Brevet FR2959284A1 — publié le 20111028

DISPOSITIF DE FIXATION RAPIDE PAR INSERTION AVEC POSSIBILITE D'AJUSTEMENT L'invention a trait à un dispositif de fixation rapide par insertion notamment pour dispositifs de signalisation et/ou d'éclaire de véhicule. Plus particulièrement l'invention a trait à une broche apte à coopérer par insertion avec un élément femelle en vue d'une fixation rapide et à un dispositif comprenant ladite broche et ledit élément femelle correspondant. Le document de brevet GB 2 375 569 A divulgue un dispositif comprenant une partie mâle sous forme de broche et une partie femelle appelée écrou. La broche comprend un corps de forme généralement cylindrique avec une extrémité de forme généralement sphérique. L'écrou ou partie femelle est en matériau déformable comme de l'élastomère. Il comprend une cavité dimensionnée pour recevoir l'extrémité sphérique de la broche par application d'un certain effort sur la broche et dirigé vers le fond de la cavité. L'écrou comprend une collerette et une partie cylindrique extérieure équipée de bossages inclinés servant d'arrêt, afin de pouvoir être inséré et fixé dans un trou, notamment de tôle de carrosserie. Ce type de dispositif de fixation présente l'avantage de pouvoir assurer un montage rapide par simple insertion de la broche dans l'écrou et également un démontage rapide par simple traction sur la broche ou sur la pièce maintenue en place par la broche. De plus, ce montage est du type à rotule, à savoir qu'il autorise une certaine liberté d'orientation de la pièce montée avec ce dispositif par rapport au centre de la partie sphérique de la broche. Le document de brevet EP 1 746 294 Al divulgue un dispositif de fixation similaire à celui du document précédent. Il comprend une partie mâle sous forme de broche et une partie femelle dénommée écrou en matière déformable comme de l'élastomère. La forme de l'écrou diffère quelque peu de celle du document précédent au niveau de la formation de la cavité destinée à recevoir l'extrémité sphérique de la broche. Mis à part cette différence principale, le principe de cet enseignement est comparable à celui du document précédent. Il est particulièrement adapté au montage de bloc optique de véhicule à la carrosserie de ce dernier. La figure 1 est une vue en coupe du montage d'un bloc optique arrière à la carrosserie d'un véhicule au moyen, notamment, d'un dispositif de fixation connu selon l'état de la technique. Le montage d'un bloc optique de véhicule requiert une grande précision. Il participe en effet à la finition finale du véhicule, si bien que son ajustement avec la carrosserie se doit d'être très précis. Le bloc optique arrière 102 est généralement monté par trois points de fixations dans un logement de la carrosserie 104, dont un est assuré par une broche 108 dont l'extrémité arrondie ou sphérique 110 coopère par engagement avec un écrou 106 disposé dans un trou de la carrosserie 104. Le logement de la carrosserie et notamment les points de fixations de ce logement peuvent présenter une certaine tolérance de position par rapport au reste de la carrosserie du véhicule. Cette tolérance de positionnement qui est généralement de l'ordre de 0.5 mm peut s'avérer pénalisante pour l'esthétique finale du véhicule. Comme cela est illustré à la partie agrandie de la figure 1, le bord du bloc optique arrière 102 vient à proximité, après montage, d'une arête visible 105 de la carrosserie de l'aile arrière du véhicule. L'espace d'épaisseur d formé entre le bord du bloc optique et l'arête de la carrosserie sera donc particulièrement visible et il est donc important que la dimension de cette espace reste dans des tolérances très serrées, par exemple de l'ordre du dixième de millimètre. Les moyens de fixation des documents discutés ci-avant ne permettent par un ajustement de position. L'invention a pour objectif de permettre un montage rapide d'un premier élément à un second élément, tel que le montage d'un bloc optique à une carrosserie de véhicule, avec possibilité d'ajustement. L'invention consiste en une broche de fixation destiné à coopérer avec un élément femelle comprenant une cavité déformable, ladite broche comprenant: - un corps avec un axe longitudinal; - une tête avec une surface extérieure généralement sphérique ou ovale destinée à être insérée dans ladite cavité; ladite surface extérieure de la tête comportant plusieurs aspérités circonférentielles par rapport audit axe longitudinal et aptes à coopérer avec ladite cavité, de manière à ce que ladite tête puisse être retenue dans ladite cavité selon plusieurs positions axiales. Ces mesures permettent une fixation rapide combinée avec une possibilité d'ajustement, la broche de fixation pouvant se fixer du côté du corps à un premier élément et du côté de la tête à une paroi. Selon l'invention, il a été trouvé que ceci était particulièrement avantageux dans le cas où le premier élément est un bloc optique et où le deuxième élément est une carrosserie d'un véhicule, ou encore un élément de son châssis. L'opérateur peut en effet monter le projecteur par simple enfoncement et l'ajuster progressivement jusqu'à ce que la glace transparente du projecteur affleure avec la carrosserie du véhicule. Selon un mode avantageux de l'invention, la surface extérieure de ladite tête est globalement sphérique ou ovale. Selon un mode réalisation de l'invention, les aspérités circonférentielles sont en forme d'anneau ou de spire complète ou incomplète, préférentiellement disposées essentiellement dans des plans perpendiculaires à l'axe longitudinal. Il s'agit de la réalisation la plus économique et la plus simple des aspérités. Selon autre un mode réalisation de l'invention, le nombre d'aspérités circonférentielles, notamment lorsqu'elles sont formées par des anneaux ou des spires, est compris entre 4 et 20, préférentiellement entre 6 et 15, plus préférentiellement encore entre 6 et 10. Un pareil dimensionnement s'avère être optimal tant d'un point de vue effort de montage que d'un point de vue de tenue de la fixation. Selon un encore autre mode réalisation de l'invention, les aspérités circonférentielles sont présentes sur une partie majoritaire de la surface extérieure de la tête. Selon un encore autre mode réalisation de l'invention, la section des aspérités circonférentielles présente un profil généralement symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal. Selon un autre mode réalisation de l'invention, les aspérités circonférentielles sont adjacentes selon l'axe longitudinal et présentent un pas compris entre 0.1 mm et 3 mm, préférentiellement entre 0.15 mm et 2 mm, plus préférentiellement encore entre 0.2 mm et 1 mm, pour un diamètre maximal de la surface extérieure de la tête compris entre 5 et 15 mm. Ces valeurs de dimensionnement s'avèrent être avantageuses d'un point de vue finesse de réglage et de tenue de la fixation. Selon un encore autre mode réalisation de l'invention, la tête de ladite broche est de forme généralement allongée selon l'axe longitudinal. Selon un encore autre mode réalisation de l'invention, la tête de ladite broche est symétrique en révolution autour de l'axe longitudinal. Selon un encore autre mode réalisation de l'invention, la tête de ladite broche comprend une partie généralement cylindrique avec plusieurs aspérités circonférentielles de diamètres extérieurs essentiellement constants, préférentiellement égaux avec une tolérance de 10%. Ce design assure une tenue optimale de la broche dans la partie femelle. Préférentiellement, ces aspérités sont au nombre de 3 à 8, plus préférentiellement encore de 4 à 6. L'invention consiste également en un dispositif de fixation comprenant une broche telle que décrite ci-avant et un élément femelle comprenant une cavité déformable dans laquelle la tête de ladite broche est apte à être insérée en vue de fixer la broche par rapport à l'élément femelle. Selon un mode réalisation de l'invention, la cavité de l'élément femelle comprend à sa surface interne plusieurs rainures circonférentielles par rapport à l'axe longitudinal, correspondant en profondeur et en largeur approximativement aux aspérités circonférentielles de la broche. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les rainures sont disposées approximativement sur la première moitié de la surface interne de la cavité selon l'axe longitudinal et un sens orienté vers le fond de la cavité. Selon un encore autre mode réalisation de l'invention, la seconde moitié de la surface interne de la cavité selon l'axe longitudinal et un sens orienté vers le fond de la cavité est exempte de rainures aptes à coopérer avec les aspérités de la broche. Selon un encore autre mode réalisation de l'invention, la cavité présente un diamètre d'entrée supérieur ou approximativement égal au diamètre extérieur de la ou des aspérités circonférentielles de la tête de la broche formant un premier anneau ou première spire à l'extrémité de la tête. La cavité a une forme telle qu'elle permet la retenue de la tête après insertion. Pour ce faire, sa section présente un diamètre qui va en augmentant à partir de l'ouverture jusqu'à un maximum pour ensuite diminuer vers le fond de ladite cavité. Selon un encore autre mode réalisation de l'invention, la cavité de la partie femelle et la tête de la broche sont configurés de manière à ce qu'au moins certaines des aspérités de la tête soient aptes à marquer la surface interne de ladite cavité après insertion. Le marquage est essentiellement lié à la géométrie des aspérités, au serrage et au choix du matériau pour la cavité. Le marquage présente alors l'avantage d'une simplicité de réalisation de la partie femelle tout en assurant une finesse de réglage. Selon un mode préférentiel de l'invention, la surface interne de la cavité est généralement lisse. Dans ce cas, le réglage n'est plus discret mais bien continu. Selon un mode de réalisation, la partie femelle comprend une butée, par exemple une collerette et un rebord formant une gorge destinée à engager avec le bord d'un trou pratiqué dans la paroi du deuxième élément. La partie avant du corps de l'écrou présente une section inclinée permettant l'insertion dans le trou de la paroi et permettant sa déformation durant l'insertion jusqu'à ce que la gorge délimitée par la collerette et le rebord engage avec le bord du trou de la paroi. L'invention concerne également un véhicule comprenant un dispositif de fixation tel que décrit ci-avant, avec l'élément femelle fixé au véhicule, comme par exemple à une partie de carrosserie du véhicule, et la broche liée à un élément du véhicule, comme par exemple un bloc optique, la broche étant insérée dans l'élément femelle et le dispositif de fixation participant à la fixation de l'élément au véhicule. L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront dans la description détaillée d'un mode de réalisation en relation avec les figures 2 à 5. La figure 1 est une vue en coupe du montage d'un bloc optique arrière à la carrosserie d'un véhicule au moyen, notamment, d'un dispositif de fixation selon l'état de la technique. La figure 2 est une vue en plan d'un dispositif de fixation selon l'invention dans une position de début d'engagement. La figure 3 est une vue en plan du dispositif de fixation selon la figure 2 dans une première position d'engagement. La figure 4 est une vue en plan d'un dispositif de fixation selon la figure 2 dans une seconde position d'engagement. La figure 5 est une vue en plan du manchon seul du dispositif de fixation selon les figures 2 à 4. La figure 6 illustre différents profils d'aspérités pour le dispositif de fixation selon l'invention. Le dispositif de fixation illustré aux figures 2 à 4 est constitué d'une partie mâle 8 et d'une partie femelle 6. La partie mâle 8 forme une broche et la partie femelle 6 est destinée à recevoir la partie mâle en vue de la fixation, elle est désignée écrou dans la présente demande. La broche 8 comprend un corps allongé constitué d'une partie allongée 12 à une extrémité du corps et pourvue d'un filetage destiné à engager avec l'élément à fixer avec le dispositif, d'une collerette 14 et d'une partie intermédiaire et cylindrique 18. La broche comprend également à son extrémité opposée à celle de la partie filetée, en liaison directe avec la partie intermédiaire 18, une tête 10 de forme généralement ovale orientée selon l'axe longitudinal de la broche. La surface extérieure de la tête 10 comprend une série de bourrelets 16 successifs en forme d'anneaux. Ces bourrelets forment des aspérités destinées à coopérer avec l'écrou en vue d'un accrochage avec possibilité de positionnement. L'écrou 6 comprend une cavité 20 destinée à recevoir la tête 10 de la broche 8. La cavité 20 a une forme de section généralement ovale avec une ouverture dirigée vers la broche. La surface interne de la cavité 20 comprend une série de rainures 18 correspondant aux bourrelets 16 de la tête 10 de la broche 8. Ces rainures 18 sont prévues approximativement au niveau de la première moitié de la cavité, c'est-à-dire la moitié du côté de l'ouverture de la cavité. La cavité 20 de l'écrou 6, à tout le moins sa partie avant (côté ouverture), est déformable afin de permettre l'insertion de la tête 10 de la broche. La tête 10 est elle essentiellement rigide. Idéalement, l'écrou est en matériau déformable élastique comme de l'élastomère. Il est généralement symétrique en révolution et comprend une collerette 22 et un rebord 24 formant une gorge destiné à engager avec le bord d'un trou pratiqué dans la paroi 4. La partie avant 7 du corps de l'écrou présente une section inclinée permettant l'insertion dans le trou de la paroi et permettant sa déformation durant l'insertion jusqu'à ce que la gorge délimitée par la collerette 22 et le rebord 24 engage avec le bord du trou de la paroi 4. D'une manière générale, il est à noter qu'il est envisageable de prévoir un écrou composite ou fait de plusieurs matériaux, comme par exemple un matériau plus rigide pour le corps et un matériau déformable élastiquement pour la cavité. Il est également à noter que la cavité de l'écrou ne doit pas nécessairement présenter de rainures 18, la surface intérieure de la cavité pouvant alors être marquée par la tête. La figure 3 illustre une deuxième étape du processus d'insertion de la broche 8 dans l'écrou 6. La majeure partie de la tête est maintenant dans la cavité. L'extrémité de la cavité côté ouverture est maintenant en contact avec une partie de la surface extérieure de la tête qui correspond à la seconde moitié. En d'autres termes, l'ouverture de la cavité est au-delà de la partie de la tête de diamètre maximum. La position d'engagement de la broche avec l'écrou illustrée à la figure 3 assure une liaison satisfaisante bien que la tête ne soit pas en contact avec le fond de la cavité. En effet, les rainures 18 de la cavité sont majoritairement en prise avec les bourrelets ou aspérités 16 de la tête et, de plus, l'extrémité de la cavité côté ouverture assure une retenue de la partie arrière de la tête. Il est ainsi loisible au monteur de l'élément à fixer avec le dispositif selon la figure 3 de procéder à un ajustement fin dans un sens comme dans l'autre. La figure 4 illustre le dispositif de liaison des figures 2 et 3 où la tête 10 de la broche 20 8 est totalement enfoncée dans la cavité de l'écrou 6. La comparaison des figures 3 et 4 illustre bien la possibilité d'ajustement tout en assurant une liaison satisfaisante. La figure 5 est une vue de la broche seule où le pas p des bourrelets et la longueur I de la tête sont illustrés. Le pas sera fonction notamment de la taille de la broche et également de la finesse de réglage désirée. Pour un diamètre maximum de la tête 25 compris entre 5 mm et 15 mm, le pas p sera préférentiellement compris entre 0.1 mm et 3 mm, plus préférentiellement entre 0.15 mm et 2 mm, plus préférentiellement encore entre 0.2 mm et 2 mm. Pour la gamme de diamètre sus mentionné, la longueur de la tête est préférentiellement comprise entre 5 et 30 mm, plus préférentiellement entre 5 et 20 mm, plus préférentiellement encore entre 5 et 15 30 mm. Bien que le pas des bourrelets représentés soit constant, il est à noter que le pas peut être variable. La forme de la tête ne doit pas nécessairement être un ovale, ni encore un ovale strict, elle peut prendre diverses formes comme par exemple une sphère ou toute autre forme présentant une variation de diamètre et apte à coopérer avec une cavité à la manière de l'exemple décrit en relation avec les figures. Elle doit présenter une section réduite à l'extrémité, de diamètre inférieur au diamètre de l'ouverture de l'écrou afin de permettre son insertion. Elle doit également présenter une section qui va en augmentant depuis l'extrémité et qui ensuite va en diminuant vers la fin arrière de la tête. Les bourrelets peuvent ainsi présenter un diamètre au moins approximativement constant au niveau de la partie centrale de la tête. La tête 10 illustrée à la figure 5 comprend par exemple 4 bourrelets 26 de diamètre constant. De plus, les bourrelets ne doivent pas nécessairement être tous adjacents. En effet, il est possible de prévoir une section de surface généralement lisse entre deux séries de bourrelets. Un tel agencement permet d'augmenter la course utile de réglage tout en limitant l'effort d'insertion de la broche dans l'écrou. Il est également à noter que les aspérités sur la surface extérieure de la tête peuvent être formées par une ou plusieurs spirales formant, chacune, une ou plusieurs spires. Les remarques faites au paragraphe précédent s'appliquent également à de telles aspérités. La section des bourrelets ou aspérités est préférentiellement symétrique par rapport à un plan passant par l'axe longitudinal, de manière à ce que l'effort d'extraction soit comparable à ou de l'ordre de grandeur de l'effort d'insertion. Le profil de la section en question est préférentiellement généralement arrondi à la manière d'une demi-sinusoïde. Cette configuration est illustrée à la figure 6(a) illustrant une partie superficielle de la tête de la broche, la flèche indiquant le sens d'insertion de la broche dans l'écrou. On peut observer que les angles a et R que forment les tangentes à deux points situés à un même distance du pied de l'aspérité, chacun étant sur un flanc respectif d'une l'aspérité 16, avec l'axe de symétrie de l'aspérité sont égaux. Il peut également être en forme générale de triangle avec le sommet plus ou moins arrondi. Cette configuration est illustrée à la figure 6(b). Tout comme à la figure 6(a), les angles a et R que forment les flancs de l'aspérité avec l'axe de symétrie sont égaux. Il est toutefois possible de prévoir une section non symétrique, similaire à des crans avec des faces susceptibles d'accrocher d'avantage la surface interne de la cavité en cas d'effort tentant à extraire la broche. Un exemple de cette configuration est illustré à la figure 6(c) où l'angle a formé par le flanc avant (par rapport à la direction d'insertion indiquée par la flèche) avec une perpendiculaire à l'axe longitudinal de la broche (qui correspond essentiellement à la direction d'insertion) est supérieur à l'angle R formé par le flanc arrière avec cette perpendiculaire. L'angle R pourrait être nul ou même négatif, ce qui augmenterait l'effort nécessaire à l'extraction de la broche de l'écrou. Le trait fin arrondi passant par les sommets des aspérités aux figures 6(a) à 6(c) illustre la section correspondante du profil globalement ovale de la tête de broche. La broche 8 est généralement symétrique en révolution, à l'exception du filetage de la partie allongée 12 et éventuellement de la collerette dont la section peut présenter un profil avec des pans, préférentiellement six pans, afin de former une prise pour un outil. Il est à noter que cette symétrie en révolution n'est pas obligatoire. En effet, la tête ovale 10, par exemple, pourrait présenter sur sa surface extérieure des rainures longitudinales tout en présentant une forme générale symétrique en révolution. Les aspérités sont dites « circonférentielles » car elles se répartissent au moins en partie sur la circonférence de la tête. Les bourrelets ou spires peuvent ainsi être conçus sous forme de sections d'anneau (ou arcs de cercle) interrompus. L'écrou est préférentiellement fait d'un matériau déformable élastiquement comme de l'EPDM ou du plastique. La broche est préférentiellement faite d'un seul tenant, y compris la tête. Le matériau de la broche et de la tête est préférentiellement un matériau rigide plastique ou métallique. Elle peut être faite en acier ou, préférentiellement, en polyamide injecté. La tête peut être éventuellement rapportée au reste de la broche 8. Il est également à noter que la face avant de la tête peut être pourvue d'un moyen d'engagement avec un outil pour le vissage de la partie allongée et filetée 12 de la broche sur l'élément à fixer. Il peut s'agir d'un six pans creux ou encore d'une croix pour un tournevis cruciforme. Revendications1. Broche de fixation (8) destiné à coopérer avec un élément femelle (6) comprenant une cavité déformable (20), ladite broche (8) comprenant : un corps (12, 14, 18) avec un axe longitudinal ; une tête (10) avec une surface extérieure destinée à être insérée dans ladite cavité (20) ; caractérisé en ce que la surface extérieure de ladite tête (10) comporte plusieurs aspérités (16) circonférentielles par rapport audit axe longitudinal et aptes à coopérer avec ladite cavité (20), de manière à ce que ladite tête (10) puisse être retenue dans ladite cavité (20) selon plusieurs positions axiales. 2. Broche de fixation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la surface extérieure de ladite tête (10) est globalement sphérique ou ovale. 3. Broche de fixation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les aspérités circonférentielles (16) sont en forme d'anneau ou de spire complète ou incomplète, préférentiellement disposées essentiellement dans des plans perpendiculaires à l'axe longitudinal. 4. Broche de fixation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le nombre d'aspérités circonférentielles (16) est compris entre 4 et 20, préférentiellement entre 6 et 15, plus préférentiellement encore entre 6 et 10. 5. Broche de fixation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les aspérités circonférentielles (16) sont présentes sur une partie majoritaire de la surface extérieure de la tête (10). 30 6. Broche de fixation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section des aspérités circonférentielles (16) présente un profil généralement symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal. 1025 7. Broche de fixation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les aspérités circonférentielles (16) sont adjacentes selon l'axe longitudinal et présentent un pas (p) compris entre 0.1 mm et 3 mm, préférentiellement entre 0.15 mm et 2 mm, plus préférentiellement encore entre 0.2 mm et 1 mm, pour un diamètre maximal de la surface extérieure de la tête (10) compris entre 5 et 15 mm. 8. Broche de fixation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête (10) de ladite broche (8) est de forme généralement allongée selon ledit l'axe longitudinal. 9. Broche de fixation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête (10) de ladite broche (8) est symétrique en révolution autour de l'axe longitudinal. 10. Broche de fixation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête (10) de ladite broche (8) comprend une partie généralement cylindrique avec plusieurs aspérités circonférentielles (26), de diamètres extérieurs essentiellement constants, préférentiellement égaux avec une tolérance de 10%. 11. Dispositif de fixation comprenant une broche (8) selon l'une des revendications précédentes et un élément femelle (6) comprenant une cavité déformable (20) dans laquelle la tête (10) de ladite broche (8) est apte à être insérée en vue de fixer la broche (8) par rapport à l'élément femelle (6). 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la cavité (20) de l'élément femelle (6) comprend à sa surface interne plusieurs rainures (18) circonférentielles par rapport à l'axe longitudinal, correspondant en profondeur et en largeur approximativement aux aspérités circonférentielles (16) de la broche (8). 13. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les rainures (18) sont disposées approximativement sur la première moitié de lasurface interne de la cavité (20) selon l'axe longitudinal et un sens orienté vers le fond de la cavité (20). 14. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 12, caractérisé en ce que la seconde moitié de la surface interne de la cavité (20) selon l'axe longitudinal et un sens orienté vers le fond de ladite cavité est exempte de rainures susceptibles de coopérer avec les aspérités (16) de la broche (8). 15. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que la cavité (20) présente un diamètre d'entrée supérieur ou approximativement égal au diamètre extérieur de la ou des aspérités circonférentielles (16) de la tête (10) de la broche (8) formant un premier anneau ou première spire à l'extrémité de ladite tête (10). 16. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que la cavité (20) de la partie femelle (6) et la tête (10) de la broche (8) sont configurés de manière à ce que au moins certaines des aspérités (16) de ladite tête (10) soient aptes à marquer la surface interne de ladite cavité (20) après insertion.