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WO 2004/083657 PCT/FR2003/000549
DISPOSITIF DE FIXATION A PINCE
La présente invention concerne le domaine des dispositifs de
fixation.
Pus précisément encore la présente invention concerne le
domaine des écrous à pince conçus pour lier et fixer entre elles deux
pièces.
On connaît de nombreux modes de réalisation de tels écrous à
pince.
A cet égard on pourra par exemple se référer aux documents FR-
A-1 488 114, FR-A-2 489 903, FR-A-2 669 384, FR-A-2 670 254, FR-A-2
679 302, FR-A-2 698 134, FR-A-2 749 356, FR-A-2 719 345, FR-A-2 713
726, FR-A-2 715 697, FR-A-2 697 060, FR-A-2 649 454, FR-A-2 627
554, FR-A-2 626 329, US-A-2 771 113, US-A-4 729 706, US-A-4 826
375, GB-A-1 106 905, GB-A-802 435, GB-A-2 099 099, EP-A-0 353 468,
EP-A-0 220 526, DE-A-88 13 031, DE-A-1 625 275.
Comme leur nom l'indique, les écrous à pince comprennent une
pince et un écrou de fixation.
L'écrou de fixation a pour fonction de recevoir et maintenir un
organe complémentaire de blocage, tel qu'une vis, un boulon, un goujon
ou un moyen équivalent. II a dans la plupart des cas la forme générale
d'un cylindre pourvu d'un canal interne ou d'une empreinte réalisée dans
une branche de la pince.
La pince a pour fonction de prépositionner et prémaintenir le
dispositif sur l'une de pièces avant mise en place de l'organe de blocage.
Elle comprend généralement deux plaques destinées à être placées
respectivement de part et d'autre de la pièce en question, et reliées
entre elles par une bande de liaison. L'une des deux plaques porte
l'écrou.
Pour fixer deux pièces entre elles à l'aide d'un écrou à pince, on
procède généralement comme suit.
L'écrou à pince est mis en place sur une première pièce. La
deuxième pièce est placée en regard de celle-ci. Puis l'organe de
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blocage, par exemple une vis, est engagée dans les deux pièces et
immobilisé dans l'écrou.
Les écrous à pince connus ont déjà rendu de grands services.
Cependant ils ne donnent pas toujours totalement satisfaction.
En particulier la plupart des écrous à pince connus ne peuvent
être utilisés qu'avec des pièces dont les épaisseurs sont comprises dans
une gamme étroite, et/ou ne permettent pas toujours de garantir un
parallélisme étroit entre les deux pièces.
La présente invention a pour but de proposer un nouvel écrou à
pince présentant des performances supérieures à celles des écrous à
pince antérieurs connus, et en particulier qui permette d'éviter tout
problème de fluage de son propre matériau constitutif.
Ce but est attéint dans le cadre de la présente invention grâce à
un dispositif comprenant une pince et un élément de fixation, la pince
étant formée d'une plaque principale et d'une contreplaque reliées entre
elles par une bande de liaison, et l'élément de fixation comprenant un
fût solidaire de la plaque principale et pourvu d'un canal interne,
caractérisé par le fait que la contreplaque a, au repos, une forme non
rectiligne convexe vers le fût.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente
invention, la contreplaque est adaptée pour accepter une déformation à
l'état plan sous contrainte mécanique.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente
invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va
suivre et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non
limitatif et sur lesquels
la figure 1 représente une première vue latérale d'un dispositif
conforme à un mode de réalisation préférentiel de la présente invention,
. la figure 2 représente une vue en coupe du même dispositif selon le
plan de coupe référence II-II sur la figure 3,
. la figure 3 représente une seconde vue latérale, orthogonale à la figure
1, du même dispositif,
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. la figure 4 représente une vue en bout, selon l'orientation référencée
IV sur la figure 1, du même dispositif,
. la figure 5 représente une vue en perspective de ce dispositif,
les 1=Igures 6 à 8 représentent schématiquement trois étapes
successives de fixations de deux pièces entre elles à l'aide d'un dispositif
de fixation conforme à la présente invention,
. la figure 9 représente une vue en bout d'un dispositif conforme à la
présente invention positionnée sur une pièce à fixer, et
. la figure 10 représente une vue similaire après pivotement du dispositif
par rapport à la tranche de la pièce, à des fins de gain d'encombrement.
L'écrou à pince conforme à la présente invention, illustré sur les
figures annexées comprend essentiellement un élément de fixation 100
et une pince 200.
II est formé de préférence d'une pièce unique par moulage en
matière plastique, par exemple, mais non limitativement en
polyoxyméthylène, voire en polyamide 6.6.
Le matériau constitutif du dispositif et le diamètre de l'écrou sont
de préférence adaptés pour autoriser p[usieurs (typiquement de l'ordre
de 10 à 15 fois) montages et démontages de l'organe de blocage.
Le matériau constitutif du dispositif doit par ailleurs être adapté
pour autoriser des déformations locales élastiques, au niveau de zones
d'articulation, comme on le décrira par la suite.
L'élément de fixation 100 peut faire l'objet de nombreux modes
de réalisation.
Selon le mode de réalisation préférentiel illustré sur les figures
annexées, il est formé d'un fût 110 centré sur un axe 112.
La pince 200 peut également faire l'objet de nombreux modes de
réalisation.
Elle comprend essentiellement une plaque principale 210, une
contreplaque 220 et une bande de liaison 230 qui relie les deux plaques
210 et 220.
Le fût 110 est solidaire de la surface externe de la plaque
principale 210, l'axe 112 étant orthogonal au plan moyen de celle-ci.
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Plus précisément de préférence le fût 110 affleure sensiblement le
bord libre de la plaque principale 210 définissant l'ouverture de la pince,
c'est à dire le bord de la plaque principale 210 le plus éloigné de la
bande de liaison 230.
La surface externe du fût 110 peut être quelconque. Comme
illustré sur les figures, elle est de préférence cylindrique de révolution.
Le fût 110 possède un canal interne 120. Celui-ci débouche au
moins sur l'extrémité du fût 110 solidaire de la plaque 210. Le fût 110
peut être borgne, c'est à dire ne pas déboucher sur l'extrémité du fût
110 opposée à la plaque principale 210. Cependant selon le mode de
réalisation préférentiel illustré sur les figures annexées, le canal 120 est
traversant, c'est à dire qu'il débouche sur les deux extrémités du fût
110.
La canal 120 est destiné à recevoir un organe de blocage du type
vis, par exemple une vis à métaux ou tôle ou une vis à matériau tendre,
goujon, boulon, organe de blocage '/a de tour, ou tout moyen équivalent
à savoir d'une manière générale, tout organe de blocage comprenant
une tête évasée et une tige propre à être engagée et maintenue dans un
fût complémentaire adapté.
A ce titre le canal 120 peut posséder une surface lisse, circulaire
de révolution, voire de section droite polygonale, si l'organe de blocage
est autotaraudant ou autoblocant. II peut également être taraudé ou
posséder un réseau de nervures ou cannelures propres à assurer
l'immobilisation de l'organe de blocage.
Pour faciliter la réalisation, plus précisément le démoulage du
dispositif, de préférence, le canal 120 est en dépouille, c'est à dire
légèrement évasé en direction de l'extrémité du fût 110.
A titres d'exemple non limitatif, le diamètre externe du fût 110
peut être de l'ordre de 8mm, le diamètre interne moyen du canal 120 de
l'ordre de 3 mm et la hauteur du fût 110 considérée parallèlement à
l'axe 112 est typiquement de l'ordre de 9 mm.
La plaque principale 210 est de préférence plane.
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Elle est délimitée par deux tranches latérales rectilignes 211, 212,
parallèles entre elles et orthogonales à la bande de liaison 230, un bord
libre d'ouverture 213 formé de préférence d'une facette hémicylindrique
convexe centrée sur l'axe 112, et un bord rectiligne de raccordement sur
la bande de liaison 230.
A titre d'exemple non limitatif, le rayon de la facette 213 et donc
la distance séparant les deux tranches latérales 211 et 212 est de l'ordre
de 10 mm et la longueur des tranches 211 et 212 est de l'ordre de 8
mm. L'épaisseur de la plaque 210 (et celle de la contreplaque 220 et de
la bande de liaison 230) est typiquement de l'ordre de 1 mm.
Bien évidemment la plaque principale 210 possède un orifice 218
aligné sur le canal 120.
La contreplaque 220 a une forme non rectiligne convexe vers le
fût 110.
Plus précisément encore comme illustré sur les figures annexées,
de préférence la contreplaque 220 a une forme incurvée convexe vers le
fût 110. Ainsi avantageusement, la contreplaque 220 est formée d'une
calotte circulaire centrée autour d'un axe orthogonal à l'axe 112 et
parallèle à la bande de liaison 230.
Au repos le rayon de courbure de la contreplaque 220 est
typiquement de l'ordre de 20 mm.
La contreplaque 220 possède une lumière traversante 228
destinée à recevoir l'organe de blocage. La lumière 228 est ainsi placée
en regard du canal 120 et centrée sur celui-ci. Ses forme et dimensions
sont adaptées pour éviter une interaction avec l'organe de blocage, tel
qu'une vis, engagé sur le dispositif lors de l'assemblage, quelle que soit
l'épaisseur de la pièce placée et serrée dans la pince 200 et donc quelle
que soit la déformation de la contreplaque 220.
La lumière 228 est allongée dans un sens parallèle aux tranches
211, 212, soit perpendiculairement à la bande de liaison 230.
Typiquement la lumière 228 est ainsi délimitée par deux tronçons
2280, 2281 rectilignes, parallèles entre eux et orthogonaux à la bande
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de liaison 230 et deux calottes d'extrémité 2282 et 2283
hémicylindriques concaves.
La distance séparant les deux tronçons 2280 et 2281 et donc le
rayon de courbure des calottes 2282 et 2283 est au moins égal au
diamètre du canal 120. II est ainsi typiquement de l'ordre de 3 mm. La
plus grande longueur de la lumière 228 est typiquement de l'ordre de
6,5 mm.
La contreplaque 220 est délimitée par deux tranches latérales
rectilignes 221, 222, parallèles entre elles et orthogonales à la bande de
liaison 230, un bord libre d'ouverture 223 formé de préférence d'une
facette hémicylindrique convexe centrée sur l'axe 112, et deux tronçons
auxiliaires 224, 225qui assurent le raccordement des tranches 221 et
222 avec un bord rectiligne de raccordement sur la bande de liaison
230.
Les deux tronçons auxiliaires 224 et 225 convergent en direction
de la bande de liaison 230. Ainsi la contreplaque 220 a une largeur
moyenne (considérée parallèlement à la bande de liaison 230)
supérieure à la plaque 210.
Cette disposition sert de détrompage dans le positionnement du
dispositif. II suffit par exemple de prévoir dans l'une des pièces à
assembler, une gorge dont la largeur est comprise entre la largeur de la
plaque 210 et celle de la contreplaque 220 pour imposer un sens de
montage unique au dispositif.
Par ailleurs la présence des deux tronçons 224, 225convergeant
permet de limiter l'encombrement total du dispositif lorsque, comme on
le voit à l'examen comparé des figures 9 et 10 le dispositif est pivoté,
par rapport à la tranche de la pièce à fixer, la bande de liaison 230
n'étant plus parallèle à cette tranche. Sur la figure 10 le gain en
encombrement (par rapport à une variante selon laquelle la
contreplaque 220 aurait une largeur constante) est référencé G.
A titre d'exemple non limitatif, le rayon de la facette 223 et donc
la distance séparant les deux tranches latérales 221 et 222 est de l'ordre
de 14 mm, la longueur des tranches 221 et 222 est de l'ordre de 8 mm
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et celle des tronçons 224 et 225 est avantageusement de l'ordre de 8
mm.
La bande de liaison 230 est de préférence une bande continue
globalement plane. Avantageusement la bande 230 est inclinée au
repos, par rapport à l'axe 112. Elle diverge par rapport à celui-ci en
rapprochement de la contreplaque 220. Typiquement l'inclinaison au
repos entre la bande de liaison 230 et l'axe 112 est de l'ordre de 10°.
Ainsi la bande de liaison 230 forme avantageusement, au repos, un
angle aigu par rapport à la contreplaque 220 et un angle obtus par
rapport à la plaque principale 210.
La hauteur de la bande de liaison 230, considérée entre ses deux
zones de liaison sur la plaque 210 et sur la contreplaque 230 est
typiquement de l'ordre de 6 mm.
Les zones de liaison 232 et 234 entre la bande de liaison 230 et
respectivement la plaque 210 et la contreplaque 220, sont
avantageusement formées de calottes cylindriques concaves vers le
centre de la pince 200 et centrées sur des axes respectifs orthogonaux à
l'axe 112 et parallèles à la bande de liaison 230.
Selon le mode de réalisation particulier et non limitatif illustré sur
les figures annexées, le dispositif est muni, au niveau de la bande de
liaison 230, plus précisément sur la surface extérieure de celle-ci, et à
proximité de chacune des deux zones de liaison 232 et 234, de deux
bourrelets hémicylindriques 235, 236, destinés à servir d'appui à des
éjecteurs pour faciliter la sortie de moule.
La plaque principale 210 est avantageusement munie sur sa
surface interne d'un moyen 240 en saillie apte à retenir la pièce insérée
dans la pince et à centrer le dispositif par rapport au trou de passage
ménagé dans la pièce à fixer.
Selon le mode de réalisation préférentiel illustré sur les figures
annexées, ce moyen de retenue 240 est formée d'un téton centré sur
l'axe 112.
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Celui-ci est destiné à prendre position dans un perçage ou
équivalent formé dans la pièce à assembler sur laquelle est positionnée
la pince 200.
Plus précisément le téton 240 est délimitée par une surface
périphérique 242 cylindrique de révolution centrée sur l'axe 112, et une
facette d'extrémité plane 244 orthogonale à l'axe 112 tronquée par un
plan 246 dirigé vers l'ouverture de la pince et qui converge vers la
plaque principale 210, en rapprochement du contour d'ouverture de la
pince 200.
Bien entendu le diamètre externe du téton 240 doit être au moins
égal au diamètre du perçage formé dans pièce à assembler.
Le plan 246 constitue ainsi une rampe qui facilite l'engagement du
dispositif sur la pièce à assembler et limite l'effort de montage.
La partie du téton 240 dirigée vers la bande de liaison 230 sert
d'appui, après la mise en place, au bord du perçage formé dans la pièce
à assembler, pour interdire un libre retrait du dispositif. elle constitue
ainsi un système anti-perte.
On notera que de préférence les deux facettes d'ouverture 213 et
223 des plaques 210 et 220 sont tronquées. Elles définissent ainsi deux
chanfreins 214, 224 qui divergent vers l'extérieur de la pince, pour
faciliter la encore l'engagement du dispositif sur la pièce à assembler et
limiter l'effort de montage.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente
invention, la hauteur libre H1 disponible au repos entre les deux plaques
210 et 220 (c'est à dire la plus petite distance entre les deux plaques
210 et 220) est avantageusement >_ 1,5 mm.
Par ailleurs la hauteur H2 du contour d'ouverture de la pince,
prise entre les deux bords libres des plaques 213, 223, est typiquement
de l'ordre de grandeur de la hauteur de la bande de liaison 230 et
avantageusement >_ à au moins 2H1, très préférentiellement >_ à 3H1.
Pour utiliser le dispositif conforme à la présente invention, on
procède essentiellement comme suit.
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Dans un premier temps, comme illustré sur la figure 6, l'écrou à
pince est mis en place sur une première pièce 300. Pour cela la pince
200 est engagée sur la tranche de la pièce 300. On notera que la bande
de liaison sert de butée au cours de cette opération, limitant le
déplacement de l'écrou à pince sur la pièce 300. Dans ce contexte, et
non limitativement, la cote entre l'axe 112 du fût 110 et la face interne
de la bande de liaison 230 est avantageusement de l'ordre de 7,5mm.
Le téton 240 est alors positionné dans le perçage de la pièce 300 et
retient celle-ci.
Dans un deuxième temps, la deuxième pièce 400 est placée en
regard de la contreplaque 220, parallèlement à la première pièce 300,
son propre perçage étant aligné sur l'axe 112. L'organe de blocage, par
exemple une vis 500, est alors engagé à travers les perçages des deux
pièces 300 et 400 et dans l'écrou à pince, pour venir en prise avec le fût
110 comme illustré sur la figure 7.
L'organe de blocage 500 peut être serré sous un etrort
quelconque approprié. Comme illustré sur la figure 8, lorsqu'un effort
suffisant est appliqué sur l'écrou à pince, la bande de liaison 230
s'incline progressivement de plus en plus par rapport à l'axe 112 et la
contreplaque 220 s'aplanit. Dans le cadre de la présente invention, la
pince se déforme ainsi à la façon d'un parallélogramme déformable,
c'est à dire que les plans moyens des deux plaques 210 et 220 peuvent
rester parfaitement parallèles entre eux, les deux plaques 210 et 220
pivotant par rapport à la bande de liaison 230 au niveau respectivement
des deux zones de liaison 232 et 234.
En définitive, le dispositif conforme à la présente invention
autorise ainsi sous serrage, une parfaite planéité de la contreplaque
220, un parfait parallélisme des deux pièces 300 et 400 et un maintien
ferme de celles-ci, sans déformation de la plaque principale 210 et donc
en maintenant le fût 110 parfaitement orthogonal à la plaque 210. Le
dispositif conforme à la présente invention permet ainsi d'éviter tout
décalage, inclinaison ou déport de l'organe de blocage 500.
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A l'état plan de la contreplaque 220, l'encombrement en épaisseur
du dispositif est égal à la somme de l'épaisseur de la pièce 300
assemblée et des épaisseurs cumulées des deux plaques 210 et 220.
Cet encombrement peut donc être nettement inférieur à la hauteur de la
5 bande de liaison 230, alors que d'une manière générale, les dispositifs
antérieurs connus imposent un encombrement égal au minimum à la
hauteur de la bande de liaison de leur pince.
Les valeurs dimensionnelles du dispositif indiquées précédemment
ne sont aucunement limitative. Elles permettent typiquement de monter
10 le dispositif sur une pièce 300 dont l'épaisseur peut varier entre 2,3 et
5,5 mm.
La présente invention permet de remplacer ainsi par un dispositif
identique et donc une référence unique, une pluralité de dispositifs
antérieurs requis lorsque des pièces d'épaisseurs différentes sont
impliquées.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de
réalisation particulier qui vient d'être décrit, mais s'étend à toutes
variantes conformes à son esprit.
Par exemple le cas échéant la bande de liaison 230 peut être au
moins partiellement évidée.
Par ailleurs on a décrit précédemment une bande de liaison 230
généralement plane et qui ne se déforme pas notablement sous l'effet
d'un serrage appliqué, ses zones de liaison 232, 234 étant en revanche
adaptées pour subir une déformation et permettre au dispositif de
travailler à la manière d'un parallélogramme déformable de sorte que les
plaques 210, 220 restent parallèles entre elles. En variante, dans le
cadre de la présente invention, on peut utiliser une bande de liaison
déformable pour permettre de maintenir ce parallélisme entre les
plaques 210 et 220. A ce titre, la bande de liaison 230 peut par exemple
être courbée ou constituée de deux éléments symétriques par rapport à
un plan parallèle à la plaque principale 210, et former un angle obtus
(voire aiguë) par rapport à ce plan. Une telle disposition permet de
favoriser la diminution de l'encombrement vertical (mesuré suivant l'axe
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du fût) sous l'effet d'un effort exercé sur la contreplaque 220 suivant
l'axe du fût.
Le dispositif peut être réalisé en une couleur bien distinctive (par
exemple blanche) et formant contraste par rapport aux pièces à fixer,
pour servir de témoin de présence.
