Brevet FR2754573A1 — publié le 19980417

La présente invention concerne un dispositif d'assemblage et de fixation réglable. L'invention concerne plus particuliérement un dispositif d'assemblage, qui est notamment utilisé dans le domaine de la construction automobile, pour fixer deux éléments l'un sur l'autre comprenant, d'une part, un ensemble vis-écrou de serrage dont l'écrou est monté mobile dans une ouverture de l'un des éléments par l'intermédiaire de moyens de positionnement autorisant des déplacements de l'écrou selon au moins une direction transversale par rapport à l'axe de serrage de l'ensemble vis-écrou et d'autre part des moyens de retenue axiale et en rotation de l'écrou par rapport à cet élément. Un tel type de dispositif d'assemblage est décrit dans le document FR-A-2.554.522 dans lequel un écrou comportant un trou taraudé unique est monté coulissant selon une première direction transversale dans une cage qui est elle-même montée coulissante, selon une seconde direction transversale perpendiculaire à la première, dans une ouverture de forme rectangulaire de l'élément inférieur qui est une tôle de la caisse du véhicule. Pour permettre des déplacements transversaux selon les deux directions de l'écrou par rapport à la tôle fixe, il est nécessaire de prévoir une ouverture de grandes dimensions, et donc une cage de dimensions importantes, ainsi que des moyens de freinage des déplacements selon les deux directions afin d'assurer un prépositionnement de l'écrou, par exemple sensiblement au centre de l'ouverture, avant tout réglage. L'invention propose un dispositif d'assemblage disposant d'une plage de réglage relativement importante tout en ne nécessitant qu'une ouverture de dimensions réduites dans l'élément inférieur, en limitant le nombre des composants mobiles, avant serrage, par rapport à l'élément inférieur, et en garantissant que, dans la plage de réglage, L'écrou est toujours en position d'assemblage, de sorte qu'il permet une introduction en aveugle de la vis de l'ensemble vis-écrou. Dans ce but, I'invention propose que l'écrou comporte au moins deux trous parallèles dont chacun est susceptible de recevoir le corps fileté de la vis associée. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - les moyens de positionnement de l'écrou autorisent des déplacements selon toutes les directions transversales perpendiculaires à l'axe de serrage - L'écrou comporte une série de trous parallèles adjacents, agencés notamment en nid d'abeilles, dont chacun est susceptible de recevoir le corps fileté de la vis - L'écrou est monté avec jeu radial dans un trou d'un support fixé dans l'ouverture du second élément; - le corps de l'écrou présente un profil extérieur cylindrique, et il est reçu avec jeu radial dans un alésage du support - le corps de l'écrou comporte une collerette inférieure qui s'étend radialement vers l'extérieur et qui, en position serrée de l'assemblage, est en appui axial contre un bord axial inférieur en vis-à-vis du support - la collerette radiale de l'écrou et le bord axial inférieur du support comportent des moyens d'immobilisation en rotation de l'écrou par rapport au support, et le support est immobilisé en rotation par rapport à l'ouverture; - au moins une partie de l'écrou peut être introduite axialement de bas en haut dans le support, et l'écrou et le support comportent des moyens pour retenir verticalement l'écrou à l'intérieur du support avant le serrage en autorisant les déplacements axiaux de l'écrou par rapport au support - les moyens de retenue axiale sont des pattes déformables élastiquement qui s'étendent radialement depuis le corps de l'écrou, ou depuis le support, et dont les extrémités libres s'étendent en regard d'un épaulement radial interne du support, ou de l'écrou - les pattes élastiques sont susceptibles de s'escamoter pour permettre l'introduction axiale de bas en haut de l'écrou dans le support et les extrémités libres des pattes assurent un centrage de l'écrou à l'intérieur du support - les moyens de retenue axiale sont constitués par une collerette supérieure du corps de l'écrou qui s'étend radialement vers l'extérieur pour prendre appui contre un bord axial supérieur en vis-à-vis du support - L'écrou est constitué par deux parties identiques séparées sensiblement selon un plan transversal médian et qui comportent des moyens d'assemblage mutuel par emboîtement élastique - le support est monté dans l'ouverture du second élément par un système de montage à baïonnette - I'extrémité supérieure de l'écrou conserve un certain jeu vis-à-vis du premier élément, en fin de serrage - la vis n'est filetée que sur la partie de sa longueur pénétrant à l'intérieur du demi-écrou inférieur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective éclatée, et en section partielle, d'un dispositif d'assemblage conforme aux enseignements de l'invention pour la fixation d'une console sur une tôle de véhicule automobile - la figure 2 est une vue, en section selon la ligne 2-2 de la figure 1, qui illustre les différents composants en position assemblée et serrée - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2, en section selon la ligne 3-3 de la figure 1 - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3 qui illustre un excentrement de l'écrou par rapport au corps du dispositif d'assemblage - la figure 5 est une vue latérale en élévation, selon la flèche F5 de la figure 2, qui illustre le corps du dispositif d'assemblage - la figure 6 est une vue en section selon la ligne 6-6 de la figure 5 - la figure 7 est une vue en perspective de l'écrou du dispositif d'assemblage - la figure 8 est une vue en coupe du corps fixe et de l'écrou qui illustre la position relative de ces deux composants avant le serrage axial - la figure 9 est une vue en section, selon la ligne 9-9 de la figure 11, qui illustre un deuxième mode de réalisation du corps fixe et de l'écrou qui sont représentés en position assemblée avant serrage axial - la figure 10 est une vue latérale en élévation selon la flèche F10 de la figure Il; - la figure 11 est une vue de dessus de la figure 10 - la figure 12 est une vue latérale en élévation de l'écrou - la figure 13 est une vue de dessus de la figure 12 - la figure 14 est une vue latérale en élévation du corps fixe - la figure 15 est une vue de dessus de la figure 14 - la figure 16 est une vue en perspective qui illustre l'une des deux moitiés d'un écrou en deux parties réalisées conformément à un troisième mode de réalisation des moyens d'assemblage selon l'invention; - la figure 17 est une vue en section, selon la ligne 17-17 de la figure 18, du demi-écrou illustré à la figure 16 - la figure 18 est une vue de dessus du demi-écrou ; et - les figures 19 et 20 sont des vues qui illustrent l'écrou en deux parties assemblées en position dans le corps fixe, respectivement avant et après serrage axial. On a représenté à la figure 1 une pièce 20, qui est par exemple une console supérieure, que l'on désire fixer, avec possibilité de réglage, sur une tôle inférieure 22 appartenant à la structure de la caisse d'un véhicule automobile. L'assemblage et la fixation de la pièce 20 sur la tôle inférieure 22 est assurée au moyen d'un ensemble du type visécrou constitué par une vis auto-taraudeuse 24 comportant une tête 26 et une tige 28 d'axe X-X sensiblement vertical et par un écrou 30 conforme à l'invention. La pièce ou premier élément 20 à fixer sur la tôle ou second élément 22 comporte un seul trou ou perçage 32, d'axe vertical, qui se prolonge par un trou correspondant 34 formé dans une plaque ou feuille de moquette 36 interposée entre la pièce 20 et la tôle 22. Comme on peut le voir aux figures 1 à 3, la tôle 22 comporte, dans la zone de l'assemblage, un léger renfoncement vertical orienté vers le bas en forme de cuvette 38 au centre de laquelle est formée une ouverture 40 de forme circulaire, réalisée par exemple par poinçonnage, qui comporte deux encoches diamétralement opposées 42. Conformément à l'invention, L'écrou 30 est monté dans un corps fixe d'assemblage 44 décrit ci-dessous en référence aux figures 1,5 et 6. Le corps 44 est une pièce moulée en matière plastique, qui présente une forme générale cylindrique tubulaire et qui comporte des moyens pour son montage à baïonnette dans l'ouverture 40. A cet effet, le corps 44 comporte une collerette radiale externe 45 prenant appui par sa face inférieure sur la face supérieure de la tôle 22. Le corps 44 comporte également sur sa surface périphérique cylindrique 46 deux ergots 48 qui, selon une conception connue, peuvent être introduits axialement de haut en bas dans les encoches 42, le montage en position fixée, illustrée aux figures 1 à 3, du corps 44 s'effectuant ensuite par une rotation de 90 , depuis la position angulaire d'introduction axiale, jusqu'à amener le corps 44 dans sa position montée et fixée dans l'ouverture 40 illustrée sur les figures dans laquelle deux pattes de blocage 52, qui font saillie radialement vers l'extérieur depuis la collerette 45, sont à leur tour reçues dans les encoches 42. La distance séparant la face inférieure 47 de la collerette 45 de la face supérieure 49 des ergots 48 est légèrement supérieure à l'épaisseur de la tôle 22 de manière à assurer un montage sans jeu du corps fixe 44 dans l'ouverture 40, des rampes 51 étant prévues sur les ergots 48 pour faciliter le montage. L'alésage interne 54 du corps fixe 44 est un alésage étagé qui comporte un tronçon supérieur de grand diamètre 56 et un tronçon inférieur de plus petit diamètre 58, ces deux tronçons étant délimités axialement par un épaulement radial interne 60. Le corps 44 est délimité par une face annulaire supérieure 60 et par une face annulaire inférieure 62 depuis laquelle s'étend axialement vers le bas un ergot 64 de blocage en rotation de l'écrou 30. On décrira maintenant en détail le premier mode de réalisation de l'écrou 30 en se reportant notamment aux figures 2, 3 et 7. L'écrou 30 est une pièce moulée en matière plastique constituée pour l'essentiel d'un corps cylindrique massif 66 à l'intérieur duquel sont formés une série de sept trous parallèles débouchants 68 agencés en nid d'abeilles sur les figures. Les six trous 68 comportent un trou central centré sur l'axe X-X de l'écrou 30 et six trous périphériques répartis angulairement de manière régulière autour du trou central. L'écrou 30 est délimité axialement par une face transversale supérieure 70 et par une face transversale inférieure 72. L'écrou 30 comporte une collerette inférieure 74 qui s'étend radialement vers l'extérieur, délimitée vers le haut par une face annulaire inférieure 76 et dont le bord cylindrique externe 78 comporte un cran 80 destiné à recevoir avec jeu l'ergot 64 du corps fixe 44. L'écrou 30 comporte trois pattes 82, solidaires de la partie principale massive 66, qui s'étendent radialement vers l'extérieur, sensiblement à mi-hauteur de l'écrou, et qui se terminent par un bord d'extrémité libre 84 orienté axialement vers le bas en regard de la face supérieure 76 de la collerette 74. Au droit de chaque patte 82, le corps massif 66 comporte un évidement 88 qui permet d'une part la réalisation par moulage des pattes 82 au moyen d'un noyau d'orientation axiale, et d'autre part leur escamotage radial vers l'intérieur. Les pattes 82 sont des pattes de centrage relatif de l'écrou 30 à l'intérieur du corps fixe 44 et de retenue axiale avant serrage de l'écrou 30 par rapport au corps fixe 44. Dans les exemples de réalisation illustrés aux figures, les trous 68 de l'écrou 30 sont des trous lisses susceptibles de recevoir le corps fileté de la vis auto-taraudeuse 24. Cependant, on peut également envisager que chaque trou 68 soit taraudé de façon à recevoir le corps fileté d'une vis complémentaire. On décrira maintenant le mode d'utilisation du dispositif d'assemblage 30, 44 conforme aux enseignements de l'invention. Après la mise en place du corps fixe 44 dans l'ouverture 40, L'écrou 30 est introduit dans l'ouverture inférieure du corps fixe 44. Les pattes 82 s'escamotent radialement vers l'intérieur lors de leur passage dans le tronçon inférieur de petit diamètre 58 du corps fixe 44, puis elle s'écartent élastiquement à l'intérieur du tronçon supérieur de plus grand diamètre 56, de sorte que leurs extrémités libres 84 viennent en regard de l'épaulement radial interne 60 du corps fixe 44. Dans cette position montée de l'écrou 30 à l'intérieur du corps fixe 44, et avant serrage axial, ces deux composants sont dans la position illustrée à la figure 8 et il existe un jeu axial entre la face supérieure 76 de la collerette 74 de l'écrou 30 et la face inférieure 62 du corps fixe 44. Comme indiqué ci-dessus, L'écrou de fixation 30 présente sept ouvertures d'introduction adjacentes pour la vis 24. De plus, le corps de l'écrou 30 dispose d'une possibilité de débattement radial dans toutes les directions par rapport au corps fixe 44, selon un jeu correspondant à la moitié de la différence entre les diamètres extérieur de la partie massive 66, et intérieur du tronçon inférieur de petit diamètre de l'écrou 30. Lors de son introduction dans le corps fixe 44, L'écrou 30 est positionné angulairement de façon à ce que l'ergot 64 du corps fixe 44 soit reçu dans le cran 80. L'assemblage se poursuit en introduisant en aveugle l'extrémité inférieure pointue 29 du corps fileté 28 de la vis 24 dans le trou 68 lui faisant face, par exemple dans le trou central, selon l'exemple illustré par les figures 2 à 4. La fin de l'assemblage s'effectue par vissage et serrage axial. Au cours de ce vissage, la face supérieure 76 de la collerette 74 vient en appui axial contre la face inférieure 62 du corps 44 pour assurer un serrage axial de la console 20 par rapport à la tôle 22. Dans le cas où le trou 68 dans lequel est introduit la vis 24 n'est pas parfaitement aligné avec l'axe de la vis 24, l'écrou 30 se déplace transversalement par rapport au corps fixe 44, c'est-à-dire selon une direction radiale, de manière à occuper une position excentrée telle qu'illustrée par la figure 4. Les figures 9 à 15 se rapportent à un deuxième mode de réalisation du corps de l'écrou 30 et du corps fixe 44. Sur ces figures, des composants identiques, similaires ou équivalents à ceux décrits et représentés précédemment sont désignés par les mêmes chiffres de référence. Selon ce second mode de réalisation de l'invention, la partie cylindrique massive 66 de l'écrou 30 comporte un épaulement radial 60 qui sert d'appui aux extrémités libres 84 des pattes 82 de centrage et de retenue axiale de l'écrou 30 par rapport au corps fixe 44. Les pattes 82 sont solidaires du corps fixe 44 et s'étendent radialement vers l'intérieur à partir de l'alésage interne de celui-ci. Les moyens d'immobilisation en rotation de l'écrou 30 par rapport au corps fixe 44 sont constitués par deux ergots 64, décalés angulairement à 1200, qui sont reçus dans des encoches 80 formées dans le bord inférieur 62 du corps fixe 44. La fixation et l'assemblage des différents composants apparaissant sur les figures 9 à 15, ainsi que leur mode d'utilisation, sont en tous points identiques à celui décrit précédemment en référence aux figures 1 à 8. En se reportant aux figures 2, 3 et 4, on voit qu'après l'assemblage, il ne subsiste aucun jeu entre la moquette 36 et l'extrémité supérieure de l'écrou 30. Cette absence de jeu entre l'ensemble des éléments après leur serrage est rendu possible par l'élasticité de la moquette 36, dont la compression permet de rattraper les tolérances de fabrication. En l'absence d'un élément souple, tel que la moquette 36 entre les deux éléments à assembler 20, 22, il est nécessaire de prévoir le maintien d'un jeu, après le serrage, entre l'extrémité supérieure de l'écrou 30 et le premier élément 20. Le troisième mode de réalisation, illustré par les figures 16 à 19 répond notamment à cet objectif. Ce troisième mode de réalisation diffère du premier essentiellement par la structure de l'écrou 30 qui est un écrou en deux parties inférieure 301 et supérieure 30S, le corps fixe 44 étant en tous points identique à celui décrit et représenté en référence aux figures 1 à 8. Les deux moitiés 301 et 30S de l'écrou 30 étant identiques, seul le demi-écrou inférieur 301 est décrit cidessous, en référence aux figures 16 à 19. Le demi-écrou 301 est sensiblement équivalent en forme et en structure à l'écrou 30 du premier mode de réalisation, mais son corps principal massif cylindrique 661 présente une hauteur sensiblement égale à la moitié de la hauteur de l'écrou 30. Depuis sa face transversale supérieure 701, trois bras déformables élastiquement 1001 se terminant par un bec d'accrochage 1021 orienté radialement vers l'intérieur s'étendent verticalement vers le haut. Les becs 1021 sont chanfreinés et les bras sont susceptibles d'être déformés radialement vers l'extérieur. Le corps massif 661 comporte trois rainures d'orientation axiale 1041, orientées à 120C entre les bras 1001, dont chacune est susceptible de recevoir le corps d'un bras 1001 et débouche axialement de part en part, c'est-à-dire dans la face supérieure 701 et dans la face inférieure 721. Chaque rainure 1041 comporte au voisinage de son extrémité inférieure un cran 1061 destiné à recevoir le bec 102S du demi-écrou supérieur 30S lorsque les deux écrous sont en position emboîtée axialement l'un dans l'autre. L'assemblage des deux demi-écrous 301 et 30S s'effectue en emboîtant chacun axialement de bas en haut, et respectivement de haut en bas, dans le corps fixe 44 jusqu'à emboîtement mutuel des becs 1021 et 102S dans les crans complémentaires 1061 et 106S de l'autre demi-écrou. En position non serrée, et comme cela est illustré à la figure 19, l'écrou en deux parties assemblées repose par la collerette supérieure 74S contre la face annulaire d'extrémité supérieure 60 du corps fixe 44 et il existe un jeu radial entre la face supérieure de la collerette inférieure 741 et le bord d'extrémité annulaire 62 du corps fixe 44. Les faces d'extrémité en vis-à-vis 701 et 70S présentent également un jeu axial. Lors du serrage axial (cf figure 20), le jeu axial entre les faces 701 et 70S est réduit et le corps fixe 44 est serré axialement entre les collerettes inférieure 741 et supérieure 74S. Enfin, la collerette supérieure 74S est serrée axialement entre le bord annulaire supérieur 60 du corps fixe 44 et la face inférieure en vis-à-vis de la tôle 22. Les possibilités de réglage radial et de choix de l'un des trous 681, 68S pour l'introduction de la vis 24 sont bien entendu conservées comme dans le cas des deux modes de réalisation précédents. Cependant, selon ce troisième mode de réalisation, il est préférable que la vis 24 ne soit pas filetée sur toute sa longueur, mais uniquement sur la partie pénétrant dans le demi-écrou inférieur 301. Dans le cas contraire, on constate en effet que le maintien axial de la vis 24 vis-à-vis du demi-écrou supérieur 30S ne permet pas à celle-ci d'exercer sa tension sur le demi-écrou inférieur 301 dans les meilleures conditions. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'assemblage (30, 44) d'un premier élément (20) sur un second élément (22) comprenant d'une part un ensemble vis-écrou de serrage (24, 30) dont l'écrou (30) est monté mobile dans une ouverture (40) de l'élément (22) par l'intermédiaire de moyens de positionnement (44, 82) autorisant des déplacements de l'écrou (30) selon au moins une direction transversale par rapport à l'axe (X-X) de serrage de l'ensemble vis-écrou (24, 30) et, d'autre part, des moyens (82, 60, 80, 64) de retenue axiale et en rotation de l'écrou (30) par rapport au second élément (22), caractérisé en ce que l'écrou (30) comporte au moins deux trous parallèles (68) dont chacun est susceptible de recevoir le corps fileté (28) de la vis (24). 2. Dispositif d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de positionnement (82) de l'écrou (30) autorisent des déplacements selon toutes les directions transversales perpendiculaires à l'axe (X-X) de serrage. 3. Dispositif d'assemblage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'écrou (30) comporte une série de trous (68) parallèles adjacents, agencés notamment en nid d'abeilles, dont chacun est susceptible de recevoir le corps fileté de la vis (24). 4. Dispositif d'assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écrou (30) est monté avec jeu radial dans un trou (54) d'un support (44) fixé dans l'ouverture (40) du second élément (22). 5. Dispositif d'assemblage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le corps (30) de l'écrou présente un profil extérieur cylindrique (66), et en ce qu'il est reçu avec jeu radial dans un alésage (54, 56, 58) du support. 6. Dispositif d'assemblage selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le corps (66) de l'écrou (30) comporte une collerette inférieure (74) qui s'étend radialement vers l'extérieur et qui, en position serrée de l'assemblage, est en appui axial contre un bord axial inférieur (62) en vis-à-vis du support (44). 7. Dispositif d'assemblage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la collerette radiale (74) de l'écrou et le bord axial inférieur (62) du support comportent des moyens (80, 64) d'immobilisation en rotation de l'écrou (30) par rapport au support (44), et en ce que le support (44) est immobilisé en rotation (42, 52) par rapport à l'ouverture (40). 8. Dispositif d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'au moins une partie de l'écrou (30) peut être introduite axialement de bas en haut dans le support (44), et en ce que l'écrou (30) et le support (44) comportent des moyens (82, 84, 60, 74S) pour retenir verticalement l'écrou (30) à l'intérieur du support (44) avant le serrage en autorisant les déplacements axiaux de l'écrou par rapport au support. 9. Dispositif d'assemblage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de retenue axiale sont des pattes (82) déformables élastiquement qui s'étendent radialement depuis le corps (66) de l'écrou (30), ou depuis le support (44), et dont les extrémités libres (84) s'étendent en regard d'un épaulement radial interne (60) du support (44) ou de l'écrou (30). 10. Dispositif d'assemblage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdites pattes élastiques (82) sont susceptibles de s'escamoter pour permettre l'introduction axiale de bas en haut de l'écrou (30) dans le support, et en ce que les extrémités libres (84) des pattes assurent un centrage de l'écrou (30) à l'intérieur du support (44). 11. Dispositif d'assemblage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de retenue axiale sont constitués par une collerette supérieure (74S) du corps (66S) de l'écrou (30) qui s'étend radialement vers l'extérieur pour prendre appui contre un bord axial supérieur en vis-à-vis (60) du support (44). 12. Dispositif d'assemblage selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'écrou (30) est constitué par deux parties identiques (301, 30S) séparées sensiblement selon un plan transversal médian et qui comportent des moyens (1001, 1021, 100S, 102S) d'assemblage mutuel par emboîtement élastique. 13. Dispositif d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 4 à 12, caractérisé en ce que le support (44) est monté dans l'ouverture (40) du second élément (22) par un système de montage à baïonnette. 14. Dispositif d'assemblage selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure du l'écrou (30) conserve un certain jeu vis-à-vis du premier élément (20), en fin de serrage. 15. Dispositif d'assemblage selon la revendication 12, 13 ou 14, caractérisé en ce que la vis (24) n'est filetée que sur la partie de sa longueur pénétrant à l'intérieur du demi-écrou inférieur (301).