Brevet FR2828246A1 — publié le 20030207

"Assemblage mécanique sans contraintes" L'invention concerne un assemblage mécanique. L'invention concerne plus particulièrement un assemblage mécanique comportant un premier élément et un second élément assemblés l'un à l'autre par l'intermédiaire de première et seconde faces planes de contact respectives, du type qui comporte des moyens de mise en position des éléments l'un par rapport à l'autre dans le plan des faces de contact et des moyens de fixation d'un élément à l'autre suivant une direction de fixation perpendiculaire au plan des faces de contact, du type dans lequel les moyens de mise en position comportent au moins un organe cylindrique de mise en position, qui s'étend perpendiculairement à partir de la première face de contact, et un trou du second élément qui débouche dans la seconde face de contact et qui est destiné à recevoir l'organe cylindrique, et du type dans lequel les moyens de fixation comportent au moins un organe de fixation, qui s'étend perpendiculairement à partir de la première face de contact, et un perçage du second élément qui débouche dans la seconde face de contact et qui est destiné à recevoir l'organe de fixation. On connaît de nombreux exemples d'assemblages mécaniques de ce type. Il est par exemple connu des assemblages comportant deux organes cylindriques, portés par le premier élément, qui sont destinés à être reçus dans deux trous du second élément. Dans le cas spécifique d'un assemblage de deux éléments en forme de plaque dont le plan commun des faces de contact est sensiblement vertical, les deux trous peuvent par exemple être sensiblement cylindriques et être d'un diamètre supérieur à celui des organes cylindriques afin de permettre la mise en position de l'assemblage par gravité suivant les génératrices communes de contact des organes et des trous cylindriques. Au moins un des organes cylindriques de mise en position forme aussi organe de fixation et il est par exemple constitué d'un goujon qui est destiné à permettre le serrage du second élément sur le premier par l'intermédiaire d'un écrou. Un assemblage de ce type présente d'une part l'inconvénient de ne permettre la mise en position que selon une position unique et imposée, et d'autre part de ne pas garantir un positionnement certain du second élément par rapport au premier lorsque l'assemblage est soumis à des sollicitations mécaniques diverses telles que la dilatation ou des vibrations. Dans le cas d'un assemblage de deux éléments suivant une orientation quelconque, un des trous peut par exemple être sensiblement cylindrique et être d'un diamètre supérieur à celui d'un des organes cylindriques, et l'autre trou peut être réalisé sous la forme d'un trou oblong de largeur supérieure au diamètre de l'autre organe cylindrique. Au moins un des organes cylindriques de mise en position forme aussi organe de fixation et il est par exemple constitué d'un goujon qui est destiné à permettre le serrage du second élément sur le premier par l'intermédiaire d'un écrou. Un assemblage de ce type présente d'une part l'inconvénient d'imposer une orientation du trou oblong du second élément suivant la direction possible de déformation de l'assemblage, et d'autre part d'être coûteuse à réaliser, la réalisation dudit trou oblong étant généralement plus onéreuse que celle d'un simple perçage. Pour remédier à ces inconvénients l'invention propose un assemblage du type décrit précédemment ne mettant en oeuvre que des trous cylindriques et permettant à la fois un positionnement précis et un maintien en position optimal lorsque l'assemblage est sollicité. Dans ce but, l'invention propose un assemblage du type décrit précédemment, caractérisé en ce que les moyens de mise en position comportent au moins quatre trous cylindriques du second élément, qui sont tangents intérieurement à autant d'organes cylindriques de mise en position du premier élément, et dont les axes sont déportés par rapport aux axes des organes cylindriques de mise en position suivant des directions respectives de déport qui sont sécantes en un point d'une zone du second élément dans laquelle les contraintes sont nulles lorsque l'assemblage est sollicité. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - les organes cylindriques de mise en position du premier élément sont chacun d'un diamètre qui est inférieur au diamètre du trou cylindrique associé du premier élément et qui est prévu pour tenir compte des déformations du second élément lorsque l'assemblage est sollicité, - les organes cylindriques de mise en position du premier élément sont déportés chacun à une distance du point de la zone de contrainte nulle du second élément qui est prévue pour tenir compte des déformations du second élément lorsque l'assemblage est sollicité, - au moins un organe de fixation est constitué d'un organe cylindrique de mise en position et au moins un perçage est constitué d'un trou cylindrique associé, - l'assemblage comporte un organe de centrage, qui s'étend perpendiculairement à partir de la première face de contact, et un trou de centrage coaxial du second élément qui débouche dans la seconde face de contact, dont les axes coïncident avec le point de la zone de contrainte nulle du second élément, - au moins un organe de fixation est constitué de l'organe de centrage et au moins un perçage est constitué du trou de centrage associé, - au moins un organe de fixation comporte un moyen d'immobilisation axiale, notamment un goujon ou une vis, - au moins un organe de fixation comporte un moyen d'immobilisation radiale, notamment une pige. 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 de face suivant une direction perpendiculaire au plan des faces de contact d'un premier assemblage selon un état antérieur de la technique, - la figure 2 est une vue de face suivant une direction perpendiculaire au plan des faces de contact d'un deuxième assemblage selon un état antérieur de la technique, - la figure 3 est une vue de face suivant une direction perpendiculaire au plan des faces de contact d'un assemblage au selon un premier mode de réalisation de l'invention, représenté en position de repos, - la figure 4 est une vue de l'assemblage de la figure 3, représenté en position de sollicitation, et - la figure 5 est une vue de face suivant une direction perpendiculaire au plan des faces de contact d'un assemblage selon un second mode de réalisation de l'invention, représenté en position de repos. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des éléments identiques. On a représenté sur les figures différents assemblages mécaniques 10. De manière connue, chaque assemblage 10 comporte un premier élément 12 et second élément 14 qui sont assemblés l'un à l'autre par l'intermédiaire de première et seconde faces planes 16,18 de contact respectives. De manière connue, chaque assemblage 10 comporte des moyens de mise en position des éléments 12,14 l'un par rapport à l'autre dans le plan des faces de contact 16,18 et il comporte des moyens de fixation d'un élément à l'autre suivant une direction"D"de fixation perpendiculaire au plan des faces de contact 16,18. En particulier, les moyens de mise en position comportent au moins un organe cylindrique 20 de mise en position, qui s'étend perpendiculairement à partir de la première face 16 de contact, et un trou 22 du second élément 14 qui débouche dans la seconde face 18 de contact et qui est destiné à recevoir l'organe 20 cylindrique. Par ailleurs, les moyens de fixation comportent au moins un organe 24 de fixation, qui s'étend perpendiculairement à partir de la première face 16 de contact, et un perçage 26 du second élément 14 qui débouche dans la seconde face 18 de contact et qui est destiné à recevoir l'organe 24 de fixation. Cette configuration a été représentée aux figures 1 et 2 qui illustrent des assemblages 10 connus de l'état de la technique. La figure 1 illustre plus particulièrement un assemblage 10, pour lequel le plan commun des faces de contact 16, 18 est destiné à être orienté sensiblement suivant la direction verticale iivti. Les moyens de mise en position de cet assemblage 10 comportent deux organes cylindriques 20 de mise en position, qui s'étendent perpendiculairement à partir de la première face 16 de contact, et des trous 22 cylindriques du second élément 14 qui débouchent dans la seconde face 18 de contact et qui sont destinés chacun à recevoir un organe 20 cylindrique associé. Les trous 22 sont chacun d'un diamètre supérieur à l'organe cylindrique 20 associé, de sorte que lorsque l'assemblage 10 est mis en position suivant la direction verticale"V", chaque organe 20 cylindrique de mise en position est en contact avec le trou 22 associé par l'intermédiaire d'une génératrice"G"commune dont on voit la trace sur la figure 1. Dans cet exemple, les moyens de fixation sont confondus avec les moyens de mise en position. Des organes 24 de fixation du premier élément 12 sont confondus avec les organes 20 de mise en position, et des perçages 26 du second élément 14 sont confondus avec les trous 22 cylindriques de mise en position. Les organes 24 de fixation sont par exemple constitués de goujons qui permettent la fixation du second élément 14 en forme de plaque sur le premier élément 12 par serrage d'un écrou (non représenté) qui est agencé au contact du dos du second élément 14. Cette configuration présente d'une part l'inconvénient d'imposer que l'assemblage 10 soit disposé verticalement, et d'autre part l'inconvénient de permettre un mouvement relatif des éléments 12 et 14 l'un par rapport à l'autre lorsque l'assemblage 10 est sollicité. La figure 2 illustre un assemblage 10, pour lequel les moyens de mise en position comportent deux organes cylindriques 20 de mise en position qui s'étendent perpendiculairement à partir de la première face 16 de contact. Le second élément 18 comporte un trou 22 cylindrique et un trou oblong 23 qui débouchent dans la seconde face 18 de contact et qui sont destinés chacun à recevoir un organe 20 cylindrique associé. Le trou cylindrique 22 est d'un diamètre supérieur à l'organe cylindrique 20 associé et le trou oblong 23 est d'une largeur sensiblement égale au diamètre de l'organe 20 de fixation associé, de sorte que lorsque les éléments 12 et 14 sont assemblés, l'assemblage 10 est mis en position de manière précise par les faces opposées 25 du trou oblong 23. Dans cet exemple, les moyens de fixation sont confondus avec les moyens de mise en position. Des organes 24 de fixation du premier élément 12 sont confondus au moins un des organes 20 de mise en position, et des perçages 26 du second élément 14 sont confondus avec au moins un des trous 22 cylindrique et 23 oblong de mise en position. Les organes 24 de fixation sont par exemple constitués de goujons qui permettent la fixation du second élément 14 en forme de plaque sur le premier élément 12 par serrage d'un écrou (non représenté) qui est agencé au contact du dos du second élément 14. Cette configuration présente d'une part l'inconvénient d'être coûteuse à réaliser, puisque l'usinage du trou oblong 23 est d'un coût plus élevé que celui d'un trou cylindrique, et d'autre part il présente l'inconvénient de nécessiter de faire coïncider la direction principale de déformation selon laquelle l'assemblage est susceptible de se déformer avec la direction générale du trou oblong 23. L'invention se propose de remédier aux inconvénients des assemblages précités en proposant un assemblage 10 qui peut être décliné selon deux modes de réalisation représentés aux figures 3 à 5. Plus particulièrement, quel que soit le mode de réalisation envisagé, l'invention propose un assemblage 10 du type général décrit précédemment, qui est caractérisé en ce que les moyens de mise en position comportent au moins quatre trous cylindriques 22a, 22b, 22c, 22d du second élément 14, qui sont tangents intérieurement à autant d'organes cylindriques 20a, 20b, 20c, 20d de mise en position du premier élément 12, et dont les axes Xa, Xb, Xc, Xd, sont déportés par rapport aux axes Ya, Yb, Yc, Yd des organes cylindriques 20a, 20b, 20c, 20d de mise en position suivant des directions respectives Za, Zb, Zc, Zd de déport qui sont sécantes en un point"N"d'une zone du second élément 14 dans laquelle les contraintes sont nulles lorsque l'assemblage 10 est sollicité. Plus particulièrement, les organes cylindriques 20a, 20b, 20c, 20d de mise en position du premier élément 12 sont chacun d'un diamètre qui est inférieur au diamètre du trou cylindrique 22a, 22b, 22c, 22d associé du second élément 14 et qui est prévu pour tenir compte des déformations du second élément 14 lorsque l'assemblage 10 est sollicité, comme représenté à la figure 4. D'autre part, les organes cylindriques 20a, 20b, 20c, 20d de mise en position du premier élément 12 sont déportés chacun à une distance Ra, Rb, Rc, Rd respective du point'N"de la zone de contrainte nulle du second élément 14 qui est prévue pour tenir compte des déformations du second élément 14 lorsque l'assemblage 10 est sollicité De surcroît, cette configuration permet avantageusement, dans une configuration de repos de l'assemblage 10 qui correspond notamment au montage du second élément 14 sur le premier élément 12, que tous les organes cylindriques 20a, 20b, 20c, 20d de mise en position du premier élément 12 soient effectivement tangents aux trous cylindriques 22a, 22b, 22c, 22d. Dans les deux modes de réalisation de l'invention qui ont été représentés aux figures 3 à 5, au moins un organe de fixation est constitué d'un organe cylindrique 20a, 20b, 20c, 20d de mise en position et au moins un perçage associé à l'organe de fixation est constitué d'un trou cylindrique associé 22a, 22b, 22c, 22d. De préférence, mais de manière limitative de l'invention, chaque organe cylindrique 20a, 20b, 20c, 20d de mise en position constitue un organe de fixation. A cet effet, chaque organe cylindrique 20a, 20b, 20c, 20d de mise en position comporte un moyen d'immobilisation axiale du second élément 14, par exemple un goujon ou une vis qui est destinée à permettre le serrage du second élément 14 contre le premier élément 12, ou un moyen d'immobilisation radiale, tel qu'une pige qui est destinée à coopérer avec les parois du trou cylindrique associé 22a, 22b, 22c, 22d pour immobiliser le second élément 14 par rapport au premier élément 12. Selon le premier mode de réalisation de l'invention qui est représenté aux figures 3 et 4, l'assemblage 10 comporte un organe 28 de centrage, qui s'étend perpendiculairement à partir de la première face 16 de contact, et un trou 30 de centrage coaxial du second élément 14 qui débouche dans la seconde face de contact 18. Les axes (non représentés) de l'organe 28 de centrage et du trou 30 de centrage passent sensiblement par le point"N"de la zone de contrainte nulle du second élément 14. L'organe 28 de centrage est reçu avec jeu dans le trou 30 de centrage pour permettre le montage du second élément 14 sur le premier élément 12. Toutefois ce jeu n'est pas nécessairement élevé, puisque lorsque l'assemblage 10 est sollicité mécaniquement comme représenté à la figure 4, la zone de contrainte nulle dans laquelle sont agencés l'organe 28 de centrage et le trou 30 de centrage n'est pas sollicitée. Dans cette configuration, l'assemblage 10 peut être constitué au repos en montant le second élément 14 sur le premier élément 12, comme représenté à la figure 3. Le second élément 14 est d'abord mis en position sur l'organe 28 de centrage qui peut par exemple être plus long que les organes cylindriques 20a, 20b, 20c, 20d de mise en position. Puis le second élément 14 est pivoté dans un plan parallèle au plan des faces de contact 16,18 de manière que les trous cylindriques 22a, 22b, 22c, 22d du second élément 14 viennent en regard des organes cylindriques 20a, 20b, 20c, 20d du premier élément 12. Puis le second élément 18 est descendu de manière que les faces de contact 16,18 soient plaquées l'une contre l'autre et que les organes cylindriques 20a, 20b, 20c, 20d de mise en position soient tangents avec les trous cylindriques 22a, 22b, 22c, 22d. Enfin, le second élément 14 est serré sur le premier élément 12. A cet effet, l'organe 28 de centrage constitue de préférence un organe de fixation radiale ou axiale au même titre que les organes cylindriques 20a, 20b, 20c, 20d de mise en position. De la sorte, lorsque l'assemblage 10 est sollicité mécaniquement comme illustré à la figure 4, le second élément 14 ne sollicite pas les organes cylindriques 20a, 20b, 20c, 20d, car la position des axes Ya, Yb, Yc, Yd de ces derniers évolue le long des directions Za, Zb, Zc, Zd de déport tout en demeurant à l'intérieur des trous cylindriques 22a, 22b, 22c, 22d. Selon le second mode de réalisation de l'invention qui est représenté à la figure 5, l'assemblage 10 ne comporte aucun organe de centrage. Dans cette configuration, l'assemblage 10 peut être constitué au repos en montant le second élément 14 sur le premier élément 12 de manière que les trous cylindriques 22a, 22b, 22c, 22d du second élément 14 viennent en regard des organes cylindriques 20a, 20b, 20c, 20d du premier élément 12. Puis, le second élément 18 est descendu de manière que les faces de contact 16,18 soient plaquées l'une contre l'autre et que les organes cylindriques 20a, 20b, 20c, 20d de mise en position soient tangents avec les trous cylindriques 22a, 22b, 22c, 22d. Enfin, le second élément 14 est serré sur le premier élément 12. De la sorte, lorsque l'assemblage 10 est sollicité mécaniquement d'une manière analogue au mode de réalisation précédent, le second élément 14 ne sollicite pas les organes cylindriques 20a, 20b, 20c, 20d, car la position (non représentée) des axes Ya, Yb, Yc, Yd de ces derniers évolue le long des directions Za, Zb, Zc, Zd de déport tout en demeurant à l'intérieur des trous cylindriques 22a, 22b, 22c, 22d. L'invention permet donc de constituer un assemblage 10 dont les points de fixation ne sont pas sollicités lorsque l'assemblage 10 est sollicité mécaniquement. A ce titre, il trouve à s'appliquer à un grand nombre de situations, notamment dans le cadre d'assemblages 10 mis en oeuvre dans la construction automobile. REVENDICATIONS 1. Assemblage mécanique (10) comportant un premier élément (12) et un second élément (14) assemblés l'un à l'autre par l'intermédiaire de première (16) et seconde (18) faces planes de contact respectives, du type qui comporte des moyens de mise en position des éléments l'un par rapport à l'autre dans le plan des faces de contact (16,18) et des moyens de fixation d'un élément à l'autre suivant une direction de fixation perpendiculaire au plan des faces de contact, du type dans lequel les moyens de mise en position comportent au moins un organe cylindrique (20a, 20b, 20c, 20d) de mise en position, qui s'étend perpendiculairement à partir de la première face (16) de contact, et un trou (22a, 22b, 22c, 22d) du second élément (14) qui débouche dans la seconde face (18) de contact et qui est destiné à recevoir l'organe (20a, 20b, 20c, 20d) cylindrique, et du type dans lequel les moyens de fixation comportent au moins un organe de fixation, qui s'étend perpendiculairement à partir de la première face (16) de contact, et un perçage du second élément (14) qui débouche dans la seconde face (18) de contact et qui est destiné à recevoir l'organe de fixation, caractérisé en ce que les moyens de mise en position comportent au moins quatre trous (22a, 22b, 22c, 22d) cylindriques du second élément (14), qui sont tangents intérieurement à autant d'organes cylindriques (20a, 20b, 20c, 20d) de mise en position du premier élément (12), et dont les axes (Xa, Xb, Xc, Xd) sont déportés par rapport aux axes (Ya, Yb, Yc, Yd) des organes cylindriques (20a, 20b, 20c, 20d) de mise en position suivant des directions (Za, Zb, Zc, Zd) respectives de déport qui sont sécantes en un point (N) d'une zone du second élément (14) dans laquelle les contraintes sont nulles lorsque l'assemblage (10) est sollicité. 2. Assemblage (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les organes cylindriques (20a, 20b, 20c, 20d) de mise en position du premier élément (12) sont chacun d'un diamètre qui est inférieur au diamètre du trou cylindrique (22a, 22b, 22c, 22d) associé du second élément (14) et qui est prévu pour tenir compte des déformations du second élément (14) lorsque l'assemblage (10) est sollicité. 3. Assemblage (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes cylindriques (20a, 20b, 20c, 20d) de mise en position du premier élément (12) sont déportés chacun à une distance (Ra, Rb, Rc, Rd) du point (N) de la zone de contrainte nulle du second élément (14) qui est prévue pour tenir compte des déformations du second élément (14) lorsque l'assemblage (10) est sollicité. 4. Assemblage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins un organe de fixation est constitué d'un organe cylindrique (20a, 20b, 20c, 20d) de mise en position et en ce que au moins un perçage est constitué d'un trou cylindrique (22a, 22b, 22c, 22d) associé. 5. Assemblage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un organe (28) de centrage, qui s'étend perpendiculairement à partir de la première face (16) de contact, et un trou (30) de centrage coaxial du second élément (14) qui débouche dans la seconde face (18) de contact, dont les axes coïncident avec le point (N) de la zone de contrainte nulle du second élément (14). 6. Assemblage (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que au moins un organe cylindrique de fixation est constitué de l'organe (28) de centrage et en ce que au moins un perçage est constitué du trou (30) de centrage associé. 7. Assemblage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins un organe de fixation comporte un moyen d'immobilisation axiale, notamment un goujon ou une vis. 8. Assemblage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins un organe de fixation comporte un moyen d'immobilisation radiale, notamment une pige.