Brevet FR2780458A1 — publié le 19991231

I VIS DE FIXATION DE PIECES, NOTAMMENT D'UNE PIECE EN MATIERE SYNTHETIQUE SUR UNE PIECE EN METAL. La présente invention concerne une vis de fixation d'une première pièce, par exemple en matière synthétique sur une deuxième pièce, par exemple en métal, ces pièces étant disposées dans un environnement soumis à des contraintes mécaniques et/ou thermiques, particulièrement des vibrations, notamment dans un véhicule, et plus particulièrement un véhicule automobile. Il est impératif, dans le domaine de l'automobile ou de l'aviation, ou dans d'autres domaines o l'environnement soumet des pièces à des contraintes mécaniques et/ou thermiques très fortes, que les pièces fixées au moyen de vis, ne puissent pas se libérer de leur support en raison, précisément de ces contraintes. Lorsque deux pièces sont fixées l'une sur l'autre au moyen de vis, il faut donc que les vis ne puissent pas se desserrer pendant toute la durée de vie de la pièce. Il arrive fréquemment que les pièces soient de nature différente, par exemple une pièce en matière synthétique à fixer sur une pièce de support en métal. Les vibrations, les changements de température, ont pour résultante une tendance des vis à se desserrer. Pour éviter le desserrement des vis, on utilise habituellement des vis classiques en combinaison avec une entretoise, ce qui permet de répondre aux exigences imposées par le cahier de charge habituel de l'industrie automobile. Néanmoins, cette pratique a des inconvénients. Elle nécessite la mise en place d'une entretoise puis de la vis, c'est-à-dire la gestion de deux pièces distinctes d'o des risques d'oublis, et un processus de montage compliqué et cher. La présente invention se propose de pallier ces inconvénients en offrant une nouvelle vis qui combine les fonctions d'une vis et d'une entretoise classiques. Dans ce but, la vis selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte une entretoise intégrée. D'une manière avantageuse, cette entretoise intégrée a une hauteur légèrement inférieure à l'épaisseur de ladite première pièce. Selon un mode de réalisation préféré, ladite entretoise intégrée est pleine. Dans une autre variante, l'entretoise intégrée est évidée. Dans une autre forme de réalisation, l'entretoise intégrée est rapportée et maintenue par des ergots. D'une manière avantageuse, la vis selon l'invention comprend un tronçon non fileté et un tronçon fileté. D'une manière préférée, ledit tronçon non fileté est de longueur h0, ladite longueur h0 étant déformable et ayant selon les variantes la valeur la plus grande possible. Dans la variante à entretoise intégrée évidée, ledit évidement est prévu autour du tronçon non fileté. Un autre évidement peut être prévu au centre dudit tronçon non fileté de manière à réduire sa section. D'une manière particulièrement avantageuse, la vis selon l'invention est réalisée d'une seule pièce. La vis selon l'invention peut également comporter une rondelle mise en place par des ergots. La présente invention et ses avantages seront mieux compris dans la description suivante de plusieurs formes de réalisation données à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 représente une vue en coupe axiale illustrant une première forme de réalisation de la vis selon l'invention, - la figure 2 est une vue représentant un graphique représentant la force de tension d'une vis en fonction de la longueur déformable h0, - la figure 3 est une vue en coupe axiale illustrant une deuxième forme de réalisation de la vis selon l'invention, - la figure 4 est une vue de dessus de la vis représentée sur la figure 3, et - les figures 5 à 7 sont des vues en coupe axiale illustrant d'autres formes de réalisation de la vis selon l'invention. En référence à la figure 1, la vis 10, dite vis épaulée est destinée à fixer une pièce A, par exemple en matière synthétique, sur une pièce B, par exemple en métal. Elle comporte une tête 11 pourvue d'une embase circulaire 12 dont le diamètre est supérieur à celui de la tête, une entretoise intégrée pleine 13, un tronçon cylindrique 14 non fileté de longueur h0 et un tronçon d'extrémité fileté 15. L'entretoise intégrée 13 définit un épaulement 13' qui constitue une surface d'appui sur la pièce B. La hauteur de l'entretoise intégrée pleine 13 est de préférence légèrement inférieure à l'épaisseur de la pièce A. Cette différence dimensionnelle est de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre, de telle manière que, lors du serrage de la vis, la pièce A soit légèrement écrasée, sans que cette déformation induise une cassure ou une amorce de rupture. Le tronçon cylindrique 14 de longueur h0 représente la partie déformable par élongation de la vis lors du serrage, c'est-à-dire la longueur mise en tension. La longueur ho est avantageusement la plus importante possible. En effet, sous une contrainte C donnée, déterminée par le couple exercé sur la vis lors du serrage, la vis s'allonge et arrive à une longueur h, d'o une déformation Aho qui augmente quand h0 augmente. Quand il y a fluage de la pièce B sous la pression exercée par la vis en 13', la longueur h diminue de A(Aho) d'o une perte d'effort. Plus h0 est grand, plus Aho est grand et plus A(Aho) est faible en pourcentage par rapport à Aho pour une même contrainte c. Cela signifie que la variation Ah0 reste suffisante et constitue une réserve élastique. De ce fait, la perte d'effort de serrage AFscrrage est faible, c'est-àdire que la tendance au desserrage est plus faible pour une vis dont le tronçon cylindrique 14 non fileté est plus long. La contrainte a est égale au rapport de la force de tension de la vis et de sa section: F=F/S La contrainte o est également égale au produit du module E par la déformation relative s: s=Es Or, g est égale au rapport de l'élongation AI et de la longueur 1. Par conséquent: = E AI / 1 d'o: C = E ( h - ho) / ho, o h0 est la longueur de la vis à étirer et o h - ho = Aho Il en résulte que la force de tension F de la vis s'exprime par la formule suivante: F = E S (h - ho)/ho Sous une force de tension F donnée, on génère une contrainte o-, E et S étant des constantes, h - ho / h0 est également une constante. Etudions les fonctions suivantes: Fl (h) = E S (hAi- hol)/hol et F2 (h) = E S (h-ho2)/ho2 ohol > h02 Comme le montre le graphique de la figure 2, pour une force FA, les longueurs résultantes sont hA^ et hA2. Si l'on considère une diminution de longueur Ah qui se produit au cours du temps, la variation de la force de tension AF due au fluage est moins importante si ho est important. C'est-à-dire si ho01> ho2, alors AF1 Par conséquent, la perte d'effort est moindre et le desserrage devient plus difficile quand ho est important. Partant de ce résultat, on peut affirmer que les problèmes de desserrage que l'on observe avec des vis épaulées filetées entièrement, ne proviennent pas du fluage de la matière synthétique mais de la "capacité" d'allongement de la vis puisque dans ce cas, la longueur h0 est très faible car c'est le premier filet qui se met en tension. La conséquence en est qu'il est avantageux d'utiliser des vis épaulées du type représenté par la figure 1 avec une longueur ho aussi importante que possible. A titre d'exemple, pour une vis M8, la longueur ho est de préférence de l'ordre quelques min. Néanmoins, si pour des raisons d'encombrement, il n'est pas possible de prévoir une longueur aussi importante, il convient de prévoir un frein filet. On peut également accentuer le phénomène de déformation de la longueur ho en changeant de matière, c'est-à-dire en prenant un module E plus faible. Considérant que F = E S ( h - ho) / ho0, on obtient alors, sous un couple donné, c'est-à-dire à F constante, un allongement plus important donc une tendance au desserrage plus faible. Par exemple, une vis en aluminium aura moins tendance à se desserrer qu'une vis en acier. Il est possible également de diminuer la section du tronçon non fileté 14, c'est-à-dire de prendre un diamètre plus petit. La vis 10 représentée par la figure 1 présente également l'avantage de réduire la pression de contact grâce à une surface plus importante par rapport à l'utilisation d'une entretoise classique rajoutée. En référence aux figures 3 et 4, la vis 20 est une vis dite épaulée destinée à fixer une pièce A, par exemple en matière synthétique, sur une pièce B, par exemple en métal. Elle comporte une tête 21 pourvue d'une embase circulaire 22 dont le diamètre est supérieur à celui de la tête, une entretoise intégrée évidée 23, un tronçon cylindrique 24 non fileté de longueur ho et un tronçon d'extrémité fileté 25. L'évidement de l'entretoise intégrée 23 est prévu autour du tronçon cylindrique 24 non fileté. L'entretoise évidée 23 définit ainsi un rebord annulaire 23' qui constitue une surface d'appui sur la pièce B. La hauteur de l'entretoise intégrée évidée 23 est de préférence légèrement inférieure à l'épaisseur de la pièce A. Cette différence dimensionnelle est de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre, de telle manière que, lors du serrage de la vis, la pièce A soit légèrement écrasée, sans que cette déformation n'induise une cassure ou une amorce de rupture. La vis 20 diffère de la vis 10 en ce que pour la première l'entretoise intégrée est pleine alors que pour la deuxième, l'entretoise est évidée. Cette solution a l'avantage de réduire la longueur de la vis en utilisant la longueur de l'entretoise comme une partie de la longueur à mettre en tension. Il est également possible de diminuer la section du tronçon cylindrique non fileté 24 en pratiquant, par exemple au moyen d'un trou 26 dans la tête 21, un trou 27 dans l'embase circulaire 22 et le tronçon non fileté 24. On obtient alors la même déformation A ho mais pour une longueur h0 inférieure. Cette solution convient particulièrement bien pour des vis dont la longueur ho est réduite, notamment lorsque l'épaisseur de la première pièce A en matière synthétique est faible. En référence aux figures 5 et 6, la vis 20 et la vis 10 respectivement peuvent être modifiées en ajoutant une rondelle 30 qui est maintenue par quatre ergots 28 disposés à 90 . La rondelle 30 présente l'avantage supplémentaire de ne pas tourner pendant le serrage et n'a donc pas tendance à abîmer ou "usiner" la pièce B. De plus, la surface étant augmentée, la pression de contact est plus faible, ce qui permet également de limiter l'écrasement de la pièce B ainsi que de diminuer le fluage de cette dernière, ce qui a pour effet de réduire encore le desserrage. En référence à la figure 7, la vis 40 selon l'invention ne comporte pas d'épaulement mais comprend autour de son tronçon cylindrique non fileté 44 une entretoise 31 rapportée et intégrée au moyen d'ergots 32. Cette forme de réalisation permet également d'éviter d'usiner la pièce B car l'entretoise intégrée 31 est en simple appui sur la pièce B et ne tourne pas par rapport à cette pièce B. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidente pour un homme du métier. Revendications 1. Vis de fixation (10, 20) d'une première pièce (A), par exemple en matière synthétique, sur une deuxième pièce (B), par exemple en métal, ces pièces étant disposées dans un environnement soumis à des contraintes mécaniques et/ou thermiques, particulièrement des vibrations, notamment dans un véhicule, et plus particulièrement un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'elle comporte une entretoise intégrée (13, 23). 2. Vis de fixation (10, 20) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite entretoise intégrée (13, 23) a une hauteur légèrement inférieure à l'épaisseur de ladite première pièce (A). 3. Vis de fixation (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite entretoise intégrée (13) est pleine. 4. Vis de fixation (20) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite entretoise intégrée (23) est évidée. 5. Vis de fixation (40) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite entretoise intégrée (31) est rapportée et maintenue par des ergots (32). 6. Vis de fixation (10, 20) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un tronçon non fileté (14, 24) et un tronçon fileté (15, 25). 7. Vis de fixation (10, 20) selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit tronçon non fileté (14, 24) est de longueur h0, ladite longueur h0 étant déformable. 8. Vis de fixation (10, 20) selon la revendication 7, caractérisée en ce que ladite longueur h0 a la valeur la plus grande possible. 9. Vis de fixation (20) selon les revendications 4 et 6, caractérisée en ce que ledit évidement est prévu autour du tronçon non fileté (24). 10. Vis de fixation (20) selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'un autre évidement (27) est prévu au centre du tronçon non fileté (24) pour réduire sa section. 11. Vis de fixation (10, 20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est réalisée d'une seule pièce. 12. Vis de fixation (10, 20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une rondelle (30) mise en place par des ergots (28).