Brevet FR3010156A1 — publié le 20150306

Elément de fixation fileté La présente invention concerne un élément de fixation fileté, en particulier pour la fixation mécanique de pièces d'équipement de véhicule, notamment de véhicule automobile. US2004/0081535A1 divulgue une vis comprenant une tête de vis et une pointe effilée, la vis possédant un filet s'étendant sur un tronçon arrière adjacent à la tête de vis, le filet étant asymétrique et incliné à l'opposé de la tête de vis, et un filet s'étendant sur un tronçon avant adjacent à la pointe de la vis, le filet étant asymétrique et incliné vers la tête de vis. Un des buts de l'invention est de fournir un élément de fixation fileté auto- taraudant qui puisse être vissé facilement tout en retenant efficacement des pièces qu'il maintient ensemble. A cet effet, l'invention propose un élément de fixation fileté comprenant un filetage s'étendant suivant un axe central, le filetage possédant au moins un filet, dans lequel ledit filet a un angle au sommet diminuant progressivement, de manière continue et monotone, entre un premier angle au sommet et un deuxième angle au sommet strictement inférieur au premier angle au sommet. Selon d'autres modes de réalisation, l'élément de fixation comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - la diminution de l'angle au sommet s'effectue sur au moins une spire, notamment sur plusieurs spires ; - la diminution de l'angle au sommet s'effectue avec un pas constant entre les spires du filet ; - le filetage comprend au moins un tronçon de variation sur lequel s'effectue la diminution de l'angle au sommet, et au moins un autre tronçon sur lequel le filet a un angle au sommet constant ; - le filetage comprend un premier tronçon prolongeant le tronçon de variation et sur lequel le filet présente un angle au sommet constant égal au premier angle au sommet ; - le filet possède au moins une spire sur le premier tronçon, notamment plusieurs spires ; - le premier tronçon est de diamètre constant ou de diamètre augmentant progressivement en s'éloignant du tronçon de variation ; - le filet possède un pas constant sur le premier tronçon ; - le filetage comprend un deuxième tronçon prolongeant le tronçon de variation et sur lequel le filet possède un angle au sommet constant égal au deuxième angle au sommet ; - le filet possède au moins une spire sur le deuxième tronçon, notamment plusieurs spires ; - le filet possède un pas constant sur le deuxième tronçon ; - le diamètre du deuxième tronçon diminue progressivement en s'éloignant du tronçon de variation ; - le tronçon de variation est un tronçon terminal du filetage ; - l'angle au sommet diminue progressivement, de manière continue et monotone, entre le premier angle au sommet et le deuxième angle au sommet sur toute la longueur du filetage ; - l'élément de fixation fileté est une vis et comprend une tige filetée, le filetage étant un filetage externe formé sur la tige filetée, ou est un écrou, le filetage étant un filetage interne formé à l'intérieur de l'écrou. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence à l'unique Figure illustrant une vue en demi-coupe d'un élément de fixation fileté sous la forme d'une vis. L'élément de fixation fileté représenté sur la Figure est une vis 2 comprenant une tige 4 filetée s'étendant suivant un axe central A. La tige 4 s'étend entre une première extrémité 6 et une deuxième extrémité 8. La vis 2 comprend une tête de vis 10 solidaire de la tige 4. La tête de vis 10 est reliée à la première extrémité 6. La deuxième extrémité 8 opposée à la tête de vis 10 est libre. La tête de vis 10 est configurée pour l'entraînement en rotation de la vis 2 autour de l'axe central A à l'aide d'un outil de vissage. A cet effet, la tête de vis 10 comprend une empreinte 11 à contour cruciforme, hexagonale ou multilobé. Comme représenté sur la Figure, l'empreinte 11 s'étend en partie à l'intérieur de la tige 4. D'autres reliefs d'entraînement formés en creux dans la tête de vis 10 sont envisageables. L'empreinte 11 pourrait être remplacée par une fente. En variante ou en option, la tête de vis 10 comprend un contour externe prévu pour coopérer avec un outil. La tête de vis 10 présente par exemple un contour externe hexagonal. La vis 2 possède un filetage 14 formée sur la surface extérieure de la tige 4. Le filetage s'étend suivant l'axe central A. Le filetage 14 comprend au moins un filet continu s'étendant en hélice autour de l'axe central A, ici un seul filet 16 En vue en section, le filet 16 possède une base 18, un sommet 20 et deux flancs 22, chaque flanc 22 s'étendant entre la base 18 et le sommet 20. Les deux flancs 22 du filet 16 convergent de la base 18 vers le sommet 20. Les deux flancs 22 convergent vers le sommet 20 en formant entre eux un angle désigné « angle au sommet » du filet 16. Le profil du filet 14 désigne son contour en vue en section. Le filet 14 est ici à profil triangulaire. Les deux flancs 20 se rejoignent en formant sensiblement une pointe. Le filet 16 possède plusieurs spires. Une spire correspond à un tour complet du filet autour de l'axe central A. Sur la Figure, chaque spire correspond à une dent. La filet 16 a un angle au sommet diminuant progressivement, de manière continue et monotone, entre un premier angle au sommet al et un deuxième angle au sommet a2 strictement inférieur au premier angle au sommet. La diminution de l'angle au sommet s'effectue de préférence sur au moins une spire, notamment sur plusieurs spires. Elle s'effectue ici sur trois spires 51, S2 S3. Le filetage 14 comprend par exemple un tronçon sur lequel s'effectue la diminution de l'angle au sommet, et au moins un autre tronçon sur lequel le filet a un angle au sommet constant. Dans l'exemple illustré, a filetage 14 comprend suivant l'axe central A, consécutivement, un premier tronçon 24, suivi d'un tronçon de variation 26, suivi d'un deuxième tronçon 28. Chacun du premier tronçon 24, du deuxième tronçon 28 et du tronçon de variation 26 s'étend axialement sur une portion de longueur respective du filetage 14. Le premier tronçon 24 s'étend à partir du tronçon de variation 26 vers la première extrémité 6. Le premier tronçon 24 prolonge le tronçon de variation 26 axialement vers la première extrémité 6. Le filet 16 s'étend continûment sur le premier tronçon 24 et le tronçon de variation 26. Le deuxième tronçon 28 s'étend du tronçon de variation 26 vers la deuxième extrémité 8. Le deuxième tronçon 28 prolonge le tronçon de variation 26 axialement vers la deuxième extrémité 8. Le filet 16 s'étend continûment sur le tronçon de variation 26 et le deuxième tronçon 28. L'angle au sommet du filet 16 est constant sur le premier tronçon 24 et égal à un premier angle au sommet a1. Le filet 16 possède plusieurs spires sur le premier tronçon 24. L'angle au sommet du filet 16 est constant sur le premier tronçon 24. L'angle au sommet du filet 16 est constant sur le deuxième tronçon 28 et égal à un deuxième angle au sommet a2 strictement inférieur au premier angle au sommet a1. Le filet 16 possède plusieurs spires sur le deuxième tronçon 28. L'angle au sommet du filet 16 est constant sur le deuxième tronçon 28. Le filet 16 possède sur le tronçon de variation 26, un angle au sommet a diminuant progressivement, de manière continue et monotone, du premier angle au sommet al au deuxième angle au sommet a2 strictement inférieur au premier angle au sommet a1. Le filet 16 comprend plusieurs spires sur le tronçon de variation 26, ici les trois spires Si, S2, S3. L'angle au sommet du filet 16 varie d'une spire à l'autre. Sur le tronçon de variation 26, l'angle au sommet des spires 51, S2, S3 du filet 16 diminue progressivement en considérant les spires consécutivement de l'extrémité du tronçon de variation 26 à laquelle le filet 16 possède le premier angle au sommet, jusqu'à l'extrémité du tronçon de variation 26 à la quelle la filet 16 possède le deuxième angle au sommet. De préférence, chacune des spires 51, S2, S3 du tronçon de variation 26 présente un angle au sommet strictement supérieur à celui de la spire suivante en considérant les spires successivement de l'extrémité du tronçon de variation 26 à laquelle le filet 16 possède le premier angle au sommet, jusqu'à l'extrémité du tronçon de variation 26 à laquelle el filet 16 possède le deuxième angle au sommet. Dans l'exemple illustré, le filet 16 possède un premier angle au sommet al de 60° et un deuxième angle au sommet a2 de 44°. Sur le tronçon de variation 26, le filet 16 possède un angle au sommet variant progressivement de 60° à 44°. La variation de l'angle au sommet du filet 16 est de préférence constante. La variation d'angle au sommet est la variation de l'angle au sommet en fonction de la longueur parcourue le long du filet ou de l'angle parcouru autour de l'axe central. Dans l'exemple de la Figure 1, la variation est de 4° d'angle au sommet par spire. Le filet 16 possède trois spires 51, S2, S3 sur le tronçon de variation 26, possédant des angles au sommet de respectivement 56°, 52° et 48cen parcourant les spires 51, S2, S3 du premier tronçon 24 vers le deuxième tronçon 28. Le pas P du filet 16 est la distance axiale, prise suivant l'axe central L, entre les sommets de deux spires consécutives du filet 16. Le filet 16 possède ici un pas P constant sur chacun du premier tronçon 24, du tronçon de variation 26 et du deuxième tronçon 28. Le pas P du filet 16 est constant sur toute la longueur du filetage 14. En variante, le pas du filet varie d'un tronçon à l'autre et/ou le long d'au moins un tronçon. Le diamètre du filetage 14 correspond au diamètre de l'enveloppe fictive passant par les sommets du filet formant le filetage. Le deuxième tronçon 28 du filetage 14 possède ici un diamètre externe D2 décroissant lorsque l'on s'éloigne du tronçon de variation 26. La tige 4 filetée présente donc une extrémité libre s'effilant. En vue de côté, les sommets des spires adjacentes à l'extrémité libre situées d'un côté de l'axe central A suivent une courbe E à concavité tournée vers l'axe central A. La courbe présente ici un rayon de courbure constant. Dans l'exemple illustré, le premier tronçon 24 du filetage 14 possède un diamètre externe D1 constant sur le premier tronçon 24. Le tronçon de variation 26 possède également un diamètre constant, égal au diamètre D1 du premier tronçon 24. En variante, le filetage 14 possède un diamètre évolutif, qui augmente lorsque l'on se déplace le long du filetage 14, de sa partie possédant le deuxième angle au sommet vers sa partie possédant le premier angle au sommet, c'est-à-dire lorsque l'on se déplace de la deuxième extrémité 8 vers la première extrémité 6 de la vis 2. Le diamètre augmente sur toute la longueur du filetage ou sur un ou plusieurs tronçons de diamètre variable alternant avec un ou plusieurs tronçons de diamètres constants. Dans un mode de réalisation particulier, le filetage 14 possède un tronçon de variation 26 de diamètre constant et un premier tronçon 24 de diamètre croissant en s'éloignant du tronçon de variation 26. L'augmentation de diamètre est par exemple de l'ordre de 0.05 à 0.2 mm, notamment de 0.05 à 0.01 mm sur le premier tronçon 24. Cette augmentation de diamètre permet d'assurer une fonction de frein filet, c'est-à-dire un maintien du couple de serrage de la vis dans le temps, notamment lorsque les pièces assemblées à l'aide de la vis sont soumises à des vibrations. Dans un autre mode de réalisation particulier, le filetage 14 possède un tronçon de variation 26 ayant un diamètre qui augmente lorsque l'on se déplace le long du tronçon de variation 26 de la partie du filetage 14 possédant le deuxième angle au sommet vers la partie du filetage 14 possédant le premier angle au sommet. Le filetage 14 est dépourvu de premier tronçon ou possède un premier tronçon 24 ayant un diamètre constant ou ayant un diamètre croissant dans le même sens que le tronçon de variation 26. Dans l'exemple illustré, le filet 16 est symétrique : les deux flancs 20 du filet 16 s'étendent symétriquement de part et d'autre d'un plan transversal perpendiculaire à l'axe centrale passant par le sommet du filet 16. Chaque flanc 20 fait avec ce plan un angle sensiblement égal à la moitié de l'angle au sommet du filet 16. Le filet 16 est symétrique sur le tronçon de variation 26, sur le premier tronçon 24 et/ou sur le deuxième tronçon 28. En variante, le filet est asymétrique : les deux flancs du filet forment des angles respectifs différents avec plan transversal perpendiculaire à l'axe centrale passant par le sommet du filet. Dans ce cas, le filet est asymétrique sur le tronçon de variation, sur le premier tronçon et/ou sur le deuxième tronçon. La vis 2 est une vis auto-taraudante propre à former, lors du premier vissage, un taraudage (ou filetage interne) dans la matière de la surface interne d'orifices en regard de pièces dans lequel la vis 2 est visée. Lors du premier vissage, la matière de l'orifice est repoussée par le filet 16 de la vis. La vis 2 est insérée par sa pointe, de sorte que, le taraudage est formé successivement par le deuxième tronçon 28, le tronçon de variation 26 et le premier tronçon 24. Du fait du deuxième angle au sommet faible, le filet 16 pénètre facilement dans la matière de la surface interne de l'orifice lors de l'initiation du taraudage, ce qui facilite cette opération. La variation de l'angle au sommet, ici sur le tronçon de variation 26, permet de faire une variation progressive entre le deuxième angle au sommet et le premier angle au sommet, ce qui facilite le vissage complet de la vis pour un opérateur. Le taraudage est formé progressivement. Un premier tronçon 24 sur lequel le filet possède un angle au sommet plus élevé permet d'assurer une fixation avec un couple résiduel élevé. Ainsi, la vis 2 auto-taraudante est vissée facilement tout en assurant une fixation fiable et durable des pièces qu'elle maintient ensemble. L'extrémité libre effilée de la vis 2 facilite sont insertion et son centrage au début du vissage. La conjugaison de la variation progressive entre le deuxième angle au sommet et le premier angle au sommet avec la variation progressive du diamètre de l'extrémité libre de la vis 2, permet de diminuer le couple de formation du filet dans les pièces dans lequel la vis est vissée. La vis est en particulier adaptée pour un vissage dans des tôles métalliques. Des pièces réunies par la vis sont par exemple des pièces d'équipement de véhicule, notamment de véhicule automobile. Une pièce est par exemple une traverse de planche de bord, une autre pièce étant par exemple un montant latéral avant (ou montant A), une traverse inférieur de baie ou un tablier de séparation de l'habitacle et du compartiment moteur. Le premier tronçon s'étend sur une première longueur L1, le tronçon de variation s'étend sur une longueur LT et le deuxième tronçon s'étend sur une deuxième longueur L2. Dans un exemple de réalisation, la longueur de variation LT est inférieure à la première longueur L1 et à la deuxième longueur L2. La première longueur L1 et la deuxième longueur L2 sont par exemple sensiblement identiques. La première L1 longueur et la deuxième longueur L2 sont par exemple de l'ordre de 5 mm, la longueur de variation LT étant de l'ordre de 2 mm. Dans l'exemple illustré, le tronçon de variation 26 est un tronçon intermédiaire entre le premier tronçon 24 et le deuxième tronçon 28. En variante le tronçon de variation 26 est un tronçon d'extrémité du filetage 14. Le filetage 14 est dans ce cas dépourvu de premier tronçon avec un premier angle au sommet al constant et/ou de deuxième tronçon avec un deuxième angle au sommet a2 constant. Dans un mode de réalisation particulier, le filetage 14 correspond à celui de la Figure mais est dépourvu de deuxième tronçon. Le filetage 14 comprend un premier tronçon 24 avec le premier angle au sommet constant et un tronçon de variation 26 avec un angle au somment variant progressivement, de manière continue et monotone, du premier angle au sommet al à un deuxième angle au sommet a2 strictement inférieur au premier angle au somment, le tronçon de variation 26 terminant le filetage 14. Dans un exemple de réalisation de filetage sans deuxième tronçon, la deuxième longueur L2 est nulle, et la longueur de variation LT est par exemple égale ou supérieure à la première longueur L1. Dans un mode de réalisation particulier, le filetage 14 comprend exclusivement un tronçon de variation sur lequel l'angle au somment du filet varie progressivement, de manière continue et monotone, d'un premier angle au sommet al à un deuxième angle au sommet a2 strictement inférieur au premier angle au somment. En d'autres termes, le filetage 14 possède un filet dont l'angle au sommet diminue progressivement, de manière continue et monotone, d'un premier angle au sommet al à un deuxième angle au sommet a2 strictement inférieur au premier angle au sommet, sur toute la longueur du filet L'invention n'est pas limitée à une vis, mais s'applique également à un écrou, auquel cas, au lieu d'être externe, le filetage est interne. Ainsi, l'invention concerne aussi un écrou comprenant un filetage interne s'étendant suivant un axe central et possédant au moins un tronçon de variation dans lequel le filet présente un angle au sommet diminuant progressivement, de manière continue et monotone, entre un premier angle au sommet et un deuxième angle au sommet strictement inférieur au premier angle au sommet. L'écrou est alors avantageusement auto-taraudant (ou autofiletant) de manière à former un filetage externe sur une tige sur laquelle l'écrou est vissé, lors du premier vissage, et permet un premier vissage facile assurant une fixation fiable et durable. L'invention n'est pas limitée à un filetage comprenant un seul filet, mais s'applique aussi un filetage comprenant plusieurs filets parallèles. Ainsi, de manière générale, un élément de fixation fileté possède un filetage comprenant un ou plusieurs filets, au moins un filet présentant un angle au sommet diminuant progressivement, de manière continue et monotone, entre un premier angle au sommet et un deuxième angle au sommet strictement inférieur au premier angle au sommet. REVENDICATIONS1.- Elément de fixation fileté (2) comprenant un filetage (14) s'étendant suivant un axe central (A), le filetage (14) possédant au moins un filet, dans lequel ledit filet a un angle au sommet diminuant progressivement, de manière continue et monotone, entre un premier angle au sommet (al) et un deuxième angle au sommet (a2) strictement inférieur au premier angle au sommet. 2.- Elément de fixation fileté selon la revendication 1, dans lequel la diminution de l'angle au sommet s'effectue avec un pas (P) constant entre les spires du filet. 3.- Elément de fixation fileté selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le filetage (14) comprend au moins un tronçon de variation (26) sur lequel s'effectue la diminution de l'angle au sommet, et au moins un autre tronçon (24, 28) sur lequel le filet a un angle au sommet constant. 4.- Elément de fixation fileté selon la revendication 3, dans lequel le filetage (14) comprend un premier tronçon (24) prolongeant le tronçon de variation et sur lequel le filet (14) présente un angle au sommet constant égal au premier angle au sommet (al). 5.- Elément de fixation fileté selon la revendication 4, dans lequel le premier tronçon (24) est de diamètre constant ou de diamètre augmentant progressivement en s'éloignant du tronçon de variation (26). 6.- Elément de fixation fileté selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le filet (16) possède un pas (P) constant sur le premier tronçon (26). 7.- Elément de fixation fileté selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel le filetage (14) comprend un deuxième tronçon (28) prolongeant le tronçon de variation (26) et sur lequel le filet (16) possède un angle au sommet constant égal au deuxième angle au sommet (a2). 8.- Elément fileté selon la revendication 7, dans lequel le filet possède un pas (P) constant sur le deuxième tronçon (28). 9.- Elément de fixation fileté selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel le diamètre du deuxième tronçon (28) diminue progressivement en s'éloignant du tronçon de variation (26). 10.- Elément de fixation fileté selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, dans lequel le tronçon de variation (26) est un tronçon terminal du filetage (14). 11.- Elément de fixation fileté selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'angle au sommet diminue progressivement, de manière continue et monotone, entre le premier angle au sommet (al) et le deuxième angle au sommet (a2) sur toute la longueur du filetage. 12.- Elément de fixation fileté selon l'une quelconque des revendications précédents, l'élément de fixation fileté étant une vis (2) et comprend une tige (4) filetée, le filetage étant un filetage externe formé sur la tige filetée, ou étant un écrou, le filetage étant un filetage interne formé à l'intérieur de l'écrou.