Brevet FR2845442A1 — publié le 20040409

DISPOSITIF DE FIXATION DE PI CES M CANIQUES La présente invention concerne un dispositif de f ixation de pièces mécaniques d'épaisseurs variables. La fixation de pièces mécaniques d'épaisseurs variables peut être obtenue au moyen d'un boulon constitué d'une vis et 5 d'un écrou. Lorsque les pièces à fixer peuvent avoir des épaisseurs variables, la longueur de la vis est prévue suffisamment grande pour convenir à l'ensemble des épaisseurs possibles des pièces mécaniques à fixer. De ce fait, dans le cas o les épaisseurs des pièces à 10 fixer sont faibles par rapport à la longueur de la vis, l'opération de vissage de l'écrou sur la vis peut s'avérer longue et fastidieuse dans la mesure o l'écrou doit être vissé sur une grande portion de la longueur de la vis. Pour pallier cet inconvénient, il existe des écrous 15 dits à montage rapide qui permettent dans un premier temps un pré-réglage approximatif et rapide de la position de l'écrou par rapport à la vis et dans un second temps un réglage précis de la position de l'écrou par rapport à la vis pour réaliser la fixation définitive des pièces à fixer. Un exemple d'écrou à 20 montage rapide consiste en un écrou fendu sur toute sa longueur tel que, sans action extérieure, le filetage intérieur de l'écrou ne coopère pas avec le filetage de la vis. L'écrou peut alors être positionné rapidement et approximativement sur la vis. Une rondelle comportant une partie conique est montée coulissante sur la vis. En coopérant avec l'écrou, la rondelle peut forcer la diminution du diamètre intérieur de l'écrou de 5 façon que le filetage interne de l'écrou vienne en contact avec le filetage extérieur de la vis. La position finale de l'écrou peut être alors réglée avec précision par vissage. Un inconvénient de ce type d'écrou à montage rapide est que la mise en contact forcée des filets de l'écrou et de la 10 vis risque d'entraîner une détérioration des filets en particulier lorsque les matériaux constituant la vis et l'écrou son différents. Un tel écrou à montage rapide ne peut alors accepter qu'un nombre limité d'opérations de montage et de démontage. La présente invention présente un dispositif de fixation permettant un pré-réglage rapide du dispositif pour une utilisation avec des pièces à fixer d'épaisseurs variables ne présentant pas l'inconvénient précédemment mentionné. Dans ce but, elle prévoit un dispositif de fixation de 20 première et seconde pièces, comprenant une tige cylindrique traversant les première et seconde pièces et comportant à une extrémité une surface d'appui adaptée à venir en contact avec la première pièce; un corps externe monté coaxialement sur la tige et comportant une surface d'appui adaptée à venir en contact 25 avec la seconde pièce; et un corps cylindrique interne disposé entre la tige et le corps externe et comportant un moyen de blocage adapté à coopérer avec des moyens d'arrêt de la tige pour laisser libre en coulissement le corps cylindrique interne sur la tige et bloquer le corps cylindrique interne par rapport 30 à la tige selon des positions axiales déterminées, le corps cylindrique interne et le corps externe comportant des moyens de réglage pour régler de façon continue la position axiale du corps cylindrique interne par rapport à la tige. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyen 35 de blocage et les moyens d'arrêt sont adaptés à laisser libre en coulissement le corps cylindrique interne sur la tige lorsqu'il est dans une première position angulaire par rapport à la tige et à bloquer le corps cylindrique interne par rapport à la tige selon des positions axiales discrètes lorsqu'il est dans une seconde position angulaire par rapport à la tige. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de réglage comprennent un filetage disposé sur une face externe du corps cylindrique interne coopérant avec une ouverture filetée du corps externe. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'ouverture filetée comprend un épaulement contre lequel le corps cylindrique interne est adapté à venir en butée. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyen de blocage comprend au moins un ergot et les moyens d'arrêt 15 comprennent des crans en saillie par rapport à la surface de la tige et alignés selon une génératrice de la tige, ledit ergot étant disposé entre deux crans dans la seconde position angulaire pour bloquer le corps cylindrique interne en coulissement par rapport à la tige. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens d'arrêt comprennent une bande d'arrêt en saillie par rapport à la surface de la tige, ledit ergot étant en appui contre la bande d'arrêt dans la seconde position angulaire de façon à bloquer le corps cylindrique interne en rotation dans un 25 sens par rapport à la tige. Selon un mode de réalisation de l'invention, la tige comprend deux séries de crans, les crans de chaque série de crans étant également répartis selon deux génératrices de la tige diamétralement opposées, le corps cylindrique interne 30 comportant deux ergots, chaque ergot étant adapté à coopérer avec les crans d'une des deux séries de crans. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'ergot est en saillie par rapport à la surface d'une ouverture interne traversant le corps cylindrique interne, l'ergot s'étendant sensiblement sur moins d'un quart du diamètre de l'ouverture interne. Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque cran s'étend sensiblement sur moins d'un quart du diamètre de la tige. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif comporte un moyen de blocage de la tige en rotation par rapport à la première pièce. Cet objet, ces caractéristiques et avantages, ainsi 10 que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 représente une vue en perspective d'un 15 premier exemple de réalisation d'un dispositif de fixation selon l'invention monté sur une pièce à fixer; la figure 2 représente une section axiale d'un second exemple de réalisation du dispositif de fixation selon l'invention; la figure 3 représente une vue de côté d'un élément isolé du dispositif de la figure 2; la figure 4 représente une coupe de la figure 3 selon la ligne IV-IV; la figure 5 représente une vue de dessus d'un autre 25 élément isolé du dispositif de fixation de la figure 2; la figure 6 représente une coupe de la figure 5 selon la ligne VI-VI; la figure 7 représente une vue de côté d'une variante de l'élément de la figure 2; et la figure 8 représente une vue en coupe d'une variante de l'élément de la figure 5. La figure 1 représente une vue en perspective d'un premier exemple de réalisation du dispositif de fixation 10 selon l'invention destiné à fixer une première pièce mécanique 35 12 sur une seconde pièce (non représentée). Le dispositif 10 comprend une tige cylindrique 14 comportant à une extrémité une tête 16, par exemple de section rectangulaire, ayant une surface d'appui 18 adaptée à venir en contact avec la première pièce mécanique 12. La tête 16 peut comprendre deux rainures 20, 22 5 adaptées à coulisser dans une glissière 24 formée sur la première pièce 12 de façon à bloquer la tige 14 en rotation par rapport à la première pièce 12. A titre d'exemple, une seconde glissière 26 est représentée en figure 1 permettant différentes possibilités de positionnement du dispositif de fixation 10 10 selon l'invention à la première pièce 12. Le dispositif 10 selon l'invention comprend un écrou 28 disposé axialement sur la tige 14. L'écrou 28 peut être un écrou à oreille comportant deux oreilles 30, 32 de façon à faciliter la manutention de l'écrou 28 par un opérateur. L'écrou 15 28 comprend une surface d'appui 33 destinée à venir en contact avec la seconde pièce à fixer. La tige 14 comporte deux séries de crans disposés de façon diamétralement opposée par rapport à l'axe de la tige 14. Chaque série de crans comprend des crans 34, 35 répartis le long 20 d'une génératrice de la tige 14 sensiblement depuis l'extrémité opposée à la tête 16 jusqu'à proximité de ladite tête 16. Les crans 34, 35 de chaque série de crans peuvent être équirépartis ou non. Chaque cran 34, 35 correspond à une portion cylindrique en saillie par rapport à la surface de la tige 14 qui s'étend 25 sur moins d'un quart du diamètre de la tige 14. Les crans 34, 35 d'une même série de crans sont reliés à une extrémité par une bande d'arrêt 36, 37 qui s'étend le long d'une génératrice de la tige 14 et qui a une épaisseur sensiblement identique à celle des crans 34, 35. La figure 2 représente une section d'un second exemple de réalisation du dispositif 10 selon l'invention dans lequel la tige 14 comprend un nombre plus faible de crans 34, 35 par série de crans par rapport au premier exemple de réalisation. L'écrou 28 comprend une ouverture cylindrique intérieure filetée 38 dans 35 laquelle est disposée une douille 40 cylindrique comportant sur sa paroi extérieure un filetage externe 42 coopérant avec l'ouverture filetée 38 de l'écrou 28. L'ouverture 38 comprend un épaulement 44 contre lequel la douille 40 peut venir éventuellement en butée. Les deux séries de crans et les bandes d'arrêt 5 36, 37 délimitent deux surfaces libres 46, 48 de la tige 14 correspondant à des portions cylindriques qui s'étendent sur toute la longueur de la tige 14. La douille 40 comprend une ouverture intérieure 52 dans laquelle est disposée la tige 14. La tige 14 peut comporter à son extrémité opposée à la tête 16 10 une extrémité conique 50 de façon à faciliter l'introduction de la tige 14 à l'intérieur de l'ouverture 52 traversant la douille 40. L'ouverture intérieure 52 comprend deux ergots en saillie 54, 56 adaptés à coopérer avec les crans 34, 35 de la tige 14 comme cela sera expliqué plus en détail par la suite. La figure 3 représente de façon isolée la tige 14 de la figure 2. A titre d'exemple, pour une utilisation pour la fixation d'une lunette sur une cuvette de toilettes, les éléments constituants le dispositif de fixation 10 selon l'invention peuvent être en matière plastique et la tige 14 peut 20 mesurer environ 80 mm selon son axe. Chaque cran 34, 35 peut mesurer sensiblement 3,75 mm selon l'axe de la tige 14, la distance axiale entre deux crans 34, 35 pouvant être de 3,75 mm. Comme cela apparaît plus clairement en figure 4, l'épaisseur radiale r des crans 34, 35 et des bandes d'arrêt 36, 25 37 peut être de 3 mm. La largeur 1 des bandes d'arrêt 36, 37 peut être sensiblement de 1,8 mm. Les figures 5 et 6 représentent respectivement une vue de dessus et une coupe de la douille 40. La largeur axiale de chaque ergot 54, 56 est légèrement inférieure à la distance 30 séparant deux crans successifs 34, 35 d'une même série de crans de la tige 14. Les ergots 54, 56 sont disposés sensiblement au niveau du plan médian perpendiculaire de la douille 40 et sont diamétralement opposés. Chaque ergot 54, 56 s'étend sensiblement sur moins du quart du diamètre de l'ouverture intérieure 52 de 35 la douille 40. A titre d'exemple, chaque ergot 54, 56 s'étend sur un sixième du diamètre de l'ouverture intérieure 52 de la douille 40. Le procédé de montage du dispositif de fixation 10 selon l'invention est le suivant: La tige 14 est disposée sur la première pièce 12 à fixer de façon à être bloquée en rotation par rapport à la première pièce 12. La douille 40 est vissée à l'intérieur de l'écrou 28 de façon à venir en butée contre l'épaulement 44. L'ensemble constitué de la douille 40 et de l'écrou 28 est alors 10 présenté à l'extrémité libre de la tige 14 de façon que chaque ergot 54, 56 de la douille 40 soit disposé en vis-à-vis d'une surface libre 46, 48 la tige 14. L'ensemble constitué de la douille 40 et de l'écrou 28 est alors libre de coulisser le long de l'axe de la tige 14 jusqu'à mettre en appui la surface 15 d'appui 33 de l'écrou 28 contre la seconde pièce à fixer. Dans cette position, les ergots 54, 56 ne se trouvent généralement pas parfaitement en vis-à-vis d'un espace séparant deux crans 34, 35 successifs d'une série de crans de la tige 14. L'écrou 28 est alors vissé au moyen des oreilles 30, 32. Le 20 mouvement de rotation imposé à l'écrou 28 entraîne en rotation la douille 40. Chaque ergot 54, 56 vient alors en butée contre un cran 34, 35 d'une série de crans de la tige 14, bloquant ainsi en rotation la douille 40. La douille 40 se déplace alors axialement à cause de la coopération des filets de la douille 40 25 et de l'écrou 28. La douille 40 s'éloigne alors de l'épaulement 44 de l'écrou 28 jusqu'à ce que chaque ergot 54, 56 soit en visà-vis d'un espace libre séparant deux crans 34, 35 d'une série de crans. La douille 40 effectue alors un mouvement de rotation de façon que chaque ergot 54, 56 pénètre dans l'espace séparant 30 deux crans 34, 35 jusqu'à venir en butée contre la bande d'arrêt 36, 37 associée à la série de crans. La douille 40 est alors bloquée en rotation. Un vissage supplémentaire de l'écrou 28 se traduit alors par un couple de serrage exercé sur les pièces à fixer. Pour démonter le dispositif de fixation 10 selon l'invention, il suffit de tourner l'écrou 28 de façon classique dans le sens opposé au sens trigonométrique. Dans le cas o les forces de frottement entre les filets de la douille 40 et de 5 l'écrou 28 sont suffisantes, le mouvement de rotation appliqué à l'écrou 28 entraîne la douille 40 en rotation de façon que chaque ergot 54, 56 se libère d'un espace séparant deux crans successifs 34, 35 d'une série de crans jusqu'à venir en butée contre la bande d'arrêt 36, 37 de la série de crans opposée. 10 L'ensemble formé par la douille 40 et l'écrou 28 est alors libre en coulissement axial par rapport à la tige 14. Dans le cas o les forces de frottement entre les filets de la douille 40 et de l'écrou 28 sont insuffisantes, un mouvement de rotation de l'écrou 28 n'entraîne pas la douille 40 en rotation. Dans ce 15 cas, tant que la douille 40 reste en position bloquée par rapport à la tige 14, un mouvement de rotation de l'écrou 28 entraîne le déplacement axial de l'écrou 28 par rapport à la tige 14 jusqu'à ce que la douille 40 vienne en butée contre l'épaulement 44 de l'écrou 28. A ce moment, la douille 40 étant 20 bloquée contre l'épaulement 44 de l'écrou 28, elle est entraînée en rotation et les ergots 54, 56 se libèrent des crans 34, 35 de la tige 14. Les figures 7 et 8 représentent la tige 14 et la douille 40 selon une variante du dispositif de fixation 10 de 25 l'invention. Chaque cran 34, 35 comprend une encoche 58 au niveau de l'extrémité du cran 34, 35 reliée à la bande d'arrêt 36, 37. Chaque ergot 54, 56 de la douille 40 comporte à une extrémité une protubérance 60 ayant une forme complémentaire de l'encoche 58. Lors de l'introduction d'un ergot 54, 56 dans 30 l'espace séparant deux crans 34, 35, la protubérance 60 pénètre dans l'encoche 58. Lors du dévissage de l'écrou 28 pour démonter le dispositif de fixation 10, à cause de la coopération des protubérances 60 des ergots 54, 56 et des encoches 58 des crans 34, 35, la douille 40 reste bloquée par rapport à la tige 14 35 jusqu'à venir en contact avec l'épaulement 44 de l'écrou 28. A ce moment, la douille 40 étant bloquée contre l'épaulement 44 de l'écrou 28, elle est entraînée en rotation et les protubérances 60 des ergots 54, 56 se libèrent des encoches 58 des crans 34, de la tige 14. La présente invention présente de nombreux avantages Elle permet un montage et un démontage rapide du dispositif de fixation pour des pièces à fixer pouvant présenter des épaisseurs variables. L'ensemble formé par la douille et l'écrou peut être monté sur la tige par simple coulissement, un 10 vissage ultérieur de l'écrou provoquant alors le blocage de la douille par rapport à la tige et le serrage de l'ensemble. La tige peut alors avoir une longueur importante de façon à pouvoir utiliser le dispositif de fixation selon l'invention pour des pièces d'épaisseurs variables. La présente invention permet également d'effectuer de multiples opérations de montage et de démontage en évitant une détérioration des éléments constituants le dispositif selon l'invention. En effet, les filets de la douille et de l'écrou sont en permanence en contact pendant un montage ou un démontage 20 du dispositif et ne sont donc pas fragilisés. Selon une variante de l'invention, la forme de la tête de la tige peut être adaptée en fonction des pièces à fixer. En particulier, la pièce peut comporter une ouverture dans laquelle la tige est initialement insérée, l'ouverture comportant du côté 25 de la face de la pièce à fixer opposée à la seconde pièce une empreinte dont la forme est complémentaire de celle de la tige de façon à bloquer la tête de la tige en rotation. Selon une autre variante de l'invention, chaque série de crans comporte une série d'éléments en saillie répartis sur 30 la bande d'arrêt de la série de crans du côté opposé aux crans. Chaque élément en saillie d'une série de crans est disposé sensiblement en vis-à-vis d'un espace séparant deux crans de l'autre série de crans et à proximité du cran délimitant ledit espace le plus éloigné de la tête de la tige. Les éléments en 35 saillie, en coopérant avec les ergots de la douille, permettent de maintenir l'ensemble formé par la douille et l'écrou par rapport à la tige lorsqu'un utilisateur monte ledit ensemble par coulissement sur la tige et le relâche. De plus, les éléments en saillie définissent des positions de préréglage qui, lors du 5 préréglage rapide de la position de l'ensemble formé par l'écrou et la douille par rapport à la tige, maintiennent chaque ergot de la douille sensiblement en vis-à-vis d'un espace séparant deux crans d'une série de crans, ce qui permet un blocage plus rapide de la douille par rapport à la tige lors du vissage 10 ultérieur de l'écrou. Selon une autre variante de l'invention, la douille peut comporter plus d'un ergot associé à une série de crans de la tige. Par exemple, la douille peut comporter quatre ergots Dans ce cas, deux ergots, diamétralement opposés, sont situés au 15 niveau d'un premier plan transversal de la douille. Les deux autres ergots, également diamétralement opposés, sont alors situés chacun dans le prolongement de l'un des ergots du premier plan et au niveau d'un second plan transversal de la douille distant du premier plan sensiblement d'une distance sensiblement 20 égale à la distance séparant deux crans successifs d'une série de crans de la tige. Les deux ergots axialement alignés sont destinés à coopérer avec les crans d'une même série de crans. Une telle variante permet de mieux répartir les contraintes exercées sur les crans et les ergots. Selon une autre variante de l'invention, la barre d'arrêt de chaque série de cran est supprimée. Pour bloquer la douille en rotation par rapport à la tige, chaque cran peut avoir une forme telle que la distance axiale séparant deux crans successifs autorise le passage d'un ergot à une extrémité et 30 l'empêche à l'extrémité opposée. Les ergots sont alors bloqués en coulissement et en rotation par les seuls crans. Selon une autre variante de l'invention, les séries de crans de la tige sont remplacées par un filet réalisé sur la tige ayant un très grand pas et coopérant en permanence avec un 35 filet complémentaire réalisé sur l'ouverture intérieure de la douille. L'utilisation de f ilets à très grand pas permet un préréglage rapide de la position de l'ensemble formé par la douille et l'écrou par rapport à la tige. Le dispositif de fixation peut comprendre un moyen pour bloquer la douille par 5 rapport à la tige lorsque la position de la douille est préréglée. Les caractéristiques des filets reliant l'écrou à la douille sont adaptées pour appliquer un couple de serrage sur les pièces à fixer en vissant l'écrou une fois la douille bloquée. Cette variante est toutefois de conception et d'utili10 sation moins simples que celles des modes de réalisation précédemment décrits. Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, les matériaux constituants les éléments 15 du dispositif de fixation selon l'invention, le nombre de séries de crans, le nombre de crans de chaque série de crans, le profil de chaque cran et le nombre d'ergots de la douille seront notamment adaptés en fonction du couple de serrage maximal que l'on souhaite pouvoir appliquer sur les pièces à fixer. De plus, 20 l'écrou à oreille peut être remplacé par un écrou à six pans, un écrou carré ou ayant une autre forme, dont le vissage sera réalisé au moyen d'un outil adapté. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation (10) de première (12) et seconde pièces, comprenant: une tige cylindrique (14) traversant les première et seconde pièces et comportant à une extrémité une surface d'appui (18) adaptée à venir en contact avec la première pièce; un corps externe (28) monté coaxialement sur la tige et comportant une surface d'appui (33) adaptée à venir en contact avec la seconde pièce; et un corps cylindrique interne (40) disposé entre la 10 tige et le corps externe et comportant un moyen de blocage (54, 56) adapté à coopérer avec des moyens d'arrêt (34, 35, 36, 37) de la tige pour laisser libre en coulissement le corps cylindrique interne sur la tige et bloquer le corps cylindrique interne par rapport à la tige selon des positions axiales 15 déterminées, le corps cylindrique interne et le corps externe comportant des moyens de réglage (38, 42) pour régler de façon continue la position axiale du corps cylindrique interne par rapport à la tige. 2. Dispositif de fixation selon la revendication 1, 20 dans lequel le moyen de blocage (54, 56) et les moyens d'arrêt (34, 35, 36, 37) sont adaptés à laisser libre en coulissement le corps cylindrique interne (40) sur la tige (14) lorsqu'il est dans une première position angulaire par rapport à la tige et à bloquer le corps cylindrique interne par rapport à la tige selon 25 des positions axiales discrètes lorsqu'il est dans une seconde position angulaire par rapport à la tige. 3. Dispositif de fixation selon la revendication 1, dans lequel les moyens de réglage (38, 42) comprennent un filetage (42) disposé sur une face externe du corps cylindrique 30 interne (40) coopérant avec une ouverture filetée (38) du corps externe (28). 4. Dispositif de fixation selon la revendication 1, dans lequel l'ouverture filetée (38) comprend un épaulement (44) contre lequel le corps cylindrique interne (40) est adapté à venir en butée. 5. Dispositif de fixation selon la revendication 2, dans lequel le moyen de blocage comprend au moins un ergot (54, 5 56) et les moyens d'arrêt comprennent des crans (34, 35) en saillie par rapport à la surface de la tige (14) et alignés selon une génératrice de la tige, ledit ergot étant disposé entre deux crans dans la seconde position angulaire pour bloquer le corps cylindrique interne (40) en coulissement par rapport à 10 la tige. 6. Dispositif de fixation selon la revendication 5, dans lequel les moyens d'arrêt comprennent une bande d'arrêt (36, 37) en saillie par rapport à la surface de la tige (14), ledit ergot (34, 35) étant en appui contre la bande d'arrêt dans 15 la seconde position angulaire de façon à bloquer le corps cylindrique interne (40) en rotation dans un sens par rapport à la tige. 7. Dispositif de fixation selon la revendication 5, dans lequel la tige (14) comprend deux séries de crans (34, 35), 20 les crans de chaque série de crans étant également répartis selon deux génératrices de la tige diamétralement opposées, le corps cylindrique interne (40) comportant deux ergots (54, 56), chaque ergot étant adapté à coopérer avec les crans d'une des deux séries de crans. 8. Dispositif de fixation selon la revendication 5, dans lequel l'ergot (54, 56) est en saillie par rapport à la surface d'une ouverture interne (52) traversant le corps cylindrique interne (40), l'ergot s'étendant sensiblement sur moins d'un quart du diamètre de l'ouverture interne. 9. Dispositif de fixation selon la revendication 5, dans lequel chaque cran (34, 35) s'étend sensiblement sur moins d'un quart du diamètre de la tige (14). 10. Dispositif de fixation selon la revendication 1, comportant un moyen de blocage (20, 22) de la tige (14) en 35 rotation par rapport à la première pièce (12).