 sur le bord 44, le montage de la cage 5 sur la tôle 1 est ache- vé, l'écrou 2 est solidement mis en place dans le trou 4 et toute vis désirable peut être vissée dans cet écrou pour les fixations désirées. Lors du vissage d'une telle vis sur ledit écrou, les ailes de ce dernier viennent prendre appui vertica- lement vers le haut contre les plages P, lesquelles opposent bien entendu la résistance désirée à tout effort d'arrachement de l'écrou en dehors de la tôle. Il est à noter qu'alors aucun effort n'est exer- cé vers le haut sur la cage 5 elle-même de sorte que celle-ci demeure en place malgré l'exercice d'efforts verticaux sur l'écrou. Il est à noter également que, lors des vissages indiqués, la cage 5 ne peut pas tourner dans son loge- ment, ni donc l'écrou qu'elle contient. Il est à noter encore que la surface des plages P peut être facilement modifiée et en particulier aug- mentée: il suffit à cet effet de modifier les dimen- sions horizontales des ailes 21 de l'écrou et, corré- lativement, celles de la tête 42 du trou 4 tout en conservant inchangées celles du talon 6 et du pied 41 du trou. Pour démonter le dispositif, il suffit d'exercer sur la semelle de la cage 5 un effort suffisant vers le haut pour dégager la lèvre 10 du bord 44 du trou 4, puis de faire glisser la cage 5 contre ce bord dans le sens inverse de celui adopté lors du montage pour dégager cette cage, son écrou 2 traversant à nouveau vers le haut la tête 42 du trou 4. Dans la variante illustrée sur les figures 4 à 6, on retrouve la plupart des éléments qui ont été dé- crits à propos des figures 1 à 3, lesquels sont repré- sentés avec les mêmes références que précédemment. Les principales différences entre cette variante et le mode de réalisation précédent sont décrites ci- après. L'écrou 2 précédent est ici remplacé par la tête allongée 31 en forme de rouleau cylindrique, d'une vis 3 se présentant sous la forme d'un petit maillet, et les deux ouvertures 11 de la cage 5 dans lesquelles sont logées respectivement les deux moitiés de la tête 31 se présentent ici sous la forme d'alésages sensiblement circulaires constituant des paliers pour ces moitiés. Comme visible sur les figures 4 et 5, l'un seu- lement de ces deux alésages 11 est ouvert du côté du voile 7 selon un passage étranglé 16, ce qui permet la mise en place de la tête du maillet dans la cage moyen- nant une présentation en biais de cette tête et une déformation de la portion, de la cage, délimitant le passage étranglé 16. Une seconde différence réside en ce que le voile 7 est évidé par une fenêtre allongée 17 permettant les basculements de la vis 3, comme représenté en traits mixtes sur la figure 4, même après montage de la cage sur la tôle. De tels basculements peuvent être requis pour certaines applications telles que la fixation d'un cric de véhicule sur certains éléments de carrosserie. Une autre différence réside en ce que le talon 6 est fendu en 18, ce qui facilite les déformations élas- tiques de son extrémité en forme de bec destiné à venir en contact avec le fond du pied 41: de telles déforma- tions peuvent se révéler intéressantes pour réaliser le clipsage de la lèvre 10 dont question ci-dessus. Les opérations de montage et de démontage de la cage sont, pour cette variante, exactement les mêmes que celles décrites à propos du premier mode de réalisation. Ici encore, comme précédemment, après montage de la cage sur la tôle, la vis est solidement accrochée sur cette tôle, l'appui de la tête de maillet 31 contre les plages P de ladite tôle s'opposant à tout arrachement de la vis 3 et aucune sollicitation au démontage n'étant exercée sur la cage 5 lors de l'utilisation de la vis 3 pour la fixation. En suite de quoi et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient finalement un dispositif de fixation dont la constitution et la mise en oeuvre résultent suffisamment de ce qui précède. Ces dispositifs présentent un grand nombre d'avantages par rapport à ceux antérieurement connus et en particulier les suivants: - rapidité et simplicité du montage et du dé- montage, - résistance offerte par la pièce de vissage montée sur la tôle aussi bien aux efforts d'arrachement qu'aux couples exercés sur elle, faible saillie formée par la cage sur la face inaccessible de la tôle, dans le cas o la pièce de vissage est une vis, possibilité de basculement de celle-ci même après son montage, - absence d'angle vif dans le contour des trous poinçonnés dans la tôle pour la réception des disposi- tifs concernés. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ail- leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réali- sation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles o la cage 5 serait constituée en métal au lieu de l'être en matière plastique, cas dans lequel ce se- raient les deux alésages ou lumières 11 qui seraient ouverts du côté du voile 7 selon des passages étranglés 16 et non pas un seul, comme dans le mode de réalisation ci-dessus décrit, vu que le métal est moins déformable que la matière plastique et que, par consequent la pré- vision d'un seul passage 16 pourrait rendre difficile le montage de la pièce de vissage dans la cage. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation à cage du type aveu- gle, caractérisé en ce qu'il est propre à coopérer avec des trous (4) en forme de T épais poinçonnés dans une tôle (1) et en ce que sa cage (5) comprend un talon épais et étroit (6) logeable jointivement dans le pied (41) du trou en T et une semelle mince et large présen- tant, d'une part, un voile plat (7) propre à recouvrir jointivement la tête (42) du trou en T et le bord déli- mitant cette tête du côté de la face accessible de la tôle et, d'autre part, un ressaut (8) logeable dans la tête du trou en T, ressaut terminé par une lèvre (10) propre à buter contre le bord (44), dudit trou, opposé à son pied, la portion, du talon, raccordée à la semelle contenant au moins une partie allongée d'une pièce de vissage métallique (2,3) propre à traverser la tête du trou en T lors du montage de la cage sur la tôle et à venir buter après ce montage contre les deux portées (p), de la tôle, qui délimitent latéralement le pied du trou en T au voisinage de sa tête du côté de la face inaccessible de la tôle. 2. Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le talon (6) est fendu (en 18) de façon telle que son extrémité la plus éloignée de la lèvre (10) puisse être rapprochée élastiquement de celleci pour permettre le clipsage de cette lèvre sur le bord correspondant (44) du trou en T (4) évidé dans la tôle (1). 3. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la cage (5) est évidée par deux lumières latérales (11) traversées par les deux bras de la portion allongée de la pièce de vissage (2,3). 4. Dispositif de fixation selon la revendication 3, caractérisé en ce que les lumières (11) sont fermées du côté du fond de la cage (5). 5. Dispositif de fixation selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'une seulement des lumières (11) est ouverte du côté opposé au fond de la cage (5). 6. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la portion allongée de la pièce de vissage est la tête en forme de petit maillet (31) d'une vis (3) et en ce que la cage (5) est évidée, du côté opposé à son fond, par une ouverture allongée (17) rendant possibles les bascu- lements de la vis dans cette cage autour de l'axe de sa tête cylindrique.