Brevet FR2858029A1 — publié le 20050128

L'invention concerne un écrou à grande flottabilité, comprenant une cage, une embase incluant une tête filetée, et un clip fixé à la cage pour emprisonner l'embase dans cette cage. L'invention est par exemple destinée à une application aéronautique, un tel écrou à grande flottabilité étant généralement utilisé pour fixer une 'première pièce à une seconde pièce, ces pièces étant par exemple en tôle. Mais l'invention n'est pas réservée au 10 domaine de l'aéronautique et s'applique en général à la fixation d'une première pièce à une seconde pièce. La fixation d'une première pièce à une seconde pièce avec un tel écrou consiste à fixer préalablement l'écrou à une face de la première pièce, un perçage étant 15 prévu dans cette première pièce sensiblement en vis-àvis de la tête filetée. La seconde pièce qui comprend également un perçage est ensuite amenée en correspondance pour engager dans le filetage de l'embase une vis de fixation traversant la première et la seconde pièce. 20 Cette vis de fixation est ensuite serrée pour comprimer la première et la deuxième pièce ainsi que la cage entre la tête de la vis de fixation et l'embase. L'utilisation d'un tel écrou permet à l'opérateur de ne pas avoir à maintenir l'écrou lorsqu'il engage le vis de fixation et 25 lorsqu'il la serre. Un tel écrou est ainsi particulièrement adapté au cas où il n'est pas possible pour l'opérateur d'accéder simultanément au côté où se trouve la vis et au côté où se trouve l'écrou. La flottabilité de cet écrou signifie qu'il permet 30 de tolérer un décalage de la vis de fixation, ce décalage étant par exemple dû à un défaut de position des trous réalisés dans la première pièce et dans la seconde pièce. Plus particulièrement, la cage comprend généralement un trou de diamètre supérieur au diamètre interne du 35 filetage. L'embase est libre de se déplacer dans la cage pour occuper différentes positions de manière à tolérer un écart de positionnement de la vis de fixation qui est engagée dans le filetage à travers ce trou de l'embase. Dans un écrou à grande flottabilité connu, l'embase est emprisonnée dans la cage par un clip. Ce clip qui est 5 une pièce flexible telle qu'une agrafe est situé à une certaine distance de l'embase, pour que l'embase puisse se déplacer librement dans la cage afin de s'adapter à la position de la vis de fixation. Compte tenu de la liberté de mouvement importante de l'embase dans la cage, celle10 ci, sous l'effet de la gravité occupe généralement une position quelconque lorsque l'opérateur présente l'extrémité de la vis de fixation. Notamment, dans le cas où cet écrou est fixé de telle sorte que la cage occupe une position verticale, la gravité fait descendre 15 l'embase dans la cage, de telle sorte que l'axe du filetage occupe une position oblique au lieu d'occuper une position horizontale. Dans ce cas, l'opérateur qui présente la vis horizontalement a des difficultés pour engager celle-ci dans le filetage, et il peut engager 20 cette vis en biais dans ce filetage ce qui tend à le détruire et ne permet pas de visser la vis de fixation. Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient en présentant un structure d'écrou offrant une meilleure ergonomie d'utilisation pour l'opérateur. A cet effet, l'invention a pour objet un écrou à grande flottabilité, comprenant une cage, une embase incluant une tête filetée, et un clip fixé à la cage pour emprisonner l'embase dans cette cage, caractérisé en ce que le clip maintient l'embase en appui contre la cage. 30 Le filetage de l'embase occupe ainsi une position normale au plan de la cage quelle que soit la position dans laquelle est fixé l'écrou, ce qui facilite l'engagement d'une vis de fixation dans ce filetage par l'opérateur. La flottabilité de l'écrou reste importante puisque 35 l'embase peut se déplacer radialement dans la cage tout en restant plaquée contre celle-ci par le clip. Avantageusement, le clip a une forme générale d'anneau avec deux oreillettes dépassant de la circonférence externe de cet anneau, ces deux oreillettes étant repliées par rapport au plan de l'anneau. La cage 5 est formée à partir d'une tôle sensiblement rectangulaire définissant un fond et deux bords repliés à angle droit comprenant chacun une ouverture longitudinale, et dans lequel le clip comprend deux languettes s'étendant radialement et prenant appui chacune dans une ouverture 10 longitudinale correspondante d'un bord. Le clip et la cage peuvent peut ainsi être fabriqués par pliage et découpage de tôle, de sorte que son coût de fabrication est faible. Dans un mode de réalisation préféré, chaque bord 15 est courbé vers l'extérieur de la cage au niveau de l'ouverture longitudinale qu'il comporte, selon un rayon de courbure correspondant au rayon de la partie annulaire du clip pour définir une forme complémentaire du clip. Chaque ouverture comprend une encoche recevant une 20 languette du clip. Le clip est ainsi immobilisé longitudinalement latéralement et en rotation dans la cage. Avantageusement, chaque ouverture a une longueur suffisante pour permettre l'engagement des languettes du 25 clip par rotation du clip d'un quart de tour dans la cage lors de son montage. Le clip comprend deux trous diamétralement opposés sur son anneau. Le montage et le démontage de l'écrou selon l'invention peuvent être réalisés avec un outil adapté. Un opérateur peut ainsi 30 aisément démonter l'écrou pour changer l'embase dans le cas où le filetage de l'embase est par exemple détérioré. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'embase comprend deux pattes sensiblement parallélépipédiques situées de part et d'autre de la tête 35 filetée, et chaque patte comprend un perçage, chaque perçage étant destiné à recevoir une extrémité d'une oreillette du clip. Ainsi, l'embase s'immobilise en rotation contre un bord de la cage lorsqu'une vis est vissée dans le filetage et elle peut être centrée par rapport à la cage lors de l'assemblage de l'écrou. Selon un autre mode de réalisation préféré, la tête 5 filetée se termine par une ouverture conique de manière à faciliter le positionnement radial de l'embase lorsque l'extrémité d'une vis est engagée dans l'écrou. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. - La figure 1 est une représentation en perspective d'un écrou selon l'invention assemblé ; - La figure 2 est une représentation en perspective d'un écrou selon l'invention en éclaté ; - La figure 3 est une représentation en vue de dessus d'un écrou selon l'invention montrant le jeu transversal qu'il peut tolérer; - La figure 4 est une représentation en vue de dessus d'un écrou selon l'invention montrant le jeu 20 longitudinal qu'il peut tolérer; - La figure 5 est une représentation en perspective de la cage de l'écrou selon l'invention vue seule. Un écrou 1 selon l'invention qui est représenté assemblé sur la figure 1 comprend une cage 2 dans 25 laquelle est montée une embase 3 qui est maintenue en position dans la cage par un clip 4. L'embase 3 comprend une tête filetée 5 située en vis-à-vis d'un trou de la cage 2 non visible figure 1. L'embase 3 comprend une sole 6 et une tête filetée. 30 La sole 6 est destinée à avoir une face en appui contre la cage 1, cette sole ayant une forme de plaque sensiblement rectangulaire avec deux renflements situés à mi-longueur de ses longs côtés. Les extrémités de cette sole 6 définissent deux pattes 7 et 8 parallélépipédiques 35 s'étendant de part et d'autre de la base de la tête filetée 5. Cette tête filetée 5 qui est située à milongueur -c'est-à-dire au niveau des renflements- de la sole 6 constitue une protubérance qui dépasse sur la face opposée à la face d'appui de la sole 6. L'embase 3 est percée de part en part au niveau de la tête filetée 5 selon une direction normale au plan de la sole 6, un 5 filet interne étant réalisé dans ce perçage pour recevoir la vis de fixation. Cette embase 3 peut être une pièce usinée, comme dans l'exemple des figures, mais elle peut aussi être réalisée à partir d'une plaque prédécoupée constituant la sole 6, sur laquelle est rapporté un écrou 10 soudé constituant la tête filetée 5. La cage 2 peut avantageusement être fabriquée par emboutissage et/ou pliage d'une tôle. Dans l'exemple de la figure 2, elle est issue d'une tôle rectangulaire initialement plane dont les longs bords sont repliés à 15 angle droit, ce qui définit un fond de cage sensiblement rectangulaire destiné à recevoir l'embase 3, et délimité par deux côtés 9 et 10. L'embase 3 avec ses deux pattes 7 et 8 a une forme rectangulaire sensiblement complémentaire de la forme interne de la cage. Les 20 dimensions de cette embase sont cependant nettement inférieures aux dimensions de la cage pour permettre une flottabilité importante de cette embase dans la cage. Lorsqu'une vis de fixation est engagée dans la tête filetée 5, les pattes 7 et 8 viennent en appui contre les 25 bords 9 et 10 pour immobiliser l'embase 3 en rotation et permettre ainsi le serrage de cette vis de fixation dans l'embase. Une ouverture s'étendant longitudinalement est réalisée dans chacun des côtés 9 et 10. Chaque ouverture 11, 12 est destinée à servir d'appui au clip 4 pour que 30 celui-ci plaque l'embase 3 contre le fond de la cage 1 lorsque l'écrou selon l'invention est assemblé, comme dans la figure 1. Cette cage 1 comprend encore un perçage central 13 destiné à permettre le passage d'une vis de fixation pour engager celle-ci dans la tête filetée 5. 35 Chaque extrémité de cette cage 1 comprend un perçage 14, prévu pour la fixation de l'écrou selon l'invention à l'une des parties à assembler. Cette fixation peut avantageusement être réalisée par rivetage de la cage 1 à travers les trous 14 et 15 sur la partie à assembler. Le clip 4 qui est visible figure 2 peut être réalisé à partir d'une tôle prédécoupée et pliée. On 5 entend ici par clip une pièce flexible, élastiquement déformable encore connue sous le nom d'agrafe qui est montée en force pour être positionnée dans une autre pièce. Ce clip a une forme générale annulaire, avec deux languettes 16, 17 dépassant radialement de sa 10 circonférence externe, et disposées à 180 degrés l'une de l'autre autour de cette forme annulaire. Ce clip comprend également deux oreillettes 18, 19 décalées de 180 degrés et dépassant également de la circonférence externe, chaque oreillette étant située à mi-distance de deux 15 languettes. Comme visible sur la figure 2, la partie annulaire de ce clip est plane, et chaque oreillette est repliée pour former un angle valant approximativement 45 degrés par rapport au plan de la partie annulaire. Ce clip 4 comprend encore deux perçages 20 et 21 situés dans 20 sa partie annulaire, en vis-à-vis des languettes 16 et 17, ces deux perçages étant destinés à permettre le montage en force du clip dans la cage 1 avec un outil adapté. L'écrou selon l'invention est ainsi constitué par 25 trois pièces 2, 3, 4 assemblées. La fabrication de ces pièces nécessite les techniques classiques de découpe de tôle, d'emboutissage ou de pliage et éventuellement d'usinage. Son coût de fabrication est ainsi réduit, et il est possible de le produire de façon unitaire dans un 30 atelier, mais aussi en grande série dans une chaîne de production automatisée. Lorsque l'écrou 1 selon l'invention est assemblé, comme dans la figure 1, les deux languettes 16 et 17 sont engagées dans les ouvertures 11 et 12 dans lesquelles 35 elles prennent appui. Chaque oreillette 18, 19 est en appui sur une patte correspondante 7, 8 de l'embase 3, de manière exercer sur l'embase 3 un effort qui la plaque contre le fond de la cage 1. Le clip 4 est monté en force dans la cage 1, pour que l'effort de plaquage de l'embase 3 soit dû à l'élasticité de ce clip qui est précontraint lors de son montage. Grâce au maintien de l'embase 3 en 5 appui contre le fond de la cage 2 le filetage de la tête filetée 5 reste dans une direction normale au plan du fond de la cage 2 quelle que soit la position dans laquelle est fixé l'écrou selon l'invention. Par exemple, si l'écrou selon l'invention est fixé en ayant sa cage 2 10 dans un plan vertical, l'embase ne risque pas de descendre sous l'effet de la gravité puisqu'elle est maintenue par le clip 4, ce qui facilite l'engagement d'une vis de fixation dans cette tête filetée 5 par un opérateur. L'assemblage de l'écrou selon l'invention consiste d'abord à placer l'embase 3 dans la cage 2, entre les bords 9 et 10. Le clip 4 est ensuite positionné sur cette embase, sa partie annulaire entourant la tête filetée 5, les deux languettes 16 et 17 étant alors en vis-à-vis des 20 pattes 7 et 8 de l'embase 3. Un outil comprenant deux pions s'engageant dans les trous 20 et 21 est utilisé pour comprimer ce clip vers le fond de la cage 1, et pour le faire pivoter d'un quart de tour environ, de manière à engager les languettes 16 et 17 dans les ouvertures 25 correspondantes 11 et 12 qui sont réalisées dans les bords de la cage 1. L'écrou selon l'invention est alors assemblé comme dans la figure 1, le clip étant précontraint entre les ouvertures qui exercent un effort sur ses languettes, et les pattes de l'embase qui 30 exercent un effort sur chaque oreillette. L'écrou selon l'invention est ainsi constitué par trois pièces élémentaires qui peuvent être assemblées soit par un opérateur muni d'un outil adéquat, soit par une machine automatique. Son coût d'assemblage est bas, et il est 35 possible de choisir un assemblage manuel ou automatisé en fonction de la quantité d'écrous à produire. Dans le cas d'une utilisation de cet écrou pour une pièce devant être régulièrement démontée, il est possible pour un opérateur d'intervenir avec un outil dédié sur l'écrou pour en remplacer l'embase lorsque son filetage s'avère usé. Comme représenté sur la figure 5, les ouvertures 11 5 et 12 réalisées dans les bords 9 et 10 ont une longueur suffisante pour permettre le passage des languettes 16 et 17 du clip 4 lors de sa rotation d'un quart de tour. Plus particulièrement, chaque ouverture 11, 12 comprend un prolongement 11', 12' qui est prévu pour l'entrée d'une 10 languette correspondante 16, 17 dans l'ouverture 11, 12 lorsque le clip 4 pivote d'un quart de tour au moment de l'assemblage de l'écrou selon l'invention. Les prolongements 11' et 12' sont situés à des extrémités opposées des ouvertures 11 et 12 le long de la direction 15 longitudinale de la cage. Dans l'exemple des figures, ces prolongements sont prévus pour recevoir les languettes 16 et 17 lorsque le clip 4 pivote dans le sens indirect, c'est-à-dire que l'outil de montage de ce clip est actionné de la même manière que s'il s'agissait de visser 20 d'un quart de tour le clip dans la cage 1. Comme représenté sur les figures 4 et 5, l'écrou selon l'invention est conçu pour avoir une flottabilité importante, c'est-à-dire pour tolérer un décalage ou jeu fonctionnel latéral ou longitudinal important de la vis 25 de fixation qu'il reçoit. En d'autres termes, la position de la tête filetée 5 peut être décalée latéralement et longitudinalement par rapport à la cage 1 tout en pouvant recevoir une vis de fixation. Plus particulièrement, la partie annulaire du clip 4 qui entoure la tête filetée 5 30 a un diamètre interne supérieur au diamètre externe de cette tête filetée, de sorte que la tête filetée peut occuper différentes positions tout en restant à l'intérieur de cette partie annulaire du clip. D'autre part, le trou 13 réalisé dans la cage 1 a un diamètre 35 significativement supérieur au diamètre interne de la tête filetée 5, de telle sorte que la vis de fixation peut être engagée dans la tête filetée 5 tout en étant décalée par rapport au centre de la cage 1. D'autre part, le décalage latéral est possible du fait que l'embase 3 est prévue avec une largeur 5 significativement inférieure à la distance séparant les deux bords 10 et 11 de la cage 1. L'embase peut ainsi se déplacer latéralement dans la cage de part et d'autre d'un axe de symétrie longitudinal AX de la cage, tout en restant plaquée par le clip 4, comme dans l'exemple 10 illustré sur la figure 3. Un déplacement longitudinal de l'embase par rapport à un axe de symétrie transversal AY est également possible du fait que cette embase n'est pas limitée en mouvement longitudinalement dans la cage 1, ce qui est représenté schématiquement sur la figure 4. Chaque bord 9 et 10 peut être recourbé vers l'extérieur de la cage au niveau de l'ouverture longitudinale qu'il comporte, selon un rayon de courbure correspondant au rayon de la partie annulaire du clip. Les deux bords 9 et 10 ont ainsi une forme complémentaire 20 du clip qui permet de le recevoir et de l'immobiliser longitudinalement et transversalement par rapport à la cage lors de son montage. Comme visible dans les figures 3 et 4, quelle que soit la position occupée par l'embase, le clip reste dans la même position par rapport à la cage 25 tout en maintenant l'embase en appui dans cette cage. Cette forme arrondie des bords contribue également à faciliter le montage du clip en servant de guide à celuici pour le maintenir en position dans la cage lors de sa rotation d'un quart de tour. Chaque ouverture 11, 12 comprend avantageusement une encoche 11'', 12'', pour immobiliser les languettes 16 et 17 du clip dans les ouvertures longitudinales 11 et 12. Ces encoches ont une longueur correspondant à la largeur des languettes qu'elles reçoivent, et, comme 35 représenté sur la figure 5, elles sont réalisées en partie supérieure de chaque ouverture longitudinale. Lors de la rotation du clip dans la cage durant le montage de celui-ci, chaque languette s'engage spontanément dans l'encoche correspondante lorsqu'elle arrive à son niveau, ce qui immobilise le clip en rotation. Le clip étant ainsi immobilisé en rotation par ces encoches en plus 5 d'être immobilisé transversalement et longitudinalement par les bords courbés, il est ainsi complètement immobilisé dans la cage. Avantageusement, chaque patte 7, 8 de l'embase 3 comprend un perçage 7', 8'. Comme visible sur les 10 différentes figures, ces deux perçages 7', 8' sont situés en vis-à-vis des oreillettes 18 et 19 du clip 4 lorsque l'embase 3 est centrée dans la cage 2. Ces perçages sont conçus pour recevoir les oreillettes du clip 4 au moment du montage de l'écrou, de manière à maintenir l'embase 15 centrée dans la cage. Plus particulièrement, comme le clip est complètement maintenu en position dans la cage par les bords courbés et les encoches, la position des oreillettes de ce clip est prédéterminée. Le fait de placer l'embase de telle sorte que chaque perçage reçoive 20 une oreillette permet donc de centrer l'embase dans la cage au moment du montage. Cette embase conserve néanmoins sa possibilité de mouvement puisque les oreillettes peuvent sortir des trous lorsque l'embase est soumise à un effort radial, comme dans l'exemple des 25 figures 3 et 4. La tête filetée qui est visible sur la figure 2 est conçue avec une ouverture conique vers la face d'appui de l'embase. Cette ouverture coniques facilite un mouvement radial de l'embase lors de l'engagement d'une vis de 30 fixation dans ce filetage. Plus particulièrement, lorsqu'une vis est décalée par rapport au filetage, son extrémité exerce une pression sur cette surface conique, ce qui donne lieu à un effort radial qui place le filetage dans l'alignement de la vis de fixation. 35 L'ouverture conique a par exemple une ouverture de 45 degrés, et elle est utilisée avec une vis dont l'extrémité a également une forme de cône à 45 degrés. REVENDICATIONS 1. Ecrou (1) à grande flottabilité, comprenant une 5 cage (2), une embase (3) incluant une tête filetée (5), et un clip (4) fixé à la cage (2) pour emprisonner l'embase (3) dans cette cage (2), caractérisé en ce que le clip (4) maintient l'embase (3) en appui contre la cage (2). 2. Ecrou selon la revendication 1, dans lequel le clip (4) a une forme générale d'anneau avec deux oreillettes (18, 19) dépassant de la circonférence externe de cet anneau, ces deux oreillettes (18, 19) étant repliées par rapport au plan de l'anneau. 3. Ecrou selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la cage (2) est formée à partir d'une tôle sensiblement rectangulaire définissant un fond et deux bords (9, 10) repliés à angle droit comprenant chacun une ouverture longitudinale (11, 12), et dans lequel le clip (4) 20 comprend deux languettes (16, 17) s'étendant radialement et prenant appui chacune dans une ouverture longitudinale (11, 12) correspondante d'un bord. 4. Ecrou selon la revendication 2 et 3, dans lequel chaque bord (9, 10) est courbé vers l'extérieur de la 25 cage (2) au niveau de l'ouverture longitudinale (11, 12) qu'il comporte, selon un rayon de courbure correspondant au rayon de la partie annulaire du clip (4) pour définir une forme complémentaire du clip. 5. Ecrou selon la revendication 3 ou 4, dans lequel 30 chaque ouverture longitudinale (11, 12) a une longueur suffisante pour permettre l'engagement des languettes (16, 17) du clip (4) par rotation du clip (4) d'un quart de tour dans la cage (2) lors de son montage. 6. Ecrou selon la revendication 3 ou 4, dans lequel 35 chaque ouverture longitudinale (11, 12) comprend une encoche (11'', 12'') recevant une languette (16, 17) du clip (4). 7. Ecrou selon la revendication 3, dans lequel le clip (4) comprend deux trous (20, 21) diamétralement opposes sur son anneau. 8. Ecrou selon l'une des revendications 1 à 7, dans 5 lequel l'embase (3) comprend deux pattes (7, 8) sensiblement parallélépipédiques situées de part et d'autre de la tête filetée (5). 9. Ecrou selon la revendication 8, dans lequel chaque patte (7, 8) de l'embase (3) comprend un perçage 10 (7', 8'), chaque perçage étant destiné à recevoir une extrémité d'une oreillette (18, 19) du clip (4). 10. Ecrou selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel la cage (2) comprend un perçage (14, 15) à chacune de ses extrémités. 11. Ecrou selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel l'embase (3) est obtenue par usinage. 12. Ecrou selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel le clip (4) est réalisé à partir d'une tôle. 13. Ecrou selon l'une des revendications 1 à 12 20 dans lequel la tête filetée (5) se termine par une ouverture conique.