Brevet FR2732418A1 — publié le 19961004

DISPOSITIF D'ASSEMBLAGE A VIS CAPTIVES DESCRIPTION Domaine technique L'invention concerne un dispositif d'assemblage incorporant au moins une vis captive, conçu pour être monté sur une première pièce, afin de faciliter son assemblage avec au moins une autre pièce. Le dispositif d'assemblage selon l'invention peut être utilisé dans tous les domaines industriels dans lesquels des pièces doivent être assemblées par des vis. Même s'il peut être également utilisé dans d'autres conditions, ce dispositif trouve une application privilégiée dans tous les cas où les difficultés d'accès rendent difficile, sinon impossible, la réalisation d'un assemblage par vis de façon traditionnelle. Etat de la technique L'utilisation de vis pour assembler entre elles des pièces réalisées en des matériaux de toute nature constitue une technique d'assemblage couramment utilisée, qui présente l'avantage d'autoriser un démontage ultérieur, si cela s'avère nécessaire. La réalisation d'un assemblage par vis nécessite, au début du vissage, de maintenir la vis dans la position désirée, pendant qu'on en effectue le vissage à l'aide d'un outil tel qu'un tournevis ou une clé. Si ces opérations courantes ne posent pas de problème particulier dans la majorité des cas, elles deviennent difficiles à réaliser lorsque la zone dans laquelle doit se trouver la vis est d'accès difficile. En effet, il devient alors, dans les cas extrêmes, pratiquement impossible de maintenir la vis dans la position désirée avant qu'elle ne soit en prise dans l'autre pièce. Cet inconvénient est d'autant plus important que le nombre de vis qui doivent être mises en place dans ces conditions pour réaliser un assemblage augmente. Exposé de l'invention L'invention a précisément pour objet un dispositif à vis captives prévu pour être monté sur une première pièce d'un assemblage à réaliser, de façon telle que l'assemblage par vissage puisse être effectué sans difficulté à l'aide d'un outil de manoeuvre classique tel qu'un tournevis ou une clé, quelles que soient les conditions d'accès à la zone dans laquelle se trouve le dispositif, et même lorsque ces conditions sont particulièrement difficiles. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un dispositif d'assemblage, caractérisé par le fait qu'il comprend - une cartouche comportant deux parois opposées traversées par au moins deux trous alignés, et des moyens d'immobilisation de la cartouche par rapport à une première pièce - au moins une vis logée dans la cartouche de telle sorte que sa tête soit en appui contre une première desdites parois, en face d'un premier des trous alignés et que sa partie filetée soit engagée dans un deuxième des trous alignés, formé dans la deuxième paroi ; - un organe élastique monté sur chaque vis, entre sa tête et la deuxième paroi, pour maintenir normalement la tête de la vis en appui contre la première paroi ;; et - des moyens de transmission d'efforts de serrage, au travers desquels la tête de la vis vient en appui contre la deuxième paroi, après une compression limitée de l'organe élastique. Dans une forme de réalisation préférentielle de l'invention, la cartouche comporte des moyens de centrage de la tête de chaque vis selon l'axe du premier trou. Ces moyens de centrage peuvent notamment être prévus sur la première paroi de la cartouche. Dans cette même forme de réalisation de l'invention, les moyens de transmission d'efforts de serrage comprennent deux rondelles montées sur la vis, respectivement entre sa tête et une première extrémité de l'organe élastique, et entre la deuxième extrémité de l'organe élastique et la deuxième paroi. Au moins l'une de ces rondelles comprend alors une partie en saillie, sur sa face tournée vers l'autre rondelle. L'organe élastique est de préférence un ressort de compression. Chacune des rondelles comporte alors une partie en saillie, à l'intérieur du ressort, sur laquelle sont centrées les extrémités de ce dernier. Il est à noter qu'en variante, les moyens de transmission d'efforts de serrage peuvent comprendre soit une seule rondelle, soit une partie en saillie formée directement sous la tête de la vis et/ou sur la deuxième paroi de la cartouche. Dans la forme de réalisation préférentielle de l'invention, les moyens d'immobilisation de la cartouche dans la première pièce comprennent des moyens de pincement élastiques, tels qu'au moins une lame de ressort, portés par la cartouche et aptes à engager par frottement des surfaces d'un logement formé dans la première pièce, pour immobiliser la cartouche dans ce logement. En variante, les moyens d'immobilisation de la cartouche peuvent aussi comprendre au moins un perçage formé dans la cartouche, afin de recevoir un organe de fixation de cette cartouche sur la première pièce. La cartouche est alors fixée sur la première pièce lors de la fabrication de celle-ci, c'est-à-dire dans des conditions dans lesquelles l'accès à la zone concernée ne pose pas de problème particulier. Afin que les vis, les organes élastiques et les moyens de transmission d'efforts de serrage puissent être aisément remplacés dans le dispositif d'assemblage selon l'invention, la cartouche comporte avantageusement une ouverture par laquelle ces éléments peuvent être montés et démontés en comprimant les organes élastiques. Brève description des dessins On décrira à présent, à titre d'exemples non limitatifs, différentes formes de réalisation de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale schématique représentant l'assemblage de deux pièces au moyen d'un dispositif d'assemblage illustrant une première forme de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1, illustrant schématiquement l'immobilisation du dispositif dans l'une des pièces à l'aide de moyens de pincement élastiques - la figure 3 est une vue comparable à la figure 2 illustrant une variante de réalisation dans laquelle l'immobilisation du dispositif d'assemblage est réalisée à l'aide d'un organe de fixation tel qu'une vis ; et - la figure 4 est une vue en perspective éclatée représentant une deuxième forme de réalisation d'un dispositif d'assemblage conforme à l'invention. Exposé détaillé de modes de réalisation Sur la figure 1, la référence 10 désigne de façon générale un dispositif d'assemblage autonome, conforme à l'invention. Ce dispositif d'assemblage 10 est représenté monté sur une première pièce A que l'on désire assembler à une deuxième pièce B. Il est à noter que le dispositif d'assemblage 10 selon l'invention peut être utilisé quels que soient la nature des pièces A et B et les matériaux qui les constituent. Ainsi, les pièces A et B peuvent être deux éléments d'un ensemble. La pièce A peut aussi constituer un équipement fixé sur la pièce B qui est alors une pièce support. Inversement, la pièce A dans laquelle est monté le dispositif d'assemblage 10 peut être une pièce support sur laquelle est rapporté un équipement constitué par la pièce B. Il est à noter également que si un seul dispositif d'assemblage 10 est représenté sur la figure 1, l'assemblage des deux pièces A et B peut être assuré par un nombre quelconque de dispositifs conformes à l'invention, montés sur l'une et/ou l'autre des pièces à assembler. Conformément à l'invention, le dispositif d'assemblage 10 est un dispositif autonome comportant une ou plusieurs vis 12, maintenues captives dans une cartouche 14. Dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 1, la cartouche 14 contient une seule vis 12. La cartouche 14 peut être réalisée en un matériau quelconque adapté à l'utilisation envisagée. Ainsi, ce matériau peut être un métal, un alliage métallique, une matière plastique rigide, etc.. La cartouche 14 comporte principalement deux parois planes, parallèles et opposées 16 et 18, en forme de plaquettes, ainsi qu'un corps central 20 reliant les parois 16 et 18 perpendiculairement à celles-ci, pour former une structure sensiblement en forme de U comme le montre la figure 1. Cette configuration ménage dans la cartouche 14 une ouverture 22 par laquelle la vis 12 peut être montée et démontée, de même que les éléments associés à cette vis, qui seront décrits ultérieurement. Les parois opposées 16 et 18 de la cartouche 14 sont traversées par deux trous alignés, désignés respectivement par les références 24 et 26. En outre, sur sa face tournée vers la paroi 18, la paroi 16 comporte une collerette 28 constituant un moyen de centrage de la tête cylindrique 30 de la vis 12. La collerette 28 est centrée sur l'axe commun aux trous 24 et 26. Le trou 26 formé dans la paroi 18 de la cartouche 14 est prévu pour recevoir l'extrémité de la partie filetée 32 de la vis 12, lorsque cette dernière est introduite dans la cartouche par l'ouverture d'accès 22. Plus précisément, lorsque la tête 30 de la vis 12 est placée dans la collerette 28 et en appui contre la paroi 16, l'extrémité de la partie filetée 32 de la vis fait légèrement saillie au-delà de la paroi 18, à travers le trou 26, comme l'illustre la figure 1. Dans ces conditions, une empreinte (non représentée) formée sur la tête 30 de la vis afin de permettre sa manoeuvre à l'aide d'un outil tel qu'un tournevis ou une clé, est placée en face du trou 24 formé dans la paroi 16. Par conséquent, la vis 30 peut alors être manoeuvrée au travers de ce trou 24, à l'aide de l'outil précité. Le maintien de la vis 12 dans la position qui vient d'être décrite est assuré par un organe élastique constitué par un ressort hélicoïdal de compression 34 dans la formede réalisation illustrée sur la figure 1. Ce ressort 34 est monté coaxialement sur la partie filetée 32 de la vis 12, entre la tête 30 de la vis et la paroi 18 de la cartouche 14, pour maintenir normalement la tête 30 de la vis en appui contre la paroi 16 de la cartouche. De façon plus précise, une rondelle 36 est interposée entre une première extrémité du ressort 34 et la tête 30 de la vis 12 et une rondelle 38 est interposée entre l'autre extrémité du ressort 34 et la paroi 18 de la cartouche 14. Ces rondelles 36 et 38 servent notamment à transmettre entre la tête 30 de la vis et la paroi 18 les efforts exercés par le ressort 34. Lorsque le serrage de la vis 12 a été effectué, les rondelles 36 et 38 forment aussi des moyens de transmission des efforts de serrage, au travers desquels la tête 30 de la vis vient en appui contre la paroi 18, après une compression limitée du ressort 34. A cet effet, chacune des rondelles 36 et 38 comporte respectivement, sur sa face tournée vers l'autre rondelle, une partie en saillie 36a, 38a située à l'intérieur du ressort 34 et terminée par une face radiale plane 40, et 42. L'écartement qui existe au repos entre les faces 40 et 42 des rondelles 36 et 38 définit pour la vis 12 une course limitée. Ces faces 40 et 42 viennent donc en appui l'une contre l'autre bien avant que le ressort 34 ne soit totalement comprimé ou que ses spires ne soient jointives.Par conséquent, la transmission des efforts de serrage entre la tête 30 de la vis 12 et la pièce B dans laquelle cette dernière est vissée s'effectue au travers de la pièce A, de la paroi 18 de la cartouche 14 et des rondelles 38 et 36, sans passer par le ressort 34. Il est à noter qu'en plus des deux fonctions déjà mentionnées, les rondelles 36 et 38 remplissent une fonction de centrage du ressort 34 sur la vis 12, du fait que les extrémités du ressort 34 sont reçues sur les parties en saillie 36a, 38a des rondelles 36 et 38. Afin que le dispositif d'assemblage 10 selon l'invention puisse être monté sur la pièce A, la cartouche 14 comporte des moyens d'immobilisation de celle-ci par rapport à la pièce A. Dans la forme de réalisation préférentielle illustrée schématiquement sur la figure 2, ces moyens d'immobilisation comprennent des moyens de pincement élastiques constitués ici par deux lames de ressort 44 fixées sur les côtés de la cartouche 14, à proximité de la paroi 16, de façon à engager par frottement des surfaces latérales opposées formées dans un logement L prévu à cet effet dans la pièce A. Cet agencement permet d'introduire le dispositif d'assemblage 10 dans la pièce A, comme l'indique la flèche F sur la figure 2, sans qu'il soit nécessaire de procéder à une fixation quelconque du dispositif sur la pièce. Cela permet notamment de monter le dispositif d'assemblage 10 dans une zone difficilement accessible de la pièce A, par une simple poussée dans le sens de la flèche F. Comme l'illustrent les figures 1 et 2, lorsque le dispositif d'assemblage 10 selon l'invention est ainsi monté dans la pièce A, la paroi 18 est en appui sur le fond du logement L et l'extrémité de la partie filetée 32 de la vis 12 fait légèrement saillie dans un trou T usiné dans la pièce A, dans le fond du logement L. Lorsqu'on désire procéder à l'assemblage, on amène la pièce B contre la pièce A, de telle sorte qu'un trou taraudé V soit situé dans le prolongement du trou T. L'assemblage est alors aisément réalisé, quelles que soient les difficultés d'accès à la zone concernée, en introduisant par le trou 24 de la paroi 16 un outil adapté à l'empreinte formée sur la tête 30 de la vis 12. L'opérateur peut alors, par une simple action sur l'outil, visser la partie filetée 32 de la vis 12 dans le trou taraudé V en comprimant le ressort 34. Comme on l'a déjà indiqué, cette compression reste toutefois limitée puisque la transmission des efforts de serrage s'effectue au travers des rondelles 36 et 38 dès que leurs faces en regard 40 et 42 sont en contact. Il est à noter que la précontrainte emmagasinée dans le ressort 34 est calculée pour assurer au repos le maintien en appui de la tête 30 de la vis 12 contre la paroi 16, quelle que soit l'orientation du dispositif d'assemblage dans l'espace. Ce résultat peut être obtenu avec une précontrainte limitée, de telle sorte que le ressort n'affecte pas la qualité de l'assemblage obtenu. Dans certains cas, l'utilisation de moyens de pincement élastiques tels que les lames 44 sur la figure 2 pour assurer l'immobilisation du dispositif d'assemblage sur la pièce A peut ne pas être possible, compte tenu par exemple de la forme de cette pièce. Comme l'illustre la figure 3, les moyens d'immobilisation du dispositif par rapport à la pièce A peuvent alors être constitués par un ou plusieurs perçages formés dans la cartouche 14, au travers desquels peut passer un organe de fixation tel qu'une vis 46. Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 3, un perçage pour recevoir une vis 46 est ainsi formé dans une oreille 48 prévue à cet effet sur la cartouche 14. Sur la figure 4, on a représenté en perspective éclatée une deuxième forme de réalisation du dispositif d'assemblage 10 selon l'invention. Cette deuxième forme de réalisation se distingue principalement de la précédente par le fait qu'au lieu de comporter une seule vis captive, la cartouche 14 reçoit dans ce cas deux vis captives 12. Une autre différence provient du fait que la tête 30 de chacune des vis 12 est de forme tronconique. Le diamètre des trous 24 formés dans la paroi 16 est alors intermédiaire entre les diamètres minimal et maximal de la tête 30, de telle sorte que ces trous 24 assurent directement le centrage des vis 12. Par conséquent, la collerette 28 de la figure 1 est supprimée. Par ailleurs, les moyens d'immobilisation de la cartouche 14 dans la pièce qui la reçoit comprennent des moyens de pincement élastiques formés par les extrémités recourbées 44' de la paroi 16 de la cartouche. Ces extrémités recourbées 44' constituent des lames de ressort qui remplissent une fonction équivalente à celle des lames 44 sur la figure 2. Par ailleurs, chacune des vis 12 supporte un ressort hélicoïdal de compression 34 ainsi que deux rondelles 36 et 38, comme dans la première forme de réalisation. La description qui précède montre que le dispositif d'assemblage selon l'invention permet d'assurer de façon simple et rapide tout assemblage par vis, notamment dans des zones peu accessibles. I1 autorise un serrage aussi efficace que tout assemblage classique par vis et facilite aussi bien le démontage que le montage, du fait que les organes élastiques assurent automatiquement le recul des vis lorsqu'elles ne sont plus en prise. En outre, le dispositif selon l'invention constitue un dispositif modulaire, dans lequel l'un quelconque des éléments tels que les vis, les organes élastiques, les rondelles, etc. peut être aisément remplacé. Il peut être adapté à tout type de vis. Il est à noter que le dispositif d'assemblage selon l'invention pourrait comporter un nombre de vis captives supérieur à deux, sans sortir du cadre de l'invention. Par ailleurs, les rondelles 36 et 38 pourraient être supprimées, la transmission des efforts de serrage étant alors réalisée par une partie en saillie formée directement sous la tête 30 de la vis et/ou sur la paroi 18 de la cartouche. A l'inverse, des rondelles supplémentaires peuvent être associées à chacune des vis 12, telles que des rondelles freins ou des rondelles d'isolation thermique, selon l'application envisagée. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'assemblage, caractérisé par le fait qu'il comprend - une cartouche (14) comportant deux parois opposées (16,18) traversées par au moins deux trous alignés (24,26), et des moyens d'immobilisation (44,44') de la cartouche par rapport à une première pièce (A) - au moins une vis (12) logée dans la cartouche (14) de telle sorte que sa tête (30) soit en appui contre une première (16) desdites parois, en face d'un premier (24) des trous alignés et que sa partie filetée soit engagée dans un deuxième (26) des trous alignés, formé dans la deuxième paroi (18) - un organe élastique (34) monté sur chaque vis (12), entre sa tête (30) et la deuxième paroi (18), pour maintenir normalement la tête de la vis en appui contre la première paroi ; et - des moyens (36,38) de transmission d'efforts de serrage, au travers desquels la tête de la vis vient en appui contre la deuxième paroi (18), après une compression limitée de l'organe élastique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la cartouche (14) comporte des moyens de centrage (28,24) de la tête (30) de chaque vis (12) selon l'axe du premier trou (24). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens de centrage (28,24) sont prévus sur la première paroi (16). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de transmission d'efforts de serrage comprennent deux rondelles (36,38) montées sur la vis, respectivement entre sa tête (30) et une première extrémité de l'organe élastique (34), et entre la deuxième extrémité de l'organe élastique (34) et la deuxième paroi, au moins l'une de ces rondelles comprenant une partie en saillie (36a,38a), sur sa face tournée vers l'autre rondelle. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'organe élastique étant un ressort de compression (34), chacune des rondelles (36, 38) comporte alors une partie en saillie (36a,38a), à l'intérieur du ressort, sur laquelle sont centrées les extrémités de ce dernier. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens d'immobilisation de la cartouche (14) comprennent des moyens de pincement élastiques (44) portés par la cartouche et aptes à engager par frottement des surfaces d'un logement (L) formé dans la première pièce (A), pour immobiliser la cartouche dans ce logement. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les moyens d'immobilisation de la cartouche (14) comprennent au moins un perçage formé dans la cartouche et apte à recevoir un organe de fixation (46) de cette cartouche sur la première pièce (A). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la cartouche comporte une ouverture (22) par laquelle chaque vis (12), l'organe élastique (34) et les moyens (36,38) de transmission d'efforts de serrage associés à cette vis peuvent être montés et démontés.