Brevet FR2857068A1 — publié le 20050107

Vis de serrage à limitation du couple La présente invention est relative à une vis dont le serrage sur une pièce pour assurer la liaison avec celle-ci d'un objet quelconque, est réalisé avec un outillage propre à exercer sur la tête de cette vis un couple précis, dont la valeur maximale est exactement déterminée. L'invention s'applique plus particulièrement, quoique non exclusivement, à des vis de ce genre utilisées pour la fixation sur la caisse ou la carrosserie d'un véhicule automobile de pièces ou accessoires du type sièges, ceintures de sécurité, support du moteur, organes de liaison divers..., dont le montage est soumis à des règles de sécurité déterminées ou à une réglementation spéciale, exigeant que ce serrage soit effectué dans des conditions exactement définies et notamment avec une efficacité contrôlée et un degré de vissage répondant à des spécifications très précises. Diverses méthodes sont bien connues dans la technique pour satisfaire à ces conditions. La plus simple et en même temps la plus classique, consiste, après serrage de la vis au plus près du niveau souhaité à l'aide d'un outillage ordinaire, à finaliser l'opération avec une clé dynamométrique qui ajuste exactement le couple exercé sur la tête de la vis et le serrage obtenu, avant que l'opérateur ne marque cette tête avec un repère, à l'encre ou à la peinture notamment. Ces opérations impliquent cependant un coût certain pour être convenablement exécutées, du fait de la reprise du serrage en deux temps, avec intervention de deux opérateurs en principe différents, et présentent en outre l'inconvénient d'exiger un marquage des vis. De plus, ces opérations successives étant manuelles, le risque d'en oublier une est 2857068 2 toujours possible. Une autre méthode consiste à utiliser un outil de vissage asservi, lié à un automate, lui-même contrôlé et commandé par un ensemble informatique, synchronisé avec le 5 flux des véhicules au cours de leur montage sur la chaîne de fabrication. Ainsi, lorsque le serrage prévu à un instant donné sur une pièce déterminée n'est pas effectué en temps opportun, ou si le couple exigé n'est pas atteint, la chaîne s'arrête et 10 avertit du défaut constaté. Ceci élimine tout risque d'oubli humain, mais nécessite un plan de surveillance de la chaîne qui conduit à un investissement notable. De plus, le poste de serrage contrôlé est fixe sur la chaîne, ce qui ne facilite pas la souplesse requise en termes d'intervention et de répartition des tâches à accomplir sur celle-ci. La présente invention a pour objet une vis de serrage au couple, apte à être serrée en une seule fois et qui évite ces inconvénients, en ne nécessitant pas l'usage d'une clé dynamométrique, ni d'un outil de serrage asservi, tout en conservant la plus grande souplesse quant à la répartition des opérations à effectuer sur une chaîne de montage de véhicules. A cet effet, la vis considérée, comportant une première tête cylindrique, solidaire d'un corps fileté et présentant une empreinte en creux du côté opposé à ce corps pour lui permettre de venir en prise avec un outil propre à assurer le desserrage ultérieur de la vis, se caractérise en ce qu'elle comporte une seconde tête présentant un logement interne en creux, ouvert vers l'extérieur et propre à coiffer la première tête, cette seconde tête comprenant un profil de préhension 2857068 3 apte à coopérer avec un outil de serrage indépendant, et un moyen de liaison entre les deux têtes, disposé au fond et le cas échéant sur les côtés du logement de la seconde, ce moyen qui assure la solidarisation mutuelle de ces têtes, étant adapté à céder lorsque le couple de serrage de la vis, exercé sur le profil de préhension de la seconde tête, atteint un seuil prédéterminé. De préférence, la seconde tête est réalisée en un matériau métallique. Avantageusement et selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le moyen de liaison entre les deux têtes est constitué par une colle, notamment à durcissement rapide, de type époxy. En variante, le moyen de liaison entre les deux têtes est constitué par une couche de métal d'apport déposée dans le logement avant assemblage des deux têtes, suivi d'un chauffage au four pour assurer le brasage de ces têtes par ce métal d'apport. Selon un autre mode de réalisation, le moyen de liaison est obtenu par un montage à force de la première tête dans le logement de la seconde. En variante, la seconde tête présente un diamètre de son logement creux légèrement inférieur à celui de la première tête et est soumise à une dilatation préalable par chauffage avant montage de celle-ci dans ce logement, la liaison entre les deux têtes étant obtenue par rétraction du diamètre du logement sur la première tête, consécutivement au refroidissement de la seconde tête. Quel que soit le mode de réalisation envisagé, le moyen de liaison entre les deux têtes à l'intérieur du logement est calculé de telle sorte qu'il cède lorsque le couple de serrage atteint le seuil prédéterminé, selon le cas en fonction de 2857068 4 l'épaisseur de la colle et la surface d'encollage au fond du logement, la quantité de métal de brasage déposée dans celui-ci, l'effet de serrage à force des deux têtes etc... Dans tous les cas mais plus particulièrement lorsque les deux têtes sont métalliques et collées mutuellement, la seconde tête, après séparation d'avec la première lorsque le couple atteint le seuil prédéterminé, peut être récupérée et recyclée, pour montage sur une autre vis. D'autres caractéristiques d'une vis à tête cassante pour un couple de serrage donné, établie conformément à l'invention apparaîtront encore à travers la description qui suit de deux exemples de réalisation, donnés à titre indicatif et non limitatif, en référence au dessin annexé sur lequel: - la Figure 1 illustre schématiquement, en vue éclatée, une vis de serrage munie d'une première tête prévue pour être coiffée par une seconde tête, avec interposition d'un moyen de liaison conformément e à l'invention - la Figure 2 montre la vis de la Figure 1, avec les deux têtes assemblées et liées entre elles; - les Figures 3 et 4 sont des vues analogues aux Figures 1 et 2, illustrant une variante de réalisation. Sur la Figure 1, la référence 1 désigne de façon générale une vis dont le serrage doit être réalisé avec un couple ne dépassant pas un seuil d'une valeur prédéterminée, cette vis comportant une première tête 2 et un corps fileté 3, lequel est destiné à s'engager dans un alésage taraudé 4 d'une pièce quelconque 5 sur laquelle la vis 1 est prévue pour assurer la fixation d'une autre pièce 6, étroitement appliquée sur la précédente. La tête 2 de la pièce 1 comporte en son centre, du côté opposé au corps fileté 3, une empreinte en creux 7, à profil 2857068 5 donné, hexagonal, hexa lobé, cruciforme ou autre. Cette empreinte est notamment prévue pour permettre, une fois la vis 1 serrée en position en bloquant l'une contre l'autre les pièces 5 et 6, d'assurer son desserrage ultérieur par un outillage classique (non représenté), apte à coopérer avec le profil de cette empreinte 7. Conformément à l'invention, la première tête 2 de la vis 1 est associée à une seconde tête 8, montée sur l'autre, en venant coiffer celle-ci extérieurement. Cette seconde tête 8 est de préférence réalisée en métal, mais pourrait le cas échéant être constituée d'un autre matériau, plastique notamment. Elle comporte un profil de préhension extérieur 9, propre à venir en prise avec un outil de serrage (non représenté), du genre d'une clé classique ou similaire. La seconde tête 8 comporte par ailleurs un logement creux 10, dans lequel vient s'encastrer la première tête 2 de la vis, qui s'applique ainsi contre le fond 11 de ce logement. La seconde tête, qui coiffe la première tête 2, est solidarisée de celleci conformément à l'invention, grâce à un moyen de liaison approprié, prévu à l'intérieur du logement 10, de sorte que la commande de la vis, obtenue par coopération du profil de préhension 9 de la seconde tête 8 avec son outil de serrage, provoque le vissage du corps fileté 3 pénétrant progressivement dans l'alésage taraudé 4 de la pièce 5, jusqu'à appuyer sur celle-ci la pièce 6 à assembler. Au cours de cette opération, l'outil de serrage applique à la seconde tête 8 un couple qui va croissant lorsque les pièces 5 et 6 sont en butée l'une contre l'autre, jusqu'au moment où il atteint le seuil de valeur prédéterminée pour laquelle se produit la rupture de la liaison entre les deux 2857068 6 têtes, la seconde tête 8 étant alors désolidarisée de la première tête 2. La seconde tête 8, montée sur la première tête 2, est de préférence collée contre la première au fond du logement 10 par une couche 12 de colle appropriée, notamment une colle époxy à durcissement rapide. En variante, le moyen de liaison des deux têtes 2 et 8 peut être constitué par un métal d'apport, en poudre notamment, chauffé à température convenable pour obtenir un brasage de ces têtes, l'épaisseur de colle époxy ou de poudre de brasage, comme leur répartition dans le logement 10, dans le fond 11 ou sur les côtés de celui-ci, étant déterminées de manière à présenter une résistance à la rupture appropriée pour précisément céder lorsque le seuil de rupture fixé pour le couple de serrage de la vis est atteint. Lorsque la seconde tête 8 est réalisée en métal, elle présente l'avantage de pouvoir être recyclée après séparation de la première tête 2, pour la fabrication d'une autre vis conforme à l'invention. Dans l'exemple illustré sur les Figures 1 et 2, le profil de préhension 9 de la seconde tête 8 est réalisé en donnant à la section extérieure de cette tête un contour à six pans ou analogue. En variante, et comme représenté sur les Figures 3 et 4, sur lesquelles on a repris des chiffres de référence identiques pour désigner des organes semblables, le profil extérieur 9 est cylindrique, la préhension de la tête par son outil de serrage s'effectuant dans ce cas au moyen d'une empreinte axiale 13, ménagée dans cette tête sensiblement dans l'axe de l'empreinte 7 de la première tête 2. Selon une autre façon de réaliser le moyen de liaison 2857068 7 entre les deux têtes, celui-ci peut être obtenu par un montage à force de la première tête 2 dans le logement 10 de la seconde 8. Egalement la seconde tête 8 peut présenter un diamètre de son logement creux 10 légèrement inférieur à celui de la première tête 2 et être soumise à une dilatation préalable par chauffage avant montage de celleci dans ce logement, la liaison étant alors obtenue principalement sur le côté latéral 14 du logement 10 (Figure 4), par rétraction du diamètre de celui-ci sur la première tête 2, consécutivement au refroidissement de la seconde tête 8. On réalise ainsi une vis de serrage cassante lorsque le couple appliqué atteint un seuil prédéterminé par construction, qui permet d'assurer un vissage régulier et sans aucune nécessité de reprise, notamment sur une chaîne de fabrication, le couple exercé étant exactement fixé par la rupture de la liaison entre les deux têtes, avec séparation mutuelle de celles-ci. Avantageusement, et quel que soit le mode de réalisation envisagé, la seconde tête, après rupture de sa liaison avec la première, peut être récupérée et recyclée pour une nouvelle utilisation sur la tête d'une autre vis à serrer selon le même processus. Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite 25 pas aux exemples de vis de serrage plus spécialement décrits et représentés cidessus; elle en embrasse au contraire toutes les variantes et leurs diverses applications, en particulier comme vis inviolables ou anti-vol. 2857068 8 REVENDICATIONS 1- Vis à limitation du couple de serrage à une valeur de seuil prédéterminée, comportant une première tête cylindrique (2), solidaire d'un corps fileté (3) et présentant une empreinte en creux (7) du côté opposé à ce corps pour lui permettre de venir en prise avec un outil propre à assurer le desserrage ultérieur de la vis, caractérisée en ce qu'elle comporte une seconde tête (8) présentant un logement interne en creux (10), ouvert vers l'extérieur et propre à coiffer la première tête, cette seconde tête comprenant un profil de préhension (9) apte à coopérer avec un outil de serrage indépendant, et un moyen de liaison (12,14) entre les deux têtes, disposé au fond et le cas échéant sur les côtés du logement de la seconde, ce moyen qui assure la solidarisation mutuelle de ces têtes, étant adapté à céder lorsque le couple de serrage de la vis, exercé sur le profil de préhension de la seconde tête, atteint la valeur de seuil prédéterminée. 2- Vis de serrage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la seconde tête (8) est réalisée en un matériau métallique. 3- Vis de serrage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le moyen de liaison (12) entre les deux têtes est constitué par une colle, notamment à durcissement rapide, de type époxy. 4- Vis de serrage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le moyen de liaison entre les deux têtes est constitué par une couche de métal d'apport déposée dans le logement (10) avant assemblage des deux têtes (2,8), suivi d'un chauffage au four pour assurer le brasage de ces têtes par ce métal d'apport. 2857068 9 5- Vis de serrage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le moyen de liaison est obtenu par un montage à force de la première tête (2) dans le logement (10) de la seconde (8). 6- Vis de serrage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la seconde tête (8) présente un diamètre de son logement creux (10) légèrement inférieur à celui de la première tête (2) et est soumise à une dilatation préalable par chauffage avant montage de celle-ci dans ce logement, la liaison entre les deux têtes étant obtenue par rétraction du diamètre du logement sur la première tête, consécutivement au refroidissement de la seconde tête. 7- Vis de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la seconde tête (8), une fois séparée de la première tête (2) peut être récupérée et recyclée, pour montage sur une autre vis de serrage.