Brevet FR2702808A1 — publié le 19940923

Perfectionnements aux dispositifs de fixation d'objets sur des tôles accessibles d'un seul côté. L' invention est relative aux dispositifs pour fixer des objets par vissage sur des supports, tels que des tôles, "aveugles", c'est-à-dire accessibles d'un seul côté et perforés de trous appropriés destinés à être traversés en partie par les dispositifs en question, ainsi qu'il est fréquemment requis dans le domaine des carrosseries de véhicules routiers, ferroviaires, aéronautiques ou autres, ou même dans le domaine des arts ménagers. Elle vise plus particulièrement, parmi les dispositifs de fixation du genre en question, ceux qui comprennent une cage monobloc en matière plastique destinée à contenir une "pièce filetée"- (écrou, tête de vis, ou amorce d'écrou pour une vis creusant son sillon dans l'épaisseur d'un corps approprié), ladite cage se présentant elle-même sous la forme générale d'une boîte ou "douille" cylindrique ou prismatique de section assez petite pour pouvoir être introduite dans les trous de montage de la tôle ou support analogue, l'une des extrémités de cette douille étant prolongée transversalement par une collerette propre à prendre appui sur les bords accessibles desdits trous à la fin de l'introduction dans ceux-ci de ladite douille. Les dispositifs de fixation connus de ce type exigent une mise en coïncidence rigoureuse entre l'axe du trou de la tôle et l'axe de vissage du dispositif de fixation à monter dans ledit trou, lequel axe est lié à l'objet à fixer. Cette exigence peut présenter des inconvénients pour certaines applications. C'est ainsi que, si l'objet à fixer -tel qu'un tableau de bord de véhicule- présente des dimensions relativement grandes, difficiles à maîtriser exactement, par exemple au millimètre près, et comporte plusieurs dispositifs de fixation du genre de celui concerné cidessus, relativement éloignés les uns des autres et destinés à coopérer avec un support commun, il n'est pas rare que, après mise en place du premier dispositif de fixation sur le support, la coïncidence mentionnée cidessus soit difficile ou même impossible à réaliser au niveau des derniers dispositifs de fixation, ce qui conduit à des montages en biais avec coincement et création de contraintes permanentes indésirables : ces contraintes peuvent se traduire par la destruction de la cage, en particulier lorsque les vissages sont effectués à l'aide de machines automatiques. Un autre exemple d'application est celui où le dispositif de fixation doit être monté sur l'ensemble d'une tôle et d'un habillage en carton ou matière plastique appliqué contre cette tôle, et où les deux trous de montage évidés respectivement dans ces deux supports juxtaposés et destinés à recevoir le dispositif ne sont pas disposés rigoureusement en regard l'un de l'autre. Si en effet aucune liberté d'ajustement n'est prévue entre la position finale de l'axe de vissage et l'axe du trou principal évidé dans la tôle, le premier de ces deux axes prend encore une position en biais lors du montage du dispositif de façon que sa douille puisse traverser les deux trous juxtaposés axialement mais légèrement décalés transversalement, ce qui crée des coincements lors des vissages subséquents. Pour remédier à cet inconvénient, on a déjà proposé une construction particulière de la cage qui rend possibles des déplacements de cette cage, après son montage sur la tôle, le long des deux bords parallèles d'une fente constituant chaque trou de montage du dispositif de fixation (voir le document FR-2 450 968). Ces dispositifs donnent souvent entière satisfaction. Mais ils rendent possible un réglage de position transversale mutuelle entre l'axe de vissage et le support selon une seule direction, savoir celle des bords parallèles de la fente. L'invention a pour but de rendre possible un tel réglage non seulement selon cette direction, mais en outre selon une seconde direction perpendiculaire à celle-ci ainsi qu'à l'axe de vissage, c'est-à-dire en définitive selon la totalité des directions perpendiculaires à cet axe. A cet effet, les dispositifs de fixation du genre en question selon l'invention, destinés à être montés dans des "fentes" à bords parallèles évidées dans un support, comprennent encore une cage propre à coulisser transversalement le long des bords de cette fente après son montage, mais avant le vissage assurant la fixation désirée, et ils sont essentiellement caractérisés en ce qu'en outre la pièce filetée est elle-même montée dans la cage de façon telle qu'elle puisse coulisser transversalement le long de cette cage, après montage de cette dernière, mais avant le vissage de fixation, selon une direction perpendiculaire à celle des bords de la fente. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - la douille présente d'une façon connue en soi, d'une part, sur la plus grande partie de sa longueur axiale à partir de son extrémité la plus éloignée de la collerette, une largeur selon une direction transversale donnée dl légèrement inférieure à la largeur de la fente de montage et, d'autre part, sur la portion de sa surface latérale extérieure disposée en regard du bord de la tôle perforée à la fin d'une introduction axiale de la cage dans la fente avec sa largeur ci-dessus placée perpendiculairement aux bords parallèles de cette fente, un profil autorisant des rotations ultérieures de 90" de la cage autour de son axe dans un seul sens et la cage est agencée de façon telle que l'introduction axiale ci-dessus de la douille se termine par butée axiale des têtes de quatre becs de la cage contre la tôle et que, après rotation subséquente d'un quart de tour de la cage dans le sens du vissage, son montage puisse être complété par une ultime poussée axiale exercée sur elle, poussée qui, par un effet de déclic, fait chevaucher élastiquement les bords de la fente par les quatre becs, - la pièce filetée présente deux ailes transversales plates de forme sensiblement rectangulaire dont les bords parallèles sont propres à glisser contre des parois sensiblement planes constituant la douille et comportent des crans constituant butées de fin de course, propres à coopérer avec les tranches latérales desdites parois, - les parois intérieures de la douille comprennent des nervures à profil arrondi s'étendant parallèlement à l'axe général de cette douille et propres à être chevauchées par des rainures de la pièce filetée en vue de son centrage transversal avant usage, le verrouillage correspondant de cette pièce étant supprimable par simple exercice sur elle de faibles sollicitations au coulissement transversal. L'invention comprend, mises à part ces dispositions 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 un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant aux dessins ci-annexés d'une manière bien entendu non limitative. La figure l, de ces dessins, montre en vue extérieure un dispositif de fixation établi conformément à l'invention, dispositif monté sur une portion de tôle aveugle évidée par un trou rectangulaire. Les figures 2 et 3 montrent le même ensemble, respectivement en vue latérale, portions arrachées, selon les flèches Il-Il de la figure 1, et en coupe transversale selon III-III, figure 2. La figure 4 montre encore le même ensemble en vue latérale, portions arrachées, selon la flèche IV de la figure 1, après recentrement de la pièce filetée par rapport à la cage. Les figures 5 et 6, enfin, montrent la cage seule selon respectivement les deux directions axiales schématisées par les flèches V et VI sur la figure 4. Dans le mode de réalisation retenu, le dispositif de fixation comprend une cage 1 et un écrou 2. La cage est constituée par une pièce moulée monobloc en une matière plastique suffisamment résistante telle qu'une polyamide ou qu'une résine acétal, pièce comprenant une "douille" 3 cylindrique ou prismatique d'axe général Y bordée à l'une de ses extrémités axiale par une collerette radiale débordante 4. Le dispositif considéré est destiné à coopérer avec des trous rectangulaires ou fentes 5 présentant deux bords parallèles 6 écartés l'un de l'autre d'une distance a, ces trous étant évidés dans une tôle 7 ou support analogue. Dans le mode de réalisation illustré, la longueur de la fente 5 est limitée de façon à former un trou rectangulaire dont les bords parallèles 6 constituent les grands côtés et dont l'axe général est désigné par la référence X. La section transversale de la douille 3 doit être bien entendu suffisamment petite pour pouvoir être introduite dans le trou 5. La douille présente à cet effet, selon l'une de ses directions transversales d1 (figure 3) une dimension b légèrement inférieure à a. Cette douille est délimitée latéralement par deux parois plates et parallèles 8 s'étendant perpendiculairement à la direction d1. Ces deux parois sont raccordées entre elles, à l'extrémité de la douille la plus éloignée de la collerette 4, par un fond percé 9 qui présente la forme générale d'une bague allongée comprenant deux tronçons plats raccordés entre eux par deux tronçons d'extrémité semi-circulaires 91. Les deux parois plates 8 sont relativement étroites, leur largeur c (figure 3) étant inférieure à la cote b et elles sont décalées transversalement l'une par rapport à l'autre, étant symétriques l'une de l'autre par rapport à l'axe général Y de la cage. En outre, chacune d'elles présente sur sa face extérieure, au voisinage de son bord longitudinal le plus voisin de l'axe, une portion biseautée 81. Ce décalage et ce biseau rendent possible, d'une façon connue en soi, une rotation de 90" de la cage 1 dans le trou 5, après son introduction axiale dans ce trou, cette rotation n'étant possible que dans un seul sens, savoir celui correspondant au vissage à partir de l'extérieur de la tôle et son amplitude étant limitée à 90". La cage comporte en outre, à proximité de son rebord 4, quatre petits becs 10 qui sont ouverts vers l'extérieur selon la direction transversale d2 perpendiculaire à dl et qui sont retournés vers le rebord 4 (voir figures 2, 4 et 6). Comme bien visible sur la figure 4, la distance entre les corps 101 des deux becs 10 de chaque paire de becs selon la direction d2 est légèrement inférieure à la largeur a du trou 5 alors que les pointes 102 de ces becs font saillie vers l'extérieur de la cage jusqu'à un écartement mutuel supérieur à ladite largeur a. Les corps 101 de ces becs sont suffisamment minces pour être élastiquement flexibles et leurs têtes 103 présentent extérieurement des pans inclinés 104 propres à coopérer par glissement avec les bords 6 du trou 5 de façon telle que l'accrochage de ces becs sur ces bords puisse être obtenu automatiquement par un effet de déclic. En outre, selon la direction d1, la distance entre les têtes 103 des becs est supérieure à la largeur a (voir figure 6). Pour ce qui est de l'écrou 2, il comprend essentiellement une bague centrale 11 filetée intérieurement d'axe Z (figures 2 et 3) et deux ailes ou pattes plates transversales 12 de forme sensiblement rectangulaire allongée radialement. Ces pattes sont ondulées par des successions de rainures et nervures parallèles à la longueur des pattes de façon que soit augmentée leur résistance à la flexion. Les bords desdites pattes 12 sont échancrés par des encoches 13 dont les fonds plans sont propres à coulisser le long des parois plates 8, les flancs 14 de ces encoches constituant des butées de fin de course propres à coopérer avec les tranches 15 des parois 8. Etant donné le décalage transversal, qui a été signalé ci-dessus, entre les deux parois 8, les emplacements des deux butées 14 correspondant à chaque encoche 13 sont eux-mêmes dissymétriques comme bien visible sur la figure 3, mais les deux encoches 13 d'un écrou donné sont symétriques l'une de l'autre par rapport à l'axe Y de cet écrou et chaque butée de fin de course du coulissement transversal de l'écrou est assurée par butée simultanée de deux butées 14 appartenant respectivement aux deux encoches 13 contre les deux tranches 15 de parois 8 en regard. Pour centrer provisoirement l'écrou 2 dans la cage 1 selon la direction transversale de ses coulissements, et avant son utilisation, on prévoit avantageusement, faisant faiblement saillie sur la face intérieure de chaque paroi 8, une nervure 16 à profil arrondi propre à coopérer avec une rainure complémentaire 17 évidée dans le fond de chaque encoche 13. La mise en oeuvre du dispositif de fixation décrit ci-dessus est la suivante. On place la cage 1 en regard du trou 5 évidé dans la tôle 7, avec son axe général Y confondu avec l'axe général X dudit trou et avec sa direction d1 parallèle aux bords 6. On enfonce axialement la cage dans le trou jusqu'à butée des têtes 103 des becs 10 contre la tôle. On fait alors tourner la cage de 90" dans le sens horaire, c'est-à-dire dans celui du vissage, tout en faisant glisser les têtes 103 contre la tôle. On exerce alors une poussée axiale finale sur la cage, ce qui déforme élastiquement les corps des becs, puis accroche ceux-ci sur les bords 6 du trou par un effet de déclic. Le montage de la cage est alors achevé et, si l'on suppose qu'il a été effectué au milieu de la longueur du trou 5, les axes X et Y sont confondus ainsi que l'axe Z de l'écrou, supposé centré transversalement par coopération des nervures 16 avec les rainures 17. Le problème à résoudre est le vissage dans l'écrou 2 d'une vis (non représentée) dont l'axe est fixe et décalé par rapport au triple axe défini ci-dessus, et ce aussi bien selon la direction d1 que selon la direction d2, l'axe de cette vis étant supposé localisé à l'emplace- ment désigné par la lettre Z sur la figure 1. La vis en question présente à cet effet une extrémité pointue qui lui permet de pénétrer dans l'ouver- ture de l'écrou 2, laquelle est avantageusement délimitée, vers l'extérieur de la tôle, par une entrée évasée 18. Si l'on poursuit ensuite l'introduction axiale de la vis dans l'écrou selon l'axe Z imposé pour cette vis, on observe automatiquement deux déplacements indépendants qui se combinent entre eux pour rapprocher l'axe triple défini ci-dessus de l'axe de vissage, savoir - d'une part, un coulissement de la cage 1 le long des bords 6 du trou 5 parallèlement à la direction a1, - et, d'autre part, un coulissement de l'écrou 2 par rapport à la cage 1 parallèlement à la direction d2. Le vissage de la vis dans l'écrou peut alors être effectué, ce qui applique fermement les pattes 12 de l'écrou contre la face cachée de la tôle 7 en assurant une immobilisation transversale de l'ensemble vissé par rapport à cette tôle et en interdisant donc dès lors tous coulissements selon les deux directions d1 et d2. Dans des modes de réalisation ayant donné toute satisfaction, les décalages transversaux entre l'axe de montage initial de l'écrou et la position définitive de vissage de cet axe étaient compris entre + 2 mm et + 3 mm dans chacune des deux directions d1 et d2. En suite de quoi et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient finalement un dispositif de fixation par vissage sur tôle aveugle ou support analogue dont la constitution, la mise en oeuvre et les avantages (en particulier celui de permettre un ajustement de position par coulissement selon toutes les directions perpendiculaires à l'axe de vissage) résultent suffisamment de ce qui précède. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour fixer un objet par vissage sur une tôle aveugle ou analogue perforée par une fente de montage (5) à bords parallèles (6), comprenant une cage monobloc en matière plastique (1) destinée à contenir une "pièce filetée" (2) et se présentant sous la forme générale d'une douille cylindrique (3) prolongée par une collerette radiale (4), ladite cage étant agencée de façon à pouvoir coulisser transversalement le long des bords de la fente après son montagne, mais avant le vissage assurant la fixation désirée, caractérisé en ce que la pièce filetée (2) est elle-même montée dans la cage (1) de façon telle qu'elle puisse coulisser transversalement le long de cette cage, après montage de cette dernière, mais avant le vissage de fixation, selon une direction perpendiculaire à celle des bords (6) de la fente (5). 2. Dispositif de fixation selon la revendication 1, dans lequel la douille présente, d'une part, sur la plus grande partie de sa longueur axiale à partir de son extrémité la plus éloignée de la collerette, une largeur selon une direction transversale donnée dl légèrement inférieure à la largeur de la fente de montage (5) et, d'autre part, sur la portion de sa surface latérale extérieure disposée en regard du bord de la tôle perforée (7) à la fin d'une introduction axiale de la cage dans la fente avec sa largeur ci-dessus placée perpendiculairement aux bords parallèles de cette fente, un profil autorisant des rotations ultérieures de 90" de la cage autour de son axe dans un seul sens, caractérisé en ce que la cage est agencée de façon telle que l'introduction axiale ci-dessus de la douille (3) se termine par butée axiale des têtes de quatre becs (10) de la cage contre la tôle et que, après rotation subséquente d'un quart de tour de la cage dans le sens du vissage, son montage puisse être complété par une ultime poussée axiale exercée sur elle, poussée qui, par un effet de déclic, fait chevaucher élastiquement les bords (6) de la fente (5) par les quatre becs. 3. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la pièce filetée présente deux ailes transversales plates (12) de forme sensiblement rectangulaire dont les bords parallèles sont propres à glisser contre des parois sensiblement planes (8) constituant la douille (3) et comportent des crans (14) constituant butées de fin de course, propres à coopérer avec les tranches latérales (15) desdites parois. 4. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que les parois intérieures de la douille comprennent des nervures à profil arrondi (16) s'étendant parallèlement à l'axe général de cette douille et propres à être chevauchées par des rainures (17) de la pièce filetée (2) en vue de son centrage transversal avant usage, le verrouillage correspondant de cette pièce étant supprimable par simple exercice sur elle de faibles sollicitations au coulissement transversal.