Brevet FR2878915A1 — publié le 20060609

La présente invention se rapporte à des supports et des éléments d'assemblage. Plus spécialement, la présente invention se rapporte à des éléments d'assemblage de panneau encastrés qui sont particulièrement utiles dans l'industrie aéronautique. De nombreux types de dispositifs de montage ont été développés afin de maintenir un ou plusieurs objets sur une surface de support. Par exemple, des éléments d'assemblage du type encastré sont généralement ancrés dans une structure et comprennent une partie d'engagement, telle que les filets mâles ou femelles d'une vis, afin de fixer des objets sur la structure. Des éléments d'assemblage encastrés sont particulièrement avantageux lorsqu'une liaison résistante entre la structure et l'objet ne peut facilement être obtenue grâce à l'utilisation d'une structure montée en surface. Des panneaux en sandwich sont utilisés de manière extensive dans les industries aéronautiques et marines. Ces panneaux en sandwich sont fabriqués de manière typique en fibre de verre ou une matière similaire formée avec une structure en nid d'abeille. La structure en nid d'abeille est alors enserrée de manière typique entre des couches extérieures de panneaux d'aluminium ou équivalent. Ces panneaux en sandwich sont préférés du fait de leur prix relativement faible, de leur légèreté et de leur résistance élevée. Afin d'ancrer des objets sur le panneau en sandwich, des éléments d'assemblage de panneau encastrés sont utilisés de manière typique. Afin d'ancrer l'élément d'assemblage de panneau encastré en place, une cavité est formée de manière typique directement à travers la couche d'aluminium extérieure dans l'âme en nid d'abeille en utilisant un foret ou équivalent. L'élément d'assemblage de panneau encastré est alors positionné à l'intérieur de la cavité et un adhésif ou une autre matière de liaison est injecté dans la cavité afin de fixer l'élément d'assemblage sur l'âme en nid d'abeille. Puisque la cavité est cylindrique, la plupart des éléments d'assemblage de panneau encastrés comprennent un cylindre ayant un alésage central. L'alésage central comprend de manière typique des filets femelles fonctionnant comme un élément de fixation. En variante, certains éléments d'assemblage de panneau encastrés comprennent un élément de fixation flottant sous la forme d'un écrou qui comprend également des filets femelles et qui est positionné de manière flottante à l'intérieur de l'alésage. Des exemples d'éléments d'assemblage de panneau encastrés comprenant des éléments flottants comprennent les brevets U.S. numéro 4 973 208 et 5 632 582. Des éléments d'assemblage de panneau encastrés ont été fabriqués à partir d'une variété de matières. Par exemple, il est connu de fabriquer un élément d'assemblage de panneau encastré dans différents métaux incluant l'acier et le titane. Le brevet U.S. numéro 4.846 612 décrit un élément d'assemblage de panneau encastré d'une pièce fabriqué à partir d'une matière thermoplastique. De plus, des éléments d'assemblage de panneau encastrés ont été construits afin d'inclure un boîtier extérieur en matière plastique et un élément de fixation intérieur en métal. Malheureusement, les structures et matières de l'art antérieur ont posé des problèmes. Tous les éléments d'assemblage métalliques procurent une résistance extrêmement élevée à un élément de fixation. Toutefois, des adhésifs et des matières de mastic typiques ne collent pas sur une matière totalement métallique telle que le titane, ainsi que sur une matière plastique. Ils sont également coûteux et lourds. De plus, les éléments d'assemblage de panneau encastrés qui comprennent un boîtier en matière plastique souffrent d'inconvénients en eux-mêmes. Les éléments d'assemblage en 2878915 3 matière plastique se fracturent à des valeurs de contrainte plus faibles que les éléments d'assemblage de panneau encastrés tout en métal. De plus, la plupart des éléments d'assemblage de panneau encastrés en matière plastique comprennent un boîtier construit en parties pouvant être désengagées. Par exemple, comme cela est représenté dans les brevets U.S. numéro 4 973 208 et 5 632 582, l'élément d'assemblage de panneau encastré comprend un cylindre comprenant un corps cylindrique et un bouchon de fond. Le cylindre comprend un alésage central afin de positionner un élément de fixation femelle, de préférence construit en métal. Le cylindre comprend en outre une ouverture ou une entrée formée au niveau du sommet du cylindre pour l'insertion d'un élément de fixation mâle afin d'engager l'élément de fixation femelle. Dépassant radialement du sommet du cylindre, l'élément d'assemblage de panneau encastré comprend en outre un disque qui a un diamètre plus grand que le diamètre du cylindre afin de former un espace de cavité autour du corps de cylindre pour l'injection d'un adhésif ou d'une matière de mastic à l'intérieur de la cavité de panneau en sandwich. Un élément de fixation est inséré dans l'alésage central de cylindre à travers une ouverture d'accès située au fond du corps. L'ouverture d'accès est alors recouverte par un bouchon en matière plastique afin d'empêcher la matière adhésive de s'écouler dans l'alésage central du corps en matière plastique, ce qui empêcherait l'élément de fixation de flotter à l'intérieur de l'élément d'assemblage de panneau encastré. Le bouchon est bloqué de manière typique sur le cylindre en utilisant un ajustement serré ou des saillies de blocage comme cela est représenté dans les brevets U.S. numéro 4 973 208 et 5 632 582. Les éléments d'assemblage de panneau encastrés ayant des boîtiers en deux parties sont simples à fabriquer et peu coûteux. De plus, comme cela résulte de l'utilisation de saillies de blocage, les boîtiers sont simples à assembler. Malheureusement, les éléments d'assemblage de panneau encastrés procurent une résistance à la traction relativement faible du fait que l'élément d'assemblage de panneau et désactivé et retiré de la cavité de panneau en sandwich lorsqu'une charge relativement faible est exercée sur l'élément d'assemblage. Il serait ainsi avantageux de procurer un élément d'assemblage de panneau encastré perfectionné qui procure une résistance à la traction améliorée. Ce serait un avantage additionnel que de prévoir un élément d'assemblage de panneau perfectionné qui est fabriqué en matière plastique dans une configuration de boîtier en deux parties. Ce serait encore un avantage additionnel que de prévoir un élément d'assemblage de panneau encastré perfectionné qui est léger, peu coûteux à fabriquer, pourvu d'une résistance à la traction améliorée, et incorporant un élément de fixation flottant. La présente invention traite les inconvénients mentionnés ci- dessus en prévoyant un élément d'assemblage de panneau encastré en matière plastique perfectionné, principalement pour une utilisation avec des panneaux en sandwich à nid d'abeille utilisés dans l'industrie aéronautique. Selon l'invention, l'élément d'assemblage de panneau encastré destiné à être reçu dans une cavité de structure afin de fixer des objets sur la structure comprend: un boîtier en matière plastique comprenant un corps, un disque et un bouchon; ledit corps en matière plastique comprenant un cylindre ayant un sommet, un fond et un alésage s'étendant à travers ledit corps afin de former une chambre centrale, une entrée d'élément de fixation située au sommet dudit corps et une ouverture d'accès d'élément de fixation située au fond dudit corps; ledit disque en matière plastique dépassant radialement dudit sommet dudit corps; ledit disque ayant un diamètre plus grand que le diamètre dudit corps afin de former un espace de cavité autour dudit corps; ledit disque comprenant en outre un trou de remplissage et un trou de mise à l'air libre au niveau du bord dudit disque afin de permettre l'injection de résine dans ledit espace de cavité ; ledit bouchon en matière plastique engageant ledit corps et recouvrant ladite ouverture d'accès d'élément de fixation; un élément de fixation disposé de manière flottante à l'intérieur de ladite chambre centrale; et une soudure qui fixe ledit bouchon en matière plastique sur ledit corps en matière plastique. L'élément d'assemblage de panneau encastré comprend un boîtier dimensionné afin d'être reçu à l'intérieur d'une ouverture de renfoncement dans une structure et un élément de fixation disposé à l'intérieur du boîtier qui est prévu pour coopérer avec un élément d'assemblage à vis ou équivalent de façon à fixer un objet sur la structure. Le boîtier est fabriqué en matière plastique telle que du Nylon. Le boîtier comprend une partie de corps comprenant un cylindre ayant un sommet, un fond et un alésage central qui s'étend à travers le corps afin de former une chambre centrale. Chaque extrémité de l'alésage est ouverte. Plus spécialement, le corps comprend une entrée d'élément de fixation située au sommet du corps et une ouverture d'accès d'élément de fixation située au fond du corps. 2878915 6 Le boîtier d'élément d'assemblage de panneau encastré comprend en outre un disque en matière plastique qui dépasse radialement vers l'extérieur depuis le sommet du corps afin de former un espace de cavité annulaire autour du corps. Le disque comprend en outre un trou de remplissage et un trou de mise à l'air libre. De l'adhésif est injecté dans le trou de remplissage jusqu'à ce que la cavité annulaire soit remplie et que l'adhésif commence à dépasser du trou de mise à l'air libre. L'élément d'assemblage de panneau encastré comprend en outre un élément de fixation qui est positionné à l'intérieur de la chambre centrale du corps en matière plastique. L'élément de fixation peut être d'une construction quelconque connue des gens du métier. Toutefois, un élément de fixation préféré est un élément de fixation femelle fabriqué en métal, tel que de l'aluminium, de l'acier ou du titane. Par ailleurs, l'élément d'assemblage comprend de préférence des pattes qui dépassent radialement et qui sont dimensionnées afin d'engager le corps en matière plastique de façon à empêcher une rotation ou un retrait indésirable de l'élément d'assemblage. L'élément d'assemblage de panneau encastré de la présente invention comprend également un bouchon en matière plastique qui engage et recouvre le fond du corps cylindrique d'élément d'assemblage. Le bouchon en matière plastique peut être de différentes constructions connues des gens du métier. Par exemple, le bouchon peut comprendre des pattes comme cela est illustré dans le brevet U.S. numéro 5 632 582. En variante, le bouchon peut être sensiblement en forme de coupe et comprendre un renfoncement central comme cela est décrit dans le brevet U. S. numéro 4 973 208. Toutefois, dans une forme de réalisation préférée, le bouchon est d'une construction en soucoupe ronde simple qui procure un engagement à ajustement serré simple sur le cylindre d'élément d'assemblage afin de recouvrir sensiblement l'ouverture d'accès d'élément de fixation du cylindre. Un point important de la présente invention, l'élément d'assemblage de panneau encastré comprend en outre une soudure afin de fixer le bouchon d'élément d'assemblage de panneau sur le cylindre. Plus spécialement, on a déterminé que les constructions à engagement à ajustement serré simple et à saillies de blocage de l'art antérieur affaiblissent de manière significative l'engagement d'un élément d'assemblage de panneau encastré à l'intérieur d'une cavité de panneau en sandwich. Cet inconvénient significatif a été surmonté en prévoyant une soudure entre le corps en matière plastique et le bouchon en matière plastique qui élimine un point de défaillance significatif à l'intérieur de l'ensemble d'élément d'assemblage de panneau en sandwich. Dans une forme de réalisation préférée, le corps et le bouchon en matière plastique sont construits en Nylon et les deux composants sont soudés ensemble en utilisant une soudure par vibrations acoustiques. Différentes techniques de soudage par vibrations acoustiques peuvent être sélectionnées par les gens du métier sans expérimentation excessive. Par conséquent, c'est un but principal de la présente invention que de procurer un élément d'assemblage de panneau encastré perfectionné qui procure une résistance à la traction accrue. C'est un autre but de la présente invention que de procurer un élément d'assemblage de panneau encastré qui est peu coûteux à fabriquer et à assembler. Il est en outre avantageux que le corps en matière plastique et le disque en matière plastique soient construits d'une seule pièce. Les buts et avantages de l'invention seront évidents pour les gens du métier grâce à la description détaillée suivante faite en liaison avec les dessins. La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un élément d'assemblage de panneau encastré de l'art antérieur; La figure 2 est une vue en perspective éclatée montrant un deuxième élément d'assemblage de panneau encastré de l'art antérieur; La figure 3 est une vue en perspective illustrant un troisième élément d'assemblage de panneau encastré de l'art antérieur; La figure 4 est une vue en perspective éclatée de l'élément d'assemblage de panneau encastré de la présente invention; La figure 5 est une vue en perspective éclatée de l'élément d'assemblage de panneau encastré de la présente invention vu de dessous; La figure 6 est une vue en perspective de l'élément d'assemblage de panneau encastré de la présente invention; La figure 7 est une vue en perspective de l'élément d'assemblage de panneau encastré de la présente invention vu de dessous; La figure 8 est une vue de côté de l'élément d'assemblage de panneau encastré de la présente invention illustrant une soudure entre des composants; et La figure 9 est une vue de côté découpée de l'élément d'assemblage de panneau encastré de la présente invention. Bien que la présente invention soit susceptible d'une forme de réalisation de différentes formes, comme cela est représenté ci-après, les formes de réalisation actuellement préférées de la présente invention vont être décrites ci-après en comprenant que la présente description doit être considérée comme un exemple de l'invention, et il n'est pas prévu de limiter l'invention à des formes de réalisation spécifiques illustrées. Si l'on se réfère aux figures 4 à 9, l'élément d'assemblage de panneau encastré de la présente invention comprend un boîtier 3 et un élément de fixation 35. Le boîtier comprend une partie de corps 5 et un bouchon 27. Des cavités formées dans des panneaux en sandwich sont de manière typique rondes lorsqu'elles sont formées de manière typique par un foret. Par conséquent, l'élément d'assemblage de panneau encastré de la présente invention comprend de préférence un boîtier ayant une partie de corps 5 qui est cylindrique en formant un cylindre creux 6. Le cylindre comprend un alésage central s'étendant verticalement 7 qui forme une entrée d'élément de fixation 9 correspondante et une ouverture d'insertion d'élément de fixation il. Le boîtier d'élément d'assemblage de panneau encastré 3 comprend en outre une partie de disque 13 qui dépasse radialement depuis le sommet du corps 5. Le disque 13 a un diamètre plus grand que le diamètre du corps afin de former un espace de cavité annulaire 15 lorsque l'élément d'assemblage de panneau encastré est placé à l'intérieur de la cavité formée à l'intérieur d'un panneau en sandwich. Le disque comprend également un trou de remplissage 19 et un trou de mise à l'air libre 21 pour l'introduction d'une matière adhésive. Le boîtier d'élément d'assemblage de panneau encastré 3 comprend en outre un bouchon 27 qui est dimensionné et construit afin d'engager et recouvrir le côté de fond du corps. Une fois que le bouchon 27 est positionné en place, il recouvre l'ouverture d'insertion d'élément de fixation 11 de façon à empêcher des adhésifs ou des matières de mastic d'entrer dans la chambre centrale 8 du boîtier. Le bouchon peut être construit dans différentes formes qui peuvent être déterminées par un homme du métier. Par exemple, le bouchon 27 peut être bloqué sur la partie de corps 5 en utilisant des constructions à bras de blocage et cliquet compliquées telles que représentées dans les figures 1 et 2. Toutefois, dans une forme de réalisation préférée, le bouchon est construit d'une manière simple et comprend un fond circulaire sensiblement plat 29 et un rebord annulaire 31. De plus, le corps comprend un bord 23 correspondant qui est dimensionné afin d'engager l'intérieur du rebord de bouchon d'une manière ajustée serrée. De préférence, le boîtier 3 comprend en outre une ou plusieurs nervures verticales 17 qui sont positionnés verticalement dans l'espace 15 pour limiter la rotation de l'élément d'assemblage lorsqu'il est collé à l'intérieur d'une cavité de structure. Les nervures empêchent une rotation de l'élément d'assemblage de panneau encastré par rapport au panneau en sandwich une fois que l'adhésif a été appliqué et durci. Bien que l'élément d'assemblage de panneau encastré 1 de la présente invention comprenne de préférence des nervures destinées à empêcher une rotation relative de l'élément d'assemblage de panneau encastré à l'intérieur d'un substrat, des variantes de construction destinées à empêcher une rotation sont prévues pour être dans la portée de l'invention. Par exemple, le boîtier peut comprendre des protubérances simples, qui dépassent dans la résine durcie, ou bien des fentes ou des découpes, comme cela est représenté dans les figures 1 à 3, afin de recevoir la matière de résine en excès. En plus du boîtier, l'élément d'assemblage de panneau encastré 1 de la présente invention comprend un élément de fixation flottant 35. Comme cela est représenté dans les figures, l'élément de fixation est de préférence un élément de fixation femelle comprenant des filets internes destinés à recevoir les filets correspondant d'un élément de fixation mâle. L'élément de fixation 35 est construit de façon à ne pas tourner à l'intérieur de la chambre centrale 8 du boîtier. Dans ce but, dans une forme de réalisation préférée, l'élément de fixation comprend des pattes 37 qui dépassent vers l'extérieur afin de se loger dans des fentes 25 formées à l'intérieur du boîtier 3 entre la partie de corps 5 et le bouchon 27. De nouveau, des variantes de constructions destinées à empêcher une rotation de l'élément d'assemblage par rapport au boîtier sont dans la portée de l'invention. Par exemple, l'élément de fixation peut être un écrou traditionnel comprenant une forme hexagonale dimensionnée afin de résider à l'intérieur d'une chambre centrale ayant six côtés destinés à engager les côtés de l'écrou et empêcher une rotation relative. Le boîtier 3, comprenant un corps et un bouchon, peut être construit dans différentes matières plastiques qui peuvent être choisies par les gens du métier. Toutefois, le boîtier est de préférence construit en Nylon. En plus du bouchon 27 qui se fixe sur la partie de corps 5 par un engagement à ajustement serré, comme cela est représenté dans les figures 8 et 9, un aspect principal de la présente invention est que l'élément d'assemblage de panneau encastré comprend une soudure 41 qui fixe le bouchon sur la partie de corps. La soudure 41 peut être réalisée en utilisant différentes techniques de soudage qui peuvent être choisies par les gens du métier. Par exemple, lorsque le boîtier est construit en matière thermoplastique, l'application de chaleur en utilisant des sources de chaleur traditionnelles peut être utilisée pour souder le bouchon sur le corps. Toutefois, dans une forme 2878915 12 de réalisation préférée, le boîtier et le bouchon sont construits en Nylon et une technique de soudage par vibrations acoustiques est utilisée afin de souder le bouchon sur le corps. Le soudage du bouchon sur le corps a pour résultat des améliorations inattendues et significatives. En particulier, des essais de traction ont déterminé que le soudage du bouchon sur le corps a pour résultat que l'élément d'assemblage de panneau encastré procure des capacités de support de charge accrues de manière significative à l'intérieur d'un panneau en sandwich. On considérait précédemment que l'engagement de la résine sur le corps 5 et le disque 13 procurait les capacités de support de charge prédominantes de l'élément d'assemblage de panneau encastré. C'est pour cette raison que peu d'attention était portée à la manière de fixer le bouchon sur le corps 5 du boîtier. Ceci avait pour résultat l'adoption de différentes constructions à ajustement serré et de constructions utilisant des bras et des cliquets simples comme cela est représenté dans les figures 1 et 2. Malheureusement, ces éléments d'assemblage de panneau encastrés défaillaient à des charges plus élevées, avec pour résultat que l'élément d'assemblage de panneau encastré était arraché de la structure. De plus, le demandeur a déterminé que l'élément d'assemblage de panneau encastré procure des capacités de support de charge accrues de manière significative lorsque le bouchon a été soudé sur le corps. Bien que plusieurs formes de réalisation particulières de l'invention aient été illustrées et décrites, il est évident que différentes modifications peuvent être réalisées sans sortir de l'esprit et de la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1. Elément d'assemblage de panneau encastré (1) destiné à être reçu dans une cavité de structure afin de fixer des objets sur la structure, l'élément d'assemblage de panneau encastré (1) étant caractérisé en ce qu'il comprend: un boîtier (3) en matière plastique comprenant un corps (5), un disque (13) et un bouchon (27); ledit corps en matière plastique (5) comprenant un cylindre ayant un sommet, un fond et un alésage (7) s'étendant à travers ledit corps (5) afin de former une chambre centrale (8), une entrée d'élément de fixation (9) située au sommet dudit corps (5) et une ouverture d'accès d'élément de fixation (11) située au fond dudit corps (5); ledit disque en matière plastique (13) dépassant radialement dudit sommet dudit corps (5); ledit disque (13) ayant un diamètre plus grand que le diamètre dudit corps (5) afin de former un espace de cavité (15) autour dudit corps (5); ledit disque (13) comprenant en outre un trou de remplissage (19) et un trou de mise à l'air libre (21) au niveau du bord dudit disque (13) afin de permettre l'injection de résine dans ledit espace de cavité (15); ledit bouchon en matière plastique (27) engageant ledit corps (5) et recouvrant ladite ouverture d'accès d'élément de fixation (11); un élément de fixation (35) disposé de manière flottante à l'intérieur de ladite chambre centrale (8); et une soudure (41) qui fixe ledit bouchon en matière plastique (27) sur ledit corps en matière plastique (5). 2878915 14 2. Elément d'assemblage de panneau encastré (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite soudure (41) est une soudure par vibrations acoustiques. 3. Elément d'assemblage de panneau encastré (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit corps en matière plastique (5) et ledit disque en matière plastique (13) sont construits d'une seule pièce. 4. Elément d'assemblage de panneau encastré (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit corps en matière plastique (5), ledit disque en matière plastique (13) et ledit bouchon en matière plastique (27) sont construits en Nylon. 5. Elément d'assemblage de panneau encastré (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une ou plusieurs nervures (17) positionnées verticalement dans ledit espace de cavité (15) afin de limiter la rotation de l'élément d'assemblage de panneau encastré (1) lorsqu'il est collé à l'intérieur d'une cavité de structure. 6. Elément d'assemblage de panneau encastré (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit élément de fixation (35) est un élément de fixation femelle.