Brevet FR2699237A1 — publié le 19940617

PERFECTIONNEMENTS AUX PIECES DE FIXATION MONOBLOC DESTI- NEES A ETRE FIXEES SUR LA TETE CRANTEE D'UNE TIGE L'invention est relative à une pièce de fixation monobloc destinée à être fixée sur la tête crantée d'une tige, telle qu'un goujon, faisant saillie sur une embase. Une telle pièce est notamment utilisée dans le domaine de l'automobile et comporte, par exemple, des agrafes en arceau recevant des câbles ou tuyauteries à fixer sur une tôle de carrosserie de véhicule. On connaît déjà des pièces de ce type Une telle pièce comprend un collier rigide destiné à entourer la base de la tige proche de l'embase, coaxialement à cette tige, et deux portions crantées en regard propres à coopérer avec les crans de la tête de la tige Elle est enfoncée à force sur la tige et doit présenter à la fois une grande facilité de montage et une bonne résistance à la traction. Habituellement, les portions crantées sont reliées de façon rigide au collier. Lors de la mise en place de la pièce de fixation sur la tige, les portions crantées de la pièce sont repoussées et déformées par les crans de la tête de la tige: c'est cette déformation même desdites portions crantées qui permet l'introduction de la tige dans la pièce. Lorsqu'un effort tendant à dégager la pièce de fixation par rapport à l'embase est exercé sur ladite pièce, les crans de la tête de la tige viennent en butée sur les portions crantées C'est uniquement leur résistance à la déformation qui s'oppose à l'effort tendant à dégager la pièce de la tige. Un but de l'invention est de proposer une pièce de fixation qui, par rapport aux pièces précitées, est d'une plus grande facilité de montage et d'une meilleure tenue mécanique. A cet effet, l'invention propose une pièce de fixation monobloc destinée à être fixée sur la tête crantée d'une tige faisant saillie sur une embase, pièce comportant un collier rigide destiné à entourer le pied de la tige, proche de l'embase, coaxialement à cette tige, et deux portions crantées en regard propres à coopérer avec les crans de la tête, caractérisée en ce que ses portions crantées constituent deux mâchoires reliées à son collier par deux bras élastiquement flexibles sollicités au rappro- chement mutuel et matérialisant respectivement à proximité du collier deux axes d'articulation fictifs parallèles entre eux, perpendiculaires à l'axe du collier et disposés chacun de part et d'autre de cet axe à une distance de celui-ci supérieure à la moitié de l'écartement mutuel des mâchoires supposées en prise avec les crans de la tige. Cette pièce est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes prises seules ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles: chaque bras présente une zone amincie qui consti- tue une charnière flexible et qui matérialise son axe d'articulation fictif; entre chaque bras et la mâchoire qu'il porte, une nervure de rigidification s'étendant perpendiculairement à l'axe fictif de ce bras, entre la face de la mâchoire opposée à sa face crantée et une face du bras la prolongeant en angle droit; le plan passant par l'un des axes fictifs et l'arête du cran médian de la mâchoire portée par le bras matérialisant cet axe fictif, est incliné par rapport à l'axe du collier d'un angle compris entre 30 et 600; dans le cas o la tête de la tige est à filets couchés, les portions crantées sont des successions de dièdres dont les arêtes sont perpendiculaires à l'axe du collier et qui présentent chacune, d'une part, un pan orienté vers le collier et qui est incliné obliquement par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe du collier, et, d'autre part, un pan opposé qui est sensiblement perpendicu- laire à cet axe; chaque mâchoire est prolongée en L par un rabat de centrage s'étendant depuis l'un des deux bords de cette mâchoire vers l'autre mâchoire, les faces intérieures des deux rabats étant disposées de part et d'autre de l'axe du collier et écartées d'une distance qui correspond sensible- ment au diamètre externe des crans de la tige; les mâchoires et les bras qui les portent sont disposés à l'intérieur d'une cage rigidement solidaire du collier, cette cage portant des agrafes pour recevoir des accessoires à fixer sur l'embase. La description qui suit d'un mode de réalisation particulier de l'invention est purement illustrative et non limitative Elle doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue de côté d'une pièce de fixation conforme à un mode de réalisation particulier de l'invention dans une position o elle est en place sur un goujon porté par une tôle; la figure 2 est une vue en coupe de la même pièce selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe de la même pièce selon la ligne III-III de la figure 1. La pièce de fixation qui a été représentée sur les figures comprend un cadre 1 à l'intérieur duquel sont disposées deux portions crantées 2 en regard destinées à coopérer avec les filets 3 a d'un goujon 3 Ce goujon 3 comporte un pied 3 b et une tête 3 c et est fixé sur une tôle 4 formant embase, par soudure de son pied 3 b. Le cadre 1 comporte une partie 5 formant collier, deux montants latéraux 6 s'étendant à partir de cette partie 5 et une traverse 7 reliant les montants 6 à leurs extrémi- tés les plus éloignées de la partie 5 Ce cadre 1 porte par exemple classiquement plusieurs agrafes en arceau (non représentées) destinées à recevoir des accessoires à fixer sur la tôle 4. La partie 5 formant collier entoure le pied 3 b du goujon 3 Elle comprend un plateau 13 dont le contour est en croix et est défini par le contour rectangulaire d'une partie 13 a principale, ainsi que par les contours de deux portions rectangulaires 13 b et 13 c Les montants 6 sont des parois prolongeant perpendiculairement les petits côtés de la partie principale 13 a Ils ont même largeur que cette partie 13 a. Le plateau 13 porte sur sa face destinée à être en regard de la tôle 4 une jupe annulaire 8 par laquelle la pièce est en appui sur la tôle 4 A l'intérieur du cadre 1, le plateau 13 porte un bloc central parallélépipédique 9. Le plateau 13 et le bloc 9, qui constituent le collier 5, sont traversés par un évidement 10 dont la forme intérieure est celle d'un tronc de cône 11 prolongé par une portion de cylindre 12 La grande base du tronc de cône 11 délimite le contour intérieur de la jupe annulaire 8 Sa petite base se situe à l'intérieur du bloc 9 La portion de cylindre 12 qui la prolonge est de même diamètre Le tronc de cône 11 et la portion de cylindre 12 sont coaxiaux Leur axe a été référencé par X-X sur les figures. Les portions crantées 2 forment les faces en regard de deux mâchoires 14 Chacune de ces mâchoires 14 a une forme principalement parallélépipédique plate s'étendant parallèlement aux montants 6 avec la même largeur que ceux- ci et une hauteur très inférieure à la distance qui sépare les faces en regard du parallélépipède 9 et de la traverse 7. Chaque mâchoire est portée par un bras 15 qui la relie à la partie formant collier 5 par l'intermédiaire d'une entretoise 17 en quart de cylindre s'étendant à partir d'une des faces du bloc 9, en regard d'un des montants 6, tangentiellement à un plan perpendiculaire à cette face, et s'écartant de cette face pour remonter vers ce montant 6 et la traverse 7 Ce bras 15 est relié à ce montant 6 par une entretoise 16, s'étendant parallèlement au plateau 13 entre ce montant 6 et la portion de matière o se rencontrent le bras 15 et l'entretoise en quart de cylindre 17. La face du bras 15 directement en regard, d'une part, de la traverse 7 et, d'autre part, du montant 6 auquel ce bras est relié, est définie par un pan 15 a incliné qui se prolonge par un pan 15 b perpendiculaire à l'axe X-X Sa face opposée a une forme qui prolonge la courbure de l'entretoise 17. Une nervure de rigidification 18 de forme triangu- laire rectangle s'étend perpendiculairement entre le pan 15 b et la face de la mâchoire 14 qui est opposée à sa face crantée Par cette nervure 18, la portion du bras 15 qui se trouve au niveau du pan 15 b est reliée rigidement à la mâchoire 14 que ce bras porte. La portion qui se trouve au niveau du pan 15 a constitue la zone flexible du bras Elle présente un amincissement qui matérialise un axe d'articulation fictif A autour duquel le bras 15 pivote par rapport à la partie formant collier 5. Les filets 3 a du goujon 3 sont du type couchés. L'écartement mutuel des mâchoires 14, leurs dimensions et celles de leurs crans sont fonctions des dimensions du goujon 3 Les crans d'une portion crantée 2 sont constitués par une succession de dièdres en zigzags qui comportent chacun un pan 2 a orienté vers le plateau 5 et qui est incliné obliquement par rapport à l'axe X-X et un pan couché 2 b orienté vers la traverse 7 et qui est sensiblement perpendiculaire à l'axe X-X Les arêtes des crans sont parallèles aux axes A fictifs Le plan P passant par un axe A fictif et l'arête du cran médian, référencé par B sur les figures, de la mâchoire 14 portée par le bras matérialisant une articulation autour de cet axe A, est incliné d'un angle a de l'ordre de 45 et plus généralement compris entre 30 et 600 par rapport à l'axe X-X. Deux crans successifs d'une même mâchoire 14 sont espacés l'un de l'autre d'un pas qui correspond au pas du filetage du goujon 3 Les deux portions crantées 2 sont disposées l'une par rapport à l'autre avec un décalage d'un demi-pas, de façon que, ainsi que cela a été représenté plus particulièrement sur la figure 1, les arêtes des filets du goujon 3 puissent être disposées au fond des crans de ces deux mâchoires 14. Chaque mâchoire 14 est en outre prolongée par un rabat de centrage 19 s'étendant d'un des deux bords de cette mâchoire qui sont parallèles à l'axe X-X en direction de l'autre des deux mâchoires 14, perpendiculairement à un plan passant par les arêtes des crans des portions crantées. L'ensemble constitué par une mâchoire 14 et son rabat 19 a ainsi une section droite en L La largeur d'un tel rabat 19 est sensiblement égale à la moitié de l'écartement mutuel des mâchoires 14 Les rabats 19 sont disposés de façon que leurs faces intérieures soient réparties de part et d'autre de l'axe X-X et bordent chacune un des côtés du volume occupé entre les mâchoires 14 par le goujon 3. Les différents éléments de la pièce de fixation sont moulés de façon monobloc, notamment en un matériau thermo- plastique tel qu'une résine acétal La pièce ainsi formée présente en outre des nervures 20 du type de celles qui ont été représentées sur la portion 13 b du plateau 13, destinées à faciliter l'introduction de matière lors du moulage. La pièce de fixation s'utilise de la façon suivante. Le goujon 3 ayant été préalablement fixé sur la tôle 4, l'on présente l'évidement 10 sur la tête du goujon 3 La portion tronconique 11 de l'évidement facilite cette étape En particulier, le chanfrein que constitue cette portion 11 autorise la mise en place de la pièce de fixation par des moyens robotisés pour laquelle une tolérance de positionne- ment est nécessaire. Une fois que la tête du goujon 3 est engagée dans l'évidement 10, la pièce de fixation est enfoncée à force sur ledit goujon 3 Lors de cette étape, les arêtes des filets 3 a du goujon 3 glissent contre les pans 2 a inclinés des portions crantées 2, qu'ils repoussent Le bras 15 autorisant un débattement des mâchoires 14, celles-ci sont elles- mêmes repoussées vers les montants 6 du cadre 1 de sorte qu'elles s'ouvrent et que le goujon 3 s'introduit sans grande résistance entre ces deux mâchoires 14. Une fois la pièce en place sur le goujon 3, si un effort de traction est exercé sur celle-ci pour l'écarter de la tôle 4, les filets 3 a du goujon 3 viennent en appui sur les portions crantées 2, de sorte qu'ils exercent sur les mâchoires 14 un effort relatif de réaction dirigé vers la tôle 4 Cet effort se traduit par un effet d'arc-boutement ou de coincement en sollicitant les bras 15 en flexion et en faisant pivoter les mâchoires 14 autour des axes fictifs A dans le sens correspondant à un serrage radial énergique de ces mâchoires contre le goujon 3: c'est un effet dans ce sens que pivote alors le plan P du fait que l'axe A est plus éloigné de l'axe X-X que le point B. Il est à noter que l'effort de serrage en question est d'autant plus grand que l'effort de traction exercé axialement sur la pièce 1 est lui-même plus élevé. L'ancrage qui en résulte de la pièce 1 sur la tôle 4 est donc extrêmement solide, et en particulier beaucoup plus solide que celui des pièces de l'art antérieur ne mettant en oeuvre aucune sollicitation des crans de la pièce à un serrage radial autour du goujon. L'appui des filets 3 a du goujon 3 sur les crans des mâchoires 14 est plus important lorsque le goujon 3 est à filets couchés Le serrage des mâchoires 14 sur le goujon 3 en est encore amélioré. Egalement, il est à noter que la pièce proposée par l'invention accepte des tolérances sur la fabrication de la pièce mâle plus importantes que les pièces de l'art anté- rieur Les écarts de dimensionnement de la pièce mâle sont absorbés par la déformation en flexion des bras des mâchoi- res. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui vient d'être décrit; elle en embrasse au contraire toutes les variantes et notamment: celles o les crans de la tige seraient non hélicoïdaux; celles o la tige porterait un cran unique tel qu'un filet annulaire. REVENDICATIONS 1 Pièce de fixation monobloc destinée à être fixée sur la tête crantée ( 3 c) d'une tige ( 3) faisant saillie sur une embase ( 4), pièce comportant un collier rigide ( 5) destiné à entourer le pied ( 3 b) de la tige, proche de l'embase, coaxialement à cette tige, et deux portions crantées ( 2) en regard propres à coopérer avec les crans de la tête ( 3 c), caractérisée en ce que ses portions crantées ( 2) constituent deux mâchoires ( 14) reliées à son collier ( 5) par deux bras ( 15) élastiquement flexibles sollicités au rapprochement mutuel et matérialisant respectivement à proximité du collier ( 5) deux axes d'articulation (A) fictifs parallèles entre eux, perpendiculaires à l'axe (X-X) du collier et disposés chacun de part et d'autre de cet axe (X-X) à une distance de celui-ci supérieure à la moitié de l'écartement mutuel des mâchoires ( 14) supposées en prise avec les crans de la tige. 2 Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque bras ( 15) présente (en 15 a) une zone amincie qui constitue une charnière flexible et qui matérialise son axe (A) d'articulation fictif. 3 Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte entre chaque bras ( 15) et la mâchoire ( 14) qu'il porte, une nervure de rigidification ( 18) s'étendant perpendiculairement à l'axe fictif (A) de ce bras ( 15), entre la face de la mâchoire ( 14) opposée à sa face crantée et une face ( 15 b) du bras la prolongeant en angle droit. 4 Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le plan passant par l'un des axes fictifs (A) et l'arête du cran médian de la mâchoire ( 14) portée par le bras ( 15) matérialisant cet axe fictif (A), est incliné par rapport à l'axe (XX) du collier ( 5) d'un angle compris entre 30 et 600. 5 Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, dans le cas o la tête ( 3 c) de la tige est à filets ( 3 a) couchés, les portions crantées ( 2) sont des successions de dièdres dont les arêtes sont perpendiculaires à l'axe (XX) du collier ( 5) et qui présentent chacune, d'une part, un pan ( 2 a) orienté vers le collier ( 5) et qui est incliné obliquement par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe (X-X) du collier, et, d'autre part, un pan opposé ( 2 b) qui est sensiblement perpendicu- laire à cet axe. 6 Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que chaque mâchoire ( 14) est prolongée en L par un rabat ( 19) de centrage s'étendant depuis l'un des deux bords de cette mâchoire ( 14) vers l'autre mâchoire, les faces intérieures des deux rabats ( 19) étant disposées de part et d'autre de l'axe (X-X) du collier et écartées d'une distance qui correspond sensiblement au diamètre externe des crans de la tige ( 3). 7 Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les mâchoires ( 14) et les bras ( 15) qui les portent sont disposés à l'intérieur d'une cage ( 1) rigidement solidaire du collier ( 5), cette cage ( 1) portant des agrafes pour recevoir des accessoires à fixer sur l'embase ( 4).