Brevet FR2787153A1 — publié le 20000616

La présente invention concerne un écrou apte à coopérer avec un élément fileté mâle tel qu'une vis. L'élément fileté mâle est engagé par l'une des extrémités de l'écrou. L'invention s'appliquera particulièrement au domaine de l'industrie des menuiseries, des fermetures ou encore des clôtures, notamment en matière plastique ou en aluminium. L'invention ici présentée s'applique aux écrous en tant que tel ou encore à d'autres organes filetés femelles remplissant la fonction d'écrou. Dans le domaine considéré, on connaît particulièrement les types d'écrous suivants: - L'écrou hexagonal qui est le plus simple et le plus courant. L'élément fileté mâle le traverse. Il est par ailleurs souvent associé à une rondelle pour l'appui sur la pièce, à un contre écrou pour le maintien en position et le serrage et quelquefois à un capuchon en plastique permettant de le couvrir afin d'améliorer son aspect esthétique. - L'écrou auto-freiné qui limite les desserrages intempestifs de la liaison filetée. Les écrous auto-freinés sont le plus souvent réalisés par incorporation d'une bague en polyamide. - L'écrou à embase qui forme une surface d'appui sur la pièce plus importante ce qui permet une plus grande surface de contact tout en remplaçant la rondelle d'appui. - L'écrou borgne qui permet de ne pas faire traverser l'élément fileté mâle afin d'améliorer l'aspect esthétique de l'écrou. Le fait que l'élément fileté mâle ne débouche pas évite par ailleurs d'éventuelles agressions de la partie dépassante de la vis ou du goujon mais limite la longueur possible de l'élément mâle. Ces différents types d'écrous ont des avantages spécifiques mais on ne retrouve pas ces avantages en combinaison dans un seul type d'écrou. Ainsi, dans des applications o il est à la fois important de disposer d'une surface d'appui importante sur la pièce, d'un écrou borgne et d'un serrage de bonne qualité, on ne dispose actuellement d'aucun écrou adapté. Dans le domaine particulier des menuiseries, des fermetures ou des clôtures, les écrous actuellement mis en euvre présentent différents inconvénients. En premier lieu, les profilés et quincailleries utilisés dans ce domaine sont le plus souvent en polychlorure de vinyle (PVC) ou en aluminium laqué ou anodisé. Ils présentent ainsi des surfaces de belles finitions mais fragiles. De ce fait, leur surface peut être endommagée par des outils de pose (tels que des douilles ou encore des clefs à tube) ou lors des manipulations. Les écrous actuellement utilisés n'évitent pas tous risques d'endommagement notamment par contact d'un outil avec la surface des pièces. Un autre inconvénient des assemblages actuels utilisant des écrous classiques est qu'ils ne sont pas d'utilisation souple vis à vis des longueurs courantes de visserie. En effet, les visseries sont le plus souvent produites dans des longueurs courantes échelonnées par demi centimètre (30, 35, mm etc.). Pour réaliser un assemblage efficace et d'une bonne finition. Il faut à la fois éviter un trop grand dépassement de la partie filetée mâle au delà de l'écrou et en même temps respecter les conditions d'assemblage par filetage permettant une liaison optimale. Sur ce dernier point, il n'est pas recommandé d'utiliser une liaison filetée dont la longueur est inférieur à 0,8 fois le diamètre nominal de la vis. Les écrous actuels ne permettent pas de s'adapter parfaitement à ces exigences, ce qui nécessite souvent d'avoir recours à des longueurs particulières de visserie augmentant sensiblement le prix de revient des assemblages. Dans le cas o on utilise néanmoins des longueurs de visserie courantes, on constate souvent, soit une mauvaise liaison par filetage, soit un dépassement important de l'élément fileté mâle hors de l'écrou, ce qui peut être dommageable sur le plan esthétique ou encore constituer des saillies dangereuses. Un autre inconvénient des écrous actuellement utilisés dans le domaine des menuiserie, des fermetures ou des clôtures, est qu'ils ne sont pas adaptés pour prendre en compte les variations dimensionnelles liées au changement de température qui sont importants pour des matériaux du type plastique ou aluminium. En conséquence, on constate au fil du temps une variation du serrage des éléments assemblés, ce qui peut entraîner, soit une déformation des éléments, soit un dévissage des écrous. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des systèmes actuellement utilisés et de réaliser un écrou qui présente une bonne souplesse d'utilisation dans le domaine des assemblages pour menuiserie, fermetures ou clôtures. Un des premiers buts de l'invention est d'allier les avantages des écrous existants. Pour ce faire, l'écrou selon l'invention permet une utilisation borgne tout en autorisant, si nécessaire, une utilisation sous forme d'écrou traversant. L'écrou selon l'invention pourra également présenter des moyens assurant le freinage de l'assemblage par filetage et un appui de bonne qualité sur la pièce. Un autre objet de l'invention est de réaliser sur l'écrou une calotte amovible. Ce faisant, l'écrou peut, à volonté, être borgne ou encore traversant. Cette possibilité augmente la souplesse d'utilisation des_ écrous puisqu'elle permet, si nécessaire, d'ôter la calotte afin de faire coopérer l'écrou avec un élément fileté mâle d'unelongueur plus importante. L'invention a également pour but de s'adapter aux différents standards de longueur de visserie. Elle présente, pour ce faire, une profondeur spécifique sous la calotte. Par ailleurs, l'écrou selon l'invention permet de réaliser un élément saillant d'une seule pièce donc d'une seule couleur. D'autres buts et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif. L'écrou apte à coopérer avec un élément fileté mâle, tel qu'une vis, engagé par l'une de ses extrémités est caractérisé par le fait qu'il comporte une calotte amovible obturant son autre extrémité. L'invention pourra se présenter sous les modes de réalisation suivants: La calotte présente une zone périphérique de faiblesse mécanique apte à céder sous l'action d'un effort de valeur prédéterminée afin de découvrir l'autre extrémité de l'écrou. La zone périphérique comporte une rainure circulaire intérieure et/ou une rainure circulaire extérieure. La zone périphérique de faiblesse est circulaire et son diamètre est équivalent à celui du filetage. L'effort sous l'action duquel la zone périphérique de faiblesse est apte à céder est produit par l'élément fileté mâle lorsque l'on poursuit son vissage après sa mise en butée sur la calotte. La hauteur sous calotte h du filetage de l'écrou comprend une marge supplémentaire à la longueur d'assemblage par filetage considérée comme idéale, ladite marge correspondant au pas de dimensionnement courant des longueurs de visserie, permettant à coup sûr l'usage d'une visserie de longueur courante sans ôter la calotte tout en garantissant une longueur d'assemblage par filetage idéale. L'écrou comporte une embase à profil convexe pour l'appui de l'écrou sur une pièce permettant la répartition des contraintes appliquées à la pièce. Le filetage de l'écrou comprend une partie terminale auto- taraudée dans enlèvement de matière lors du vissage de l'élément fileté mâle, assurant le freinage de l'assemblage par filetage La partie terminale est formée de filets de profondeur réduite par rapport à celle des premiers filets, réalisable suivant la norme. Les dessins ci-joints sont donnés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs. Ils représentent un mode de réalisation préféré selon l'invention. Ils permettront de comprendre aisément l'invention. La figure 1 présente une vue de profil de l'écrou selon l'invention et un élément fileté mâle sous forme d'extrémité de vis. La figure 2 est une vue en coupe de l'écrou Les figures 3 et 4 illustrent respectivement une utilisation borgne et une utilisation calotte enlevée. Tel que présenté en figure 1, l'écrou 1, selon l'invention, présente, de façon courante, un filetage 11 intérieur ainsi qu'une partie extérieure 13 permettant notamment la coopération avec un outil de mise en place. A cet effet, la partie extérieure 13 peut être, par exemple, hexagonale telle que représentée. On pourra réaliser l'écrou 1, selon l'invention, en différents matériaux. En particulier, dans des applications liées aux fermetures, aux menuiseries ou aux clôtures, il sera intéressant de former un écrou 1 en matière plastique et notamment en polyamide. L'écrou 1 coopère avec un élément fileté mâle 2 représenté sous forme de vis à la figure 1. L'assemblage par filetage de l'écrou 1 et de l'élément fileté mâle 2 s'effectue par engagement de l'élément fileté mâle 2 par l'une 3 des extrémités de l'écrou 1. Comme représenté sur les planches de dessins aux figures 1 à 3, l'autre extrémité 4 de l'écrou 1 comporte une calotte 5. Cette calotte 5 préférentiellement constituée dans la matière même de l'écrou 1 est amovible. Elle réalise l'obturation de l'extrémité 4 mais permet, si nécessaire, de réaliser un écrou 1 traversant tel qu'en figure 4. _ - Pour permettre le caractère amovible de la calotte 5, celle- ci comprendra préférentiellement une zone périphérique de faiblesse 6. C'est dans cette zone que, en cas de pression supérieure à une valeur prédéterminée, la rupture de la calotte 5 sera réalisée. Pour former la zone périphérique de faiblesse 6 et ainsi créer une zone préférentielle de rupture, la zone périphérique 6 pourra comporter une rainure circulaire intérieure 7 ou une rainure circulaire extérieure 8. Telle que représentée aux figures 1 à 3, la zone périphérique 6 pourra à la fois comporter une rainure circulaire intérieure 7 et une rainure circulaire extérieure 8. La zone périphérique de faiblesse 6 a essentiellement pour objet de céder sous l'action de l'élément fileté mâle 2 lorsque celui-ci continue d'être vissé au-delà de la partie filetée 11. Ainsi, l'élément fileté mâle 2 est engagé, dans un premier temps. En fin de vissage, son extrémité vient en butée sous la calotte 5. Si un vissage supplémentaire est nécessaire, la poursuite du vissage de l'élément fileté mâle 2 engendre la rupture de la zone périphérique de faiblesse 6. Pour mettre en oeuvre ces étapes, on utilisera préférentiellement une zone périphérique de faiblesse de forme circulaire et d'un diamètre équivalent à celui du filetage 11. La zone périphérique de faiblesse 6 peut, par ailleurs, être constituée de rainure circulaire continue ou encore discontinue. L'écrou, selon l'invention, permet par ailleurs, sans nécessiter l'enlèvement de la calotte 5, de s'adapter à des longueurs courantes de visserie. D'une façon générale, en effet, les longueurs de visserie sont établies et échelonnées par pas de 5mm. On connait ainsi de façon courante, des longueurs de visserie de 30, 35, 40mm etc. La profondeur de l'écrou 1 sous la calotte 5 permet d'accepter un élément fileté mâle 2 dont la longueur est supérieure à la longueur idéale communément calculée selon la __1 _ _ formule 0,8 fois la valeur du diamètre nominal de l'élément fileté mâle 2. Selon l'exemple o les longueurs courantes de visserie s'échelonnent tous les 5mm, on réalisera une marge de l'ordre de 5mm. L'exemple suivant illustre l'intérêt d'une telle marge supplémentaire sur la hauteur h du filetage: soit un profilé d'épaisseur 27mm sur lequel on désire fixer une ferrure d'épaisseur 5mm avec une vis de diamètre nominal de 6mm. Dans un cas courant, on devrait utiliser une longueur de vis de 27mm + 5mm + (0,8 X 6mm) soit 37mm. Pour réaliser un assemblage de bonne qualité mécanique et employer des longueurs de vis courantes, il est alors nécessaire de choisir une longueur de visserie de 40mm. Avec l'utilisation d'écrou courant, le choix d'une longueur de visserie de 40mm entraîne un dépassement important de l'extrémité de l'élément fileté mâle 2 au-delà de l'écrou. Dans le cas présent, compte tenu de la marge supplémentaire que présente l'écrou 1 sous la calotte , l'emploi d'une longueur de visserie de 4Omm est autorisé sans aucun dépassement de l'élément fileté mâle 2 au-delà de l'écrou 1. L'adaptation de la valeur de la marge supplémentaire à l'échelonnement des longueurs de visserie courante permet, à coup sur, d'utiliser une longueur de visserie courante en combinaison avec l'écrou 1 selon l'invention tout en assurant un assemblage par filetage de bonne qualité mécanique (d'au moins 0,8 fois le diamètre nominal de la vis) sans dépassement de l'élément fileté mâle 2 au-delà de la calotte 5. Tel qu'illustré sur les planches de dessins, l'écrou 1 selon l'invention peut comporter, dans un mode particulier de réalisation, une embase 9 assurant une surface d'appui importante de l'écrou 1 sur une pièce (14). Telle que représentée en figure 3, l'embase 9 peut présenter un profil convexe 10 permettant une meilleure répartition des contraintes appliquées par l'écrou 1 à la pièce 14. De cette façon, l'écrou 1 endommage moins la pièce lors de son appui et surtout lors de sa mise en place. L'embase 9 permet également de former une protection entre la pièce et un outil de pose servant à la coopération avec la partie extérieure 13. On évite ainsi les rayures sur la pièce au niveau du pourtour de l'écrou 1. Compte tenu des problèmes de dilatation des éléments constitutifs des assemblages dans le domaine de la menuiserie, des fermetures ou encore des clôtures, le problème du serrage et du maintien en position de l'écrou 1 vis à vis de l'élément fileté mâle 2 est fondamental. Pour solutionner ce problème, l'écrou 1, selon l'invention pourra présenter un filetage 11 comprenant une partie terminale 12 auto- taraudée sans enlèvement de matière lors du vissage de l'élément fileté mâle 2. La déformation élastique de la partie terminale 12 assure le freinage de l'assemblage par filetage. Comme représentée en figure 2, la partie terminale 12 pourra être formée de filets dont la profondeur est réduite par rapport à celle des autres filets du filetage 11. Cette réduction de profondeur peut, par ailleurs, être croissante plus on s'oriente vers la calotte 5. L'invention ainsi présentée permet une parfaite adaptation de l'écrou 1 à ces conditions d'utilisation. Cette adaptation est particulièrement importante dans le cas d'assemblage de parties formées en aluminium ou en matière plastique telles que du PVC. Sur le plan esthétique, l'écrou 1 a de nombreux avantages puisqu'il assure la formation de la partie terminale des boulons sans nécessiter l'emploi, par exemple, de capuchons au-dessus d'écrous traversants. De cette façon, la partie apparente de la fixation côté écrou n'est constituée que de l'écrou 1 qui peut être réalisé dans une seule matière et d'une seule couleur, éventuellement assortie à celle de la pièce 14 et différente de celle de l'élément fileté mâle 2 tel qu'une vis. TC- REFERENCES 1. Ecrou 2. Elément fileté mâle 3. Première extrémité 4. Deuxième extrémité 5. Calotte 6. Zone périphérique de faiblesse 7. Rainure circulaire intérieure 8. Rainure circulaire extérieure 9. Embase 10. Profil convexe 11. Filetage 12. Partie terminale 13. Partie extérieure 14. Pièce h. Hauteur de filetage REVENDICATIONS 1. Ecrou (1) apte à coopérer avec un élément fileté mâle (2), tel qu'une vis engagé par l'une (3) de ses extrémités, caractérisé par le fait qu'il comporte une calotte (5) amovible obturant son autre extrémité (4) 2. Ecrou (1) selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la calotte (5) présente une zone périphérique de faiblesse (6) mécanique apte à céder sous l'action d'un effort de valeur prédéterminée afin de découvrir l'autre extrémité (4) de l'écrou. 3. Ecrou (1) selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la zone périphérique (6) comporte une rainure circulaire intérieure (7) et/ou une rainure circulaire extérieure (8). 4. Ecrou (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que la zone périphérique de faiblesse (6) est circulaire et que son diamètre est équivalent à celui du filetage (11). 5. Ecrou (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé par le fait que l'effort sous l'action duquel la zone périphérique de faiblesse (6) est apte à céder est produit par l'élément fileté mâle (2) lorsque l'on poursuit son vissage après sa mise en butée sur la calotte (5). 6. Ecrou selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que la hauteur sous calotte (h) du filetage (11) de l'écrou (1) comprend une marge supplémentaire à la longueur d'assemblage par filetage considérée comme idéale, ladite marge correspondant au pas de dimensionnement courant des longueurs de visserie, permettant à coup sûr l'usage d'une visserie de longueur courante sans ôter la calotte (5) tout en garantissant une longueur d'assemblage par filetage idéale. 7. Ecrou selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait qu'il comporte une embase (9) à profil convexe pour l'appui de l'écrou (1) sur une pièce permettant la répartition des contraintes appliquées à la pièce. 8. Ecrou selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé par le fait que le filetage (11) de l'écrou (1) comprend une partie terminale (12) auto-taraudée sans enlèvement de matière lors du vissage de l'élément fileté mâle (12) assurant le freinage de l'assemblage par filetage 9. Ecrou selon la revendication 8 caractérisé par le fait que la partie terminale (12) est formée de filets de profondeur réduite par rapport à celle des premiers filets. T '