Brevet FR2924779A1 — publié le 20090612

JOINT À INSERTS ET ENSEMBLE DE FIXATION D'UN ELEMENT RAPPORTE SUR UNE STRUCTURE COMPRENANT UN TEL JOINT L'invention concerne un joint à inserts, destiné notamment aux véhicules automobiles. Plus précisément, l'invention concerne des inserts métalliques logés dans des orifices de fixation d'un joint à inserts en matériau élastique destiné à être intercalé entre un élément annexe et une structure, telle qu'une structure de véhicule automobile, sur lequel ledit élément annexe doit être fixé. Dans le domaine automobile, un tel joint à inserts est généralement utilisé pour la fixation d'une commande de frein, d'une pédale d'embrayage ou d'accélérateur ou autre. L'invention concerne également un ensemble de fixation pour la fixation d'un tel élément annexe sur une structure, notamment une structure de véhicule automobile, ledit ensemble de fixation comportant le joint à inserts selon l'invention. Actuellement, la mise en position d'une commande de frein, ou de tout autre commande ou pédale dans un véhicule automobile, nécessite l'utilisation de vis de fixation solidaires de cette commande et qui viennent se loger dans des orifices ménagés sur la structure du véhicule automobile, telle que la platine formant support ou élément de la caisse du véhicule automobile. Le plus souvent quatre vis, disposées aux quatre coins d'une plaque de fixation de la commande de frein, s'insèrent dans quatre orifices correspondants ménagés sur la structure du véhicule automobile. Il est connu d'intercaler un joint à inserts, tel que représenté sur la figure 1, entre la commande de frein et la structure du véhicule automobile. Le joint à inserts 1 comporte une plaque 2 en matériau élastique, telle qu'une plaque en caoutchouc, percée de quatre orifices 3 à l'intérieur de chacun desquels est logé un insert métallique 4. Chaque insert métallique 4 est inséré en force ou surmoulé dans un orifice 3, de sorte qu'ils sont chacun maintenus en position dans l'orifice 3 correspondant par contact. Les inserts 4 ont une forme circulaire cylindrique creuse, un orifice central d'un insert coïncidant avec un orifice de passage de vis ménagé sur la structure du véhicule automobile, lorsque le joint à inserts est positionné entre la commande de frein et la structure de véhicule automobile. Ainsi, chaque vis de fixation de la commande de frein traversant un orifice de passage de vis de la structure de véhicule automobile traverse préalablement un orifice central d'un insert 4. Les inserts métalliques 4 permettent d'éviter l'écrasement de la plaque 2 en matériau élastique contre la structure du véhicule automobile lors du vissage et assurent une bonne répartition des efforts. Le joint à inserts 1 peut également comporter, comme cela est représenté sur la figure 1, une bande d'étanchéité 5 permettant d'assurer l'étanchéité ainsi que l'isolation sonore une fois l'ensemble fixé. Le joint à inserts 1 supprime en partie les défauts de planéité de la structure de véhicule automobile sur laquelle la commande de frein est rapportée, et en totalité les défauts générés par les points de soudure de la structure. Un des inconvénients du joint à inserts selon l'état de la technique est la non uniformité des surfaces d'appui des inserts sur la structure de véhicule automobile. La surface d'appui des inserts sur ladite structure est différente d'un insert à l'autre d'un même joint à inserts, du fait des différences de diamètre des orifices de passage de vis ménagés sur la structure de véhicule automobile. En effet, la structure de véhicule automobile présente, de manière classique, au niveau de la zone de fixation de la commande de frein sur ladite structure de véhicule automobile, deux orifices de plus petit diamètre et deux orifices de plus grand diamètre. Les deux orifices de plus petit diamètre présentent généralement un diamètre assez proche de celui de la vis de fixation, pour permettre la mise en position de la commande de frein sur la structure. Quant aux deux orifices de plus grand diamètre, ils sont destinés à palier l'hyperstatisme de montage de commande de frein sur la structure. Ainsi, et comme cela est visible sur les figures 2A et 3A représentant respectivement une coupe transversale d'une vis de fixation 12 logée dans un orifice de plus petit diamètre 102 (voir figures 2A et 2B) de la structure 10 du véhicule automobile, et une vis de fixation 12 logée dans un orifice de plus grand diamètre 103 (voir figures 3A et 3B) de ladite structure 10 de véhicule automobile, la surface d'appui annulaire disponible, respectivement 402 et 403 (figures 2B et 3B), pour l'insert 4 contre la structure de véhicule automobile 10 n'est pas la même. Plus précisément, l'orifice de plus petit diamètre 102 a un diamètre sensiblement égal au diamètre de la vis de fixation 12 qui le traverse (figure 2A). Ainsi, l'insert 4 dispose d'une surface d'appui 402 sur la structure automobile 10 équivalente à la surface d'appui dont l'insert 4 dispose contre la commande de frein 13 (figure 2B). A l'inverse, comme cela est représenté sur la figure 3A, lorsque l'insert 4 est en appui sur une zone de la structure de véhicule automobile 10 au niveau de laquelle est ménagé un orifice de plus grand diamètre 103, la surface d'appui 403 disponible est beaucoup plus réduite (figure 3B). Ainsi, par exemple, lorsque le plus grand diamètre d'orifice 103 de passage de vis sur la structure de véhicule automobile est égal à 10,2 mm et le plus petit diamètre d'orifice 102 de passage de vis est égal à 8,2 mm, avec un joint à inserts dont les inserts présentent un diamètre externe de 13 mm, la différence de surface d'appui passe de 51mm2 pour les deux surfaces d'appui les plus petites 403, c'est-à-dire celle coopérant avec les orifices de plus grand diamètre 103, et à 80mm2 pour les deux surfaces d'appui les plus grandes 402, c'est-à-dire celles coopérant avec les orifices de plus petit diamètre 102. La tension des vis de fixation, suivant le coefficient de frottement, peut passer de 10000 N à 21000 N, de sorte que la contrainte dans les inserts peut passer de 125 mPa à 412 mPa. Or, en ligne de production, il n'est pas possible de prévoir un couple de serrage différent selon les vis de fixation, et on a donc dans une même interface des contraintes différentes, pénalisant la tenue de l'ensemble. Dans l'invention, on propose de fournir un joint à inserts permettant une liaison homogène d'une commande de frein, ou de tout autre élément rapporté, sur la structure d'un véhicule automobile, quels que soient les diamètres des orifices de passage de vis fixation sur ladite structure de véhicule automobile. Pour cela, dans l'invention, les inserts sont réalisés de manière à pouvoir tous présenter une même surface d'appui contre la structure, telle qu'une structure de véhicule automobile, contre laquelle le joint à inserts est appliqué, et ce quel que soit le diamètre de l'orifice de fixation contre lequel ledit insert est accolé. Plus précisément, l'insert est muni, au moins sur sa face destinée à être appliquée contre la structure, d'un épaulement annulaire destiné à former la surface de contact de l'insert contre la structure de véhicule automobile. L'épaulement annulaire est destiné à border un périmètre externe de l'orifice de passage de vis de la structure de véhicule automobile contre lequel il est accolé. Ainsi, dans la mesure où tous les inserts du joint à inserts selon l'invention sont munis d'un tel épaulement annulaire, tous les épaulements ayant les mêmes dimensions, la surface de contact de chacun des inserts contre la structure de véhicule automobile est identique, et ce quelles que soient les dimensions de l'orifice de passage de vis en regard. Avantageusement, les deux faces de l'insert sont munies d'un épaulement, préférentiellement de dimensions identiques. Ainsi, la surface de contact, d'un insert à un autre est la même, contre la structure comme contre l'élément fixé à ladite structure. L'invention a donc pour objet un joint à inserts destiné à être intercalé entre un élément rapporté et une structure sur laquelle l'élément rapporté doit être fixé par des vis de fixation, le joint à inserts comportant au moins deux trous dans lesquels des inserts sont logés, chaque insert étant muni d'un orifice de passage de vis destiné à laisser passer une vis de fixation de l'élément rapporté sur la structure, caractérisé en ce que chacun des inserts est formé d'une rondelle présentant sur au moins une de ses faces une surépaisseur en saillie de ladite rondelle, les dimensions desdites surépaisseurs étant identiques sur chacun des inserts de manière à former une surface d'appui identique contre ladite structure et/ou ledit élément rapporté. Seule la surface d'appui ménagée par la surépaisseur de l'insert est destinée à être en contact avec la structure et/ou l'élément rapporté. Avantageusement, on prévoit que chaque insert est muni de deux surépaisseurs en saillie sur les deux faces de la rondelle, les dimensions des deux surépaisseurs sur chacune des faces étant identiques, de manière à former une surface d'appui identique contre la structure et contre l'élément rapporté. Bien entendu, il est autrement possible de prévoir que la seconde surépaisseur a des dimensions strictement supérieures ou strictement inférieures aux dimensions de la première surépaisseur. Préférentiellement, les surépaisseurs forment un anneau circulaire en relief de la face correspondante de l'insert. Dans ce cas, les surépaisseurs circulaires sont avantageusement concentriques à l'orifice de passage de vis de l'insert correspondant, de manière à fournir une surface d'appui sur tout le périmètre de l'orifice de passage de vis. Par dimension d'une surépaisseur, on entend l'épaisseur et la largeur de la surface d'appui. L'épaisseur est la dimension de la surépaisseur s'étendant perpendiculairement depuis la face plane de l'insert. Par dimension d'une surépaisseur circulaire, on entend par ailleurs les diamètres, respectivement interne et externe. Le diamètre interne s'entend du plus petit diamètre de l'anneau formé par la surépaisseur, le diamètre externe étant le plus grand diamètre. La largeur est alors la dimension de la surépaisseur qui s'étend entre les deux diamètres. Avantageusement, la ou les surépaisseurs viennent de matière avec la rondelle de l'insert correspondant. Préférentiellement, et notamment dans le cas où le joint à inserts selon l'invention est utilisé entre une structure de véhicule automobile et une commande de frein, les surépaisseurs ménagées éventuellement de part et d'autre des inserts du joint à inserts présentent une surface d'appui supérieure à 30 mm2. L'invention concerne aussi un ensemble de fixation d'un élément rapporté sur une structure, la structure comportant au moins deux orifices de passage de vis, à savoir un orifice de plus petit diamètre et un orifice de plus grand diamètre et l'élément rapporté comportant deux vis de fixation destinées chacune à traverser un orifice de passage de vis de la structure, caractérisé en ce que ledit ensemble comporte un joint à inserts selon l'invention, intercalé entre la structure et l'élément rapporté, les vis de fixation de l'élément rapporté traversant préalablement un orifice de passage de vis d'un insert du joint à inserts coïncidant avec un orifice de passage de vis de la structure. Selon des exemples de réalisation de l'ensemble de fixation de l'invention, il est possible de prévoir tout ou partie des caractéristiques supplémentaires suivantes : - l'orifice de plus petit diamètre de la structure a un diamètre sensiblement égal au diamètre des vis de fixation de l'élément rapporté qui le traverse. - l'orifice de plus grand diamètre de la structure a un diamètre strictement supérieur au diamètre des vis de fixation de l'élément rapporté qui le traverse. L'invention concerne également un insert en tant que tel, destiné à être logé dans un trou d'un joint à inserts, caractérisé en ce ledit insert est formé d'une rondelle présentant sur au moins l'une des ses faces une surépaisseur en saillie de ladite rondelle, ladite surépaisseur étant conforme aux caractéristiques exposées ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures représentent : - figure 1 : une représentation schématique vue de face d'un joint à inserts pouvant être selon l'invention, déjà décrit ; - figure 2A : une représentation schématique en coupe transversale d'un ensemble de fixation de l'état de la technique déjà décrit, au niveau d'un orifice de passage de vis de plus petit diamètre ; - figures 2B, 5B : une représentation schématique de la surface d'appui d'un insert de l'état de la technique contre la structure de véhicule automobile au niveau d'un orifice de plus petit diamètre ; -figure 3A : une représentation schématique en coupe transversale d'un ensemble de fixation de l'état de la technique déjà décrit, au niveau d'un orifice de passage de vis de plus grand diamètre ; - figures 3B, 6B : une représentation schématique de la surface d'appui d'un insert de l'état de la technique contre la structure de véhicule automobile au niveau d'un orifice de plus grand diamètre ; - figure 4 : une représentation schématique en coupe transversale d'un ensemble de fixation selon l'invention au niveau d'un orifice de passage de vis de plus grand diamètre ; - figure 5A : une représentation schématique en coupe transversale d'un ensemble de fixation selon l'invention, au niveau d'un orifice de passage de vis de plus petit diamètre; - figure 6A : une représentation schématique en coupe transversale d'un ensemble de fixation selon l'invention, au niveau d'un orifice de passage de vis de plus grand diamètre. Sur les figures 4, 5A et 6A est représenté en coupe transversale un exemple de réalisation d'un joint à inserts 41 selon l'invention, au niveau d'un insert 40 accolé à un orifice de plus grand diamètre 103 (figure 4 et 6A) et de plus petit diamètre 102 (figure 5A). Comme cela est visible sur ces figures, le joint à inserts 41 est muni d'une plaque 42, par exemple en caoutchouc, munie de quatre orifices 43 (un seul représenté sur les figures) chacun pourvu d'un insert 40. Bien entendu, le nombre d'orifices 43 et d'inserts 40 peut être supérieur ou inférieur, selon le nombre de vis de fixation de l'élément rapporté que l'on souhaite solidariser à une structure, telle qu'une structure de véhicule automobile. La plaque 42 est intercalée entre une structure 10 et une commande de frein ou tout autre élément rapporté 13 destiné à être fixé sur ladite structure 10. La plaque 42 présente deux faces de contact 45 et 46, accolées respectivement à une face 17 de l'élément rapporté 13 et une face 18 de la structure 10. Une vis de fixation 12 traverse un trou 43 de la plaque en matériau élastique 42 du joint 41 à inserts, d'une part, et un orifice de plus grand diamètre 103 (figure 4 et figure 6A) ou de plus petit diamètre 102 (figure 5A) ménagé sur la structure 10. L'insert 40 logé dans le trou 43, par exemple en étant surmoulé dans la plaque 42 ou inséré en force, est également muni d'un orifice de passage de vis 46 concentrique au trou 43 et à l'orifice de passage de vis 102, 103 de la structure 10 une fois le joint 41 à inserts positionné contre ladite structure 10. L'insert 40 est une rondelle présentant sur ses deux faces 47, 48 une surépaisseur 49 circulaire concentrique à la rondelle elle-même. Les surépaisseurs 49 s'étendent respectivement en saillie des faces 47, 48 de l'insert 40, de manière à venir au contact soit de la structure 10, soit de l'élément rapporté 13. Ainsi, si la plaque 42 en élément élastique est en contact sur toute la surface de ses faces 45, 46 avec l'élément rapporté 13 ou la structure 10, les inserts 40, eux, ne viennent en contact de ladite plaque 13 ou de ladite structure 10 que par l'intermédiaire des surépaisseurs 49. La surface d'appui formée par les surépaisseurs 49 correspond à l'anneau de largeur 1 s'étend en saillie des deux faces 47, 48 de l'insert 40. La largeur I de la surépaisseur 49 est la dimension s'étendant entre le diamètre interne d et le diamètre externe D desdites surépaisseurs 49 (figures 4, 5B et 6B). Les faces 47, 48 proprement dites de l'insert 40 sont en retrait par rapport aux surépaisseurs 49 et ne sont donc pas en contact avec l'élément rapporté 13 ou la structure 10. Ainsi, comme cela est visible sur les figures 5A et 6A, la surface d'appui d'un insert 40 selon l'invention sur l'élément rapporté 13 comme sur la structure 10 est la même et ce quelles que soient les dimensions des orifices de passage de vis 102, 103 adjacents auxdits inserts 40. La surface de contact 412, 413 disponible autour des orifices de passage de vis 102, 103 peut varier (figures 5B et 6B) mais au final tous les inserts 40 sont en appui sur une surface d'appui identique 412, 413 correspondant à la surface de la face annulaire de la surépaisseur 49. Ainsi par exemple, pour un insert 40 selon l'invention muni d'un orifice de passage de vis 46 central de 8,2 mm, et d'une surépaisseur 49 dont un plus petit diamètre d est égal à 12 mm et un plus grand diamètre D est égal à 17 mm, la surface d'appui dudit insert 40 sur l'élément rapporté 13 comme sur la structure 10 est constante et environ égale à 114 mm2, et ce quel que soit le diamètre de l'orifice de passage de vis 102, 103 ménagé sur la structure 10 ; à condition bien entendu que le diamètre de l'orifice de passage de vis 102, 103 soit inférieur au plus petit diamètre d de la surépaisseur 49. Avantageusement, les surépaisseurs 49 annulaires sont continues, de manière à former une surface d'appui sur tout leur périmètre. Bien entendu, il est autrement possible de réaliser des surépaisseurs 49 annulaires discontinues, c'est-à-dire formées d'une succession d'arcs de cercle espacés les uns des autres sur le périmètre desdites surépaisseurs 49. Les surépaisseurs 49 sont avantageusement en matériau métallique, identique au matériau formant l'insert 40 dans son ensemble. L'insert 40 et la ou les surépaisseurs 49 peuvent être obtenus directement par moulage ou usinage. Il est également possible de prévoir de rapporter la ou les surépaisseurs 49 sur une rondelle en matériau métallique par soudage ou collage. REVENDICATIONS 1- Joint (41) à inserts destiné à être intercalé entre un élément rapporté (13) et une structure (10) sur laquelle l'élément rapporté (13) doit être fixé par des vis de fixation (12), le joint (41) à inserts comportant au moins deux trous (43) dans lesquels des inserts (40) sont logés, chaque insert (40) étant muni d'un orifice de passage de vis (46) destiné à laisser passer une vis de fixation (12) de l'élément rapporté (13) sur la structure (10), caractérisé en ce que chacun des inserts (40) est formé d'une rondelle présentant sur au moins une de ses faces (47, 48) une surépaisseur (49) en saillie de ladite rondelle, les dimensions (d, D, I) desdites surépaisseurs (49) étant identiques sur chacun des inserts (40) de manière à former une surface d'appui identique contre ladite structure (10) et/ou ledit élément rapporté (13). 2- Joint à inserts selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque insert (40) est muni de deux surépaisseurs (49) en saillie sur les deux faces (47, 48) de la rondelle, les dimensions (d, D, I) des deux surépaisseurs (49) sur chacune des faces (47, 48) étant identiques, de manière à former une surface d'appui identique contre la structure (10) et contre l'élément rapporté (13). 3- Joint à inserts selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les surépaisseurs (49) forment un anneau circulaire en relief de la face (47, 48) correspondante de l'insert (40). 4- Joint à inserts selon la revendication 3, caractérisé en ce que les surépaisseurs (49) circulaire sont concentriques à l'orifice de passage de vis (46) de l'insert (40) correspondant. 5- Joint à inserts selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les surépaisseurs (49) viennent de matière avec la rondelle de l'insert (40) correspondant. 6- Joint à inserts selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les surépaisseurs (49) forment une surface d'appui supérieure à 30 mm2. 7- Ensemble de fixation d'un élément rapporté (13) sur une structure (10), la structure (10) comportant au moins deux orifices (102, 103) depassage de vis, à savoir un orifice de plus petit diamètre (102) et un orifice de plus grand diamètre (103) et l'élément rapporté (13) comportant deux vis de fixation (12) destinées chacune à traverser un orifice de passage de vis de la structure (10), caractérisé en ce que ledit ensemble comporte un joint (41) à inserts selon l'une des revendications 1 à 6, intercalé entre la structure (10) et l'élément rapporté (13), les vis de fixation (12) de l'élément rapporté (13) traversant préalablement un orifice de passage de vis (46) d'un insert (40) du joint à inserts coïncidant avec un orifice de passage de vis (102, 103) de la structure (10). 8- Ensemble de fixation selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'orifice de plus petit diamètre (102) de la structure (10) a un diamètre sensiblement égal au diamètre des vis de fixation (12) de l'élément rapporté (13) qui le traverse. 9- Ensemble de fixation selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que l'orifice de plus grand diamètre (103) de la structure (10) a un diamètre strictement supérieur au diamètre des vis de fixation (12) de l'élément rapporté (13) qui le traverse. 10- Insert (40) destiné à être logé dans un trou (43) d'un joint (41) à inserts, caractérisé en ce ledit insert (40) est formé d'une rondelle présentant sur au moins l'une des ses faces (47, 48) une surépaisseur (49) en saillie de ladite rondelle, ladite surépaisseur (49) étant conforme aux caractéristiques des revendications 1 à 6.