Brevet FR2670542A1 — publié le 19920619

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR FIXER UN OBJET A UNE PAROI EN UN MATERIAU DE CONSTRUCTION LEGER La présente invention se rapporte à un procédé pour fixer un objet à une paroi en un matériau de construction léger, à l'aide d'un corps insérable qui présente un filetage extérieur autotaraudeur, ainsi qu'une cavité interne pour recevoir un élément de fixation, et est vissé dans un avant-trou à l'aide d'un outil de pose s'engageant dans la cavité interne, un élé- ment de fixation étant vissé dans cette cavité interne après l'enlèvement de l'outil de pose. L'invention concerne, par ailleurs, un dispositif de fi- xation pour la mise en oeuvre du procédé, comprenant un corps insérable muni d'une cavité interne pour recevoir un élément de fixation, et d'un filetage extérieur autotaraudeur, ainsi qu'un outil de pose s'engageant, avec verrouillage en rotation, dans la cavité interne du corps insérable. Des procédés et dispositifs de ce type sont connus d'après les brevets DE-C 3-22 56 938 et DE-C 2-24 19 111; le corps insé- rable est alors fermé à l'extrémité d'emboîtement et, après le façonnage d'un avant-trou cylindrique à l'aide d'une perceuse, il est vissé dans ledit avant-trou cylindrique au moyen d'un outil de pose Lors du vissage dans l'avant-trou cylindrique, le filetage extérieur "mord" dans le matériau de construction léger et tendre, la matière demeurant intacte entre les spires du filet Cela autorise l'ancrage, sans aucune pression d'écar- tement, d'un élément de fixation qui est vissé dans la cavité interne axiale du corps insérable, après la pose de ce dernier, en vue de la fixation d'un objet. Le brevet EP-BI-165 674 décrit un corps insérable qui est percé d'un orifice à l'extrémité d'emboîtement, et comporte un foret dépassant audelà de l'extrémité d'emboîtement dudit corps insérable muni d'un filetage extérieur autotaraudeur Le foret permet de renoncer au façonnage d'un avant-trou cylindri- que, car celui-ci est ménagé dans un matériau de construction léger, au cours de la pose, à l'aide du foret situé à l'extré- mité antérieure du corps insérable Lors du vissage d'un élément de fixation utilisé en tant que vis, après la pose du corps in- sérable dans un matériau de construction léger dont l'épaisseur de matière est inférieure à la longueur du corps insérable pourvu du filetage extérieur, l'extrémité antérieure de la vis chasse le foret par poussée latérale C'est la raison pour la- quelle le corps insérable connu, se dispensant d'un avant-trou, peut être employé uniquement lorsqu'il est plus long que l'épais- seur de matière du matériau de construction léger Par suite du nécessaire mouvement d'évitement latéral du foret, il est impos- sible d'envisager une utilisation s'accompagnant uniquement du façonnage d'un trou borgne, et non pas d'un trou traversant. En se fondant sur cet état de la technique, l'invention a pour objet de fournir un procédé et un dispositif du type men- tionné en introduction, qui permettent un montage rapide et simple dans des matériaux de construction légers, avec écono- mie de matière et sans aucune préparation d'un avant-trou. Le procédé conforme à l'invention est caractérisé par le fait qu'on utilise un outil de pose muni d'une lame d'outil faisant saillie au-delà de l'extrémité d'emboîtement du corps insérable, en traversant la cavité interne de ce dernier, ain- si que d'une pointe de forage à l'aide de laquelle est tout d'abord ménagé un avant-trou cylindrique dans lequel le corps insérable est vissé dans l'enchaînement, durant la même inter- vention, par le filetage extérieur autotaraudeur. La pointe de forage permet avantageusement de ménager un avant-trou d'un diamètre correspondant au diamètre de l'âme du filetage du corps insérable. Conformément à l'invention, le dispositif de fixation pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé par le fait que l'outil de pose présente une lame d'outil pouvant progresser dans la cavité interne du corps insérable, au-delà de l'extré- mité d'emboîtement de ce dernier, et pourvue d'une pointe de forage. Grâce au fait que l'outil de pose dépasse, par une lame, au-delà de l'extrémité d'emboîtement du corps insérable, il est possible de ménager tout d'abord à l'aide de la lame de l'outil, en une seule et unique intervention lors de la rota- tion de cet outil de pose, un avant-trou lors du déroulement du façonnage duquel l'extrémité d'emboîtement du corps insé- rable pénètre et taille un filetage, par son filetage exté- rieur, suite au mouvement de rotation Après la rétraction de l'outil de pose, un élément de fixation (en particulier une vis) peut être vissé dans la cavité interne dégagée du corps insérable Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de ménager un avant-trou cylindrique au moyen d'un outil distinct et en une intervention distincte, ni de prévoir un matériel et des pré- cautions dont s'assortit la présence d'un foret pouvant être dévié latéralement. Selon d'autres caractéristiques avantageuses du disposi- tif conforme à l'invention: la lame de l'outil est de préférence réalisée à la manière d'un poignard, avec une pointe de forage se rétrécissant symé- triquement; ladite lame est commodément réalisée sous la forme d'une barrette aplatie, de section transversale rectangulaire; cette lame présente préférentiellement une longueur corres- pondant, de 1,5 fois à 3 fois, à la longueur du corps insé- rable; ladite lame peut avantageusement présenter une queue d'enga- gement de l'outil à l'extrémité opposée à la pointe de forage; la queue d'engagement de l'outil comprend judicieusement une pièce intercalaire, ainsi qu'un tronçon hexagonal; ledit tronçon hexagonal est de préférence muni d'une creusure axiale pour l'introduction, par concordance de formes, d'un tournevis cruciforme; la barrette aplatie pénètre avantageusement, dans la creusure axiale de la queue d'engagement de l'outil, par l'extrémité op- posée à la pointe de forage, et est préférentiellement dotée d'une dépouille tronconique pour la venue en prise, par concor- dance de formes, avec le tournevis cruciforme le diamètre de l'âme du filetage extérieur est commodément égal à la largeur de la lame de l'outil à l'extrémité d'emboi- tement; ce diamètre de l'âme du filetage extérieur croit optimalement, à l'extrémité opposée à l'extrémité d'emboîtement, jusqu'à un diamètre plus grand que la largeur de la lame de l'outil; la hauteur de filet du filetage extérieur autotaraudeur aug- mente, de préférence, à partir de l'extrémité d'emboîtement sur laquelle ledit filetage s'achève; l'on a avantageusement prévu, sur la spire du filet du file- tage extérieur qui est voisine de l'extrémité d'emboîtement, des évidements configurés en des dents et donnant naissance à des arêtes tranchantes; la cavité interne possède judicieusement la même section transversale le long de l'axe longitudinal du corps insérable et la cavité interne peut être de section transversale crucifor- me, la saignée aplatie, plus large dans le sens radial, présen- tant de préférence une hauteur correspondant à l'épaisseur de la lame de l'outil et, en formant une fente longitudinale, une largeur correspondant à celle de ladite lame et au diamètre de l'âme du corps insérable à l'extrémité d'emboîtement, cependant que la saignée aplatie plus étroite, s'étendant perpendiculai- rement à la saignée aplatie plus large le long de l'axe longi- tudinal du corps insérable, présente préférentiellement une largeur qui est partout plus petite que le diamètre de l'âme du filetage extérieur dudit corps insérable. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif, en regard des dessins an- nexé sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un outil de pose conforme à l'invention; la figure 2 est une élévation latérale du corps insérable selon l'invention; la figure 3 est une vue en plan de l'extrémité postérieure du corps insérable, illustrée à gauche sur la figure 2 la figure 4 est une vue en plan, avec observation axiale, de l'extrémité d'emboîtement du corps insérable qui est repré- sentée à droite sur la figure 2; la figure 5 montre le corps insérable dans lequel est em- boité un outil de pose dont la queue d'engagement est enserrée dans le mandrin d'une perceuse, et dont la lame ménage un avant- trou, lors du processus de pose, dans une paroi en un matériau de construction léger; la figure 6 est une coupe selon la ligne VI-VI de la figu- re 5; la figure 7 est une élévation latérale, partiellement en coupe, illustrant le corps insérable et l'outil de pose à l'is- sue de la pose dans la paroi en un matériau de construction léger; la figure 8 représente le corps insérable introduit dans la paroi en un matériau de construction léger, après le vissa- ge d'une vis de fixation en vue de fixer un objet à ladite paroi; et la figure 9 est une coupe transversale du corps inséra- ble illustré sur la figure 8, pour mettre en évidence la posi- tion de la vis de fixation dans la cavité interne cruciforme du corps insérable. La figure 1 représente, en perspective, un outil de pose 1 qui peut être enserré, par sa queue hexagonale d'engagement 2, dans le mandrin d'une perceuse La queue hexagonale d'enga- gement 2 fait corps avec une pièce intercalaire 3, au-delà de laquelle fait saillie une lame d'outil 4 La pièce intercalai- re 3 est tronconique, afin de permettre une meilleure retenue au cours du montage Alors que la queue 2 et la pièce 3 con- sistent de préférence en une matière plastique, la lame 4 con- siste en un métal dont la dureté et la résistance à l'usure par abrasion sont suffisantes. La lame 4 de l'outil est réalisée sous la forme d'une bar- rette relativement aplatie, d'épaisseur et de largeur constan- tes, et fusionne dans une pointe de forage 5 de réalisation triangulaire à bout arrondi, et dont l'épaisseur de matière diminue vers l'avant de façon telle que ladite lame 4 présen- te, avec sa pointe de forage 5, l'aspect d'un poignard. La pointe arrondie de forage 5 possède également une con- figuration autorisant le vissage ou le dévissage, à l'aide de l'outil de pose 1, de vis à têtes cruciformes De la sorte, l'outil 1 peut également être utilisé comme un tournevis de fortune. La lame 4 de l'outil présente, par exemple, une épaisseur de matière de 1,3 millimètre et une longueur d'environ 40 mil- limètres Les longueurs considérées de la pièce intercalaire 3 et de la queue d'engagement 2 de l'outil peuvent mesurer, res- pectivement, 10 millimètres et 15 millimètres. L'outil de pose 1 sert à poser un corps insérable 7 repré- senté sur la figure 2, fabriqué en matière plastique ou venu de coulée sous pression en zinc Ce corps insérable 7 présente un tronçon central cylindrique 8, parcouru par une fente 9 vi- sible sur la figure 2 Le tronçon central cylindrique fendu 8 se prolonge par une région tronconique 10, qui s'achève par une collerette 11 à l'extrémité postérieure dudit corps 7. Le tronçon central cylindrique 8 et la région tronconique sont entourés par un filetage 12 à pas conséquent, réalisé en tant que filetage extérieur autotaraudeur de telle sorte que le corps insérable 7 taille, lors du vissage dans un trou pratiqué dans un matériau de construction léger, un filetage dans lequel une retenue est conférée audit corps 7 sans aucune pression d'écartement. A l'extrémité postérieure du corps insérable 7, le file- tage autotaraudeur 12 s'achève par une zone désignée par 13 et située devant la collerette 11 et, à l'extrémité antérieure ou extrémité d'emboîtement 14 dudit corps 7, ce filetage expire avec une hauteur de filet à décroissance continue, comme cela est optimalement mis en évidence par la figure 4. La figure 4 révèle également que plusieurs évidements 15 sont prévus dans la spire du filet du filetage 12 qui est voi- sine de l'extrémité d'emboîtement 14, ce qui délimite plusieurs arêtes tranchantes 6 grâce auxquelles ledit filetage 12 peut plus facilement "mordre" dans un matériau de construction lé- ger, notamment un panneau de placoplâtre La région tronconi- que 10 stabilise alors ledit panneau à l'extrémité postérieure du corps insérable 7, et autorise par conséquent de plus gran- des forces de retenue du dispositif de fixation. La figure 3 est une vue en plan de l'extrémité postérieu- re du corps insérable 7, montrant la collerette 11 de configu- ration annulaire observée par-dessus Tant sur la figure 3 que sur la figure 4, l'on distingue une cavité interne 16 de sec- tion transversale cruciforme, qui parcourt le corps insérable 7 dans le sens axial A l'issue de la mise en place dudit corps 7, la cavité interne cruciforme sert à recevoir un élément de fixation, notamment une vis 27 (figure 8) qui peut "mordre", par son filetage, dans la matière plastique entourant ladite cavité 16. La cavité interne 16 se compose d'une saignée aplatie 17 de largeur notable, s'étendant presque horizontalement sur les figures 2, 3 et 4, ainsi que d'une saignée aplatie 18 plus étroite, qui s'étend presque verticalement sur les figures 3 et 4 La saignée aplatie large 17 et la saignée aplatie étroi- te 18 traversent le corps insérable 7 de l'extrémité posté- rieure, sur la collerette 11, jusqu'à l'extrémité d'emboite- ment 14. La saignée aplatie large 17 présente une largeur corres- pondant, respectivement, au diamètre de l'âme du filetage 12 ou au diamètre externe du tronçon central cylindrique 8 La- dite saignée 17 forme par conséquent, dans ledit tronçon cen- tral 8, la fente 9 déjà mentionnée et ayant pour effet de dé- limiter des première et seconde branches 19 et 20 qui sont stabilisées mécaniquement, par les spires du filet du filetage 12 par lesquelles elles sont entourées, de façon que ladite fente 9 ne provoque aucun affaiblissement notable du corps in- sérable 7 dans la région antérieure. La largeur de la lame 4 de l'outil correspond à la lar- geur de la saignée aplatie large 17 et, par conséquent, au diamètre du tronçon central cylindrique 8 Cela ressort par- ticulièrement bien de la figure 5. La figure 5 illustre une paroi 22 en un matériau de cons- truction léger, notamment un panneau de placoplâtre dans lequel la lame 4 de l'outil a ménagé un avant-trou cylindrique 21 qua- siment traversant après que l'outil de pose 1 a été emboîté, depuis la collerette 11, à travers la saignée aplatie 17 du corps insérable 7, jusqu'à ce que la pièce intercalaire 3 soit appliquée contre ladite collerette 11, et après que ledit outil 1, enserré par sa queue d'engagement 2 dans le mandrin 23 d'une perceuse, a été animé de rotations. Suite aux rotations engendrées à l'aide de la perceuse, la pointe 5 de l'outil de pose 1 "mord" tout d'abord à travers la couche supérieure, notamment une couche de carton de la paroi 22 en un matériau de construction léger Elle traverse ensuite cette paroi 22, dont elle sort de nouveau par le côté opposé, comme le met en évidence la figure 5. Peu après, aussitôt que la première spire du filet du fi- letage 12 est en prise, par ses arêtes tranchantes 6, avec la matière constituant la paroi 22 en un matériau de construction léger, l'extrémité d'emboîtement 14 du tronçon cylindrique 8, dont le diamètre est égal à la largeur de la lame 4 de l'outil, pénètre dans l'avant-trou 21 venant juste d'être pratiqué dans ladite paroi 22, si bien que le corps insérable 7 façonne un trou taraudé dans cette paroi. La figure 6 met en évidence les rapports géométriques, par une coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5, et révèle notamment la manière dont la largeur de la lame 4 de l'outil comble intégralement la saignée aplatie large 17, et s'étend jusqu'à la face supérieure du tronçon central cylindrique 8. Le filetage 12 ménage alors un pas de vis s'étendant jusqu'à une circonférence 24 en pointillé. Après un nombre restreint de tours complets, le façonna- ge du pas de vis est achevé dans la paroi 22 en un matériau de construction léger, puis le corps insérable 7 est vissé de la manière visible sur la figure 7 Au lieu d'être assuré au moyen d'une perceuse, le processus de pose peut également l'être à l'aide d'un tourvenis cruciforme, ce pour quoi la queue d'en- gagement 2 de l'outil présente une creusure axiale en vue de l'introduction d'un tournevis cruciforme, par concordance de formes Une dépouille tronconique 25 ménagée dans la lame 4 de l'outil occupe, dans la creusure axiale, une position telle que le bord de ladite dépouille vienne correctement en prise avec la pointe du tournevis cruciforme. La figure 7 met aussi particulièrement en évidence le rapport existant entre la longueur Li du corps insérable 7, et la longueur L de la lame 4 de l'outil saillant au-delà de la pièce intercalaire 3 A l'extérieur de cette pièce 3, la lon- gueur de ladite lame 4 représente d'environ 1,5 fois à 3 fois la longueur dudit corps 7. Lorsque la condition de montage illustrée sur la figure 7 est atteinte, l'outil de pose 1 peut être extrait du corps in- sérable 7 vissé dans la paroi 22 en un matériau de construc- tion léger, de manière à fixer un objet 26 à l'aide d'une vis 27 qui, au moyen dudit outil 1, peut être vissée dans la cavi- té interne 16 dudit corps 7 en traversant ledit objet 26 de- vant être fixé A l'issue du vissage de la vis 27, l'on obtient la fixation de l'objet 26 à la paroi 22, mise en évidence par la figure 8 et s'opérant sans aucune pression d'écartement. La figure 9 est une coupe transversale de la paroi 22 en un matériau de construction léger et du corps insérable 7, ainsi que de la vis 27, visant à mettre en évidence la maniè- re dont le filetage 28 de cette vis 27 a "mordu" dans la ma- tière plastique entre la saignée aplatie large 17 et la sai- gnée aplatie étroite 18. La description qui précède démontre clairement que le corps insérable 7 peut être mis en place par une seule et uni- que intervention, sans qu'une intervention distincte s'avère nécessaire au façonnage de l'avant-trou 21 Cela prodigue un montage simple et rapide, moyennant une faible complexité ma- térielle. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'invention décrite et représentée, sans sortir de son cadre. -R E V E N D I C A T I O N S- 1 Procédé pour fixer un objet à une paroi en un matériau de construction léger, à l'aide d'un corps insérable qui pré- sente un filetage extérieur autotaraudeur, ainsi qu'une cavité interne pour recevoir un élément de fixation, et est vissé dans un avant-trou à l'aide d'un outil de pose s'engageant dans la cavité interne, un élément de fixation étant vissé dans cette cavité interne après l'enlèvement de l'outil de pose, procédé caractérisé par le fait qu'on utilise un outil de pose muni d'une lame d'outil faisant saillie au-delà de l'extrémité d'em- boitement du corps insérable, en traversant la cavité interne de ce dernier, ainsi que d'une pointe de forage à 1 'aide de la- quelle est tout d'abord ménagé un avant-trou cylindrique dans lequel le corps insérable est vissé dans l'enchaînement, durant la même intervention, par le filetage extérieur autotaraudeur. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la pointe de forage permet de ménager un avant-trou d'un diamètre correspondant au diamètre de l'âme du filetage du corps insérable. 3 Dispositif de fixation pour la mise en oeuvre du pro- cédé selon la revendication 1, comprenant un corps insérable ( 7) muni d'une cavité interne ( 16, 17, 18) pour recevoir un élément de fixation ( 27), et d'un filetage extérieur autota- raudeur ( 12), ainsi qu'un outil de pose ( 1, 4) s'engageant, avec verrouillage en rotation, dans la cavité interne ( 16, 17) du corps insérable ( 7), dispositif caractérisé par le fait que l'outil de pose ( 1) présente une lame d'outil ( 4) pouvant pro- gresser dans la cavité interne ( 16, 17) du corps insérable ( 7), au- delà de l'extrémité d'emboîtement ( 14) de ce dernier, et pourvue d'une pointe de forage ( 5). 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la lame ( 4) de l'outil est réalisée à la manière d'un poignard, avec une pointe de forage ( 5) se rétrécissant symétriquement. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que la lame ( 4) de l'outil est réalisée sous la forme d'une barrette aplatie, de section transversale rectan- gul aire. 6 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la lame ( 4) de l'outil présente une longueur cor- respondant, de 1,5 fois à 3 fois, à la longueur du corps insé- rable ( 7). 7 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la lame ( 4) de l'outil présente une queue ( 2) d'en- gagement de l'outil à l'extrémité opposée à la pointe de fo- rage ( 5). 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la queue ( 2) d'engagement de l'outil comprend une pièce intercalaire ( 3), ainsi qu'un tronçon hexagonal ( 2). 9 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le tronçon hexagonal ( 2) est muni d'une creusure axiale pour l'introduction, par concordance de formes, d'un tournevis cruciforme. Dispositif selon les revendications 5 et 9, caracté- risé par le fait que la barrette aplatie pénètre, dans la creu- sure axiale de la queue ( 2) d'engagement de l'outil, par l'ex- trémité opposée à la pointe de forage ( 5), et est dotée d'une dépouille tronconique ( 25) pour la venue en prise, par concor- dance de formes, avec le tournevis cruciforme. 11 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, caractérisé par le fait que le diamètre de l'âme (tron- çon central cylindrique 8) du filetage extérieur ( 12) est égal à la largeur de la lame ( 4) de l'outil à l'extrémité d'emboi- tement ( 14). 12 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le diamètre de l'âme (tronçon central cylindrique 8) du filetage extérieur ( 12) croit, à l'extrémité opposée à l'extrémité d'emboîtement ( 14), jusqu'à un diamètre (région tronconique 10) plus grand que la largeur de la lame ( 4) de l'outil. 13 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 12, caractérisé par le fait que la hauteur de filet du fi- letage extérieur autotaraudeur ( 12) augmente à partir de l'ex- trémité d'emboîtement ( 14) sur laquelle ledit filetage ( 12) s'achève. 14 Dispositif selon la revendication 13, caractérisé par la présence, sur la spire du filet du filetage extérieur ( 12) qui est voisine de l'extrémité d'emboîtement ( 14), d'évidements ( 15) configurés en des dents et donnant naissance à des arêtes tranchantes ( 6). 15 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 14, caractérisé par le fait que la cavité interne ( 16, 17, 18) possède la même section transversale le long de l'axe lon- gitudinal du corps insérable ( 7). 16 Dispositif selon la revendication 15, caractérisé par le fait que la cavité interne ( 16) est de section transversale cruciforme, la saignée aplatie ( 17), plus large dans le sens radial, présentant une hauteur correspondant à l'épaisseur de la lame ( 4) de l'outil et, en formant une fente longitudinale ( 9), une largeur correspondant à celle de ladite lame ( 4) et au diamètre de l'âme du corps insérable ( 7) à l'extrémité d'emboîtement ( 14), cependant que la saignée aplatie plus étroite ( 18), s'étendant perpendiculairement à la saignée aplatie plus large ( 17) le long de l'axe longitudinal du corps insérable ( 7), présente une largeur qui est partout plus peti- te que le diamètre de l'âme du filetage extérieur ( 12) dudit corps insérable ( 7).