FR2792689A1

FR2792689A1 - Screw fixing insert has threaded bore for receiving screw and is clipped into housing in one part to be fixed

Info

Publication number: FR2792689A1
Application number: FR9905106A
Authority: FR
Inventors: Dominique Beaudon
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1999-04-22
Filing date: 1999-04-22
Publication date: 2000-10-27
Anticipated expiration: 2019-04-22
Also published as: FR2792689B1

Abstract

The fixing by a screw (4) of one part (3) onto a second part (2) uses an insert (5) which can be clipped into a housing in the first part. Clipping is obtained by the temporary deformation of deformable parts of the first part during insertion of the insert. The insert has a threaded bore (13) for receiving the screw. The insert comprises a flange which abuts against a projection (10) of the first part once the insert has been clipped to prevent rotation of the insert relative to the first part.

Description

-1 --1 -

Dispositif de fixation par vis.Screw fixing device.

La présente invention se rapporte au domaine technique des The present invention relates to the technical field of

dispositifs de fixation par vis.screw fixing devices.

Plus précisément, elle concerne un dispositif de fixation par vis d'une pièce sur un support, comportant un insert susceptible de venir se More specifically, it relates to a device for fixing by screw a part on a support, comprising an insert capable of coming

cliper dans un premier logement situé sur la pièce. clip into a first housing located on the part.

La fixation de deux pièces entre elles peut être réalisée de façon classique par un dispositif vis-écrou qui prend en sandwich les deux pièces à The fixing of two parts between them can be carried out in a conventional manner by a screw-nut device which sandwiches the two parts to

fixer.to stare.

Toutefois, selon les pièces à fixer, et selon les conditions de montage du dispositif vis-écrou sur lesdites pièces, un tel dispositif peut être inadapté. C'est le cas, par exemple, dans le domaine automobile, pour la fixation de pièces massives, telles qu'un système de climatisation, sur la carrosserie du véhicule. Les écrous utilisés sont du type écrous tôle ou However, depending on the parts to be fixed, and according to the conditions for mounting the screw-nut device on said parts, such a device may be unsuitable. This is the case, for example, in the automotive field, for fixing massive parts, such as an air conditioning system, to the vehicle body. The nuts used are of the sheet metal type or

écrous cage. Il apparaît des incidents lors du montage du dispositif vis- cage nuts. There are incidents when mounting the device vis-

écrou, tels qu'une rupture de la bretelle d'écrou lors du vissage, une trop grande liberté de montage ou de mouvement de l'écrou dans son logement, une ouverture de l'écrou tôle lors du vissage, ou encore un déclipage de l'écrou cage. Des causes de ces incidents envisageables sont, par exemple, la qualité des écrous utilisés, le type de vis utilisé, une dérive ou un mauvais nut, such as a rupture of the nut strap during screwing, too much freedom of assembly or movement of the nut in its housing, an opening of the sheet metal nut during screwing, or even a unclipping of the cage nut. Causes of these possible incidents are, for example, the quality of the nuts used, the type of screw used, a drift or a bad

dimensionnement des logements des écrous sur les boîtiers de chauffage. dimensioning of the nut housings on the heating boxes.

Il est donc courant de remplacer les écrous tôle ou cage par des inserts métalliques ou plastiques qui peuvent être clipés ou vissés sur l'une It is therefore common to replace sheet metal or cage nuts with metal or plastic inserts which can be clipped or screwed onto one

des pièces à fixer.parts to fix.

Le document FR2412739 décrit un insert plastique pouvant se cliper dans le trou rond d'une pièce, et recevoir dans sa partie supérieure un élément complémentaire formant coin, tel qu'il provoque au fur et à mesure The document FR2412739 describes a plastic insert which can be clipped into the round hole of a part, and receives in its upper part a complementary element forming a wedge, as it causes as and when

de sa pénétration le gonflement de l'élément clipable dans le trou rond. from its penetration the swelling of the clipable element in the round hole.

-2- L'ensemble ainsi constitué forme un écrou susceptible de recevoir une vis de montage traversant librement un alésage approprié du coin complémentaire pour venir tarauder la partie basse de l'élément clipé dans le trou. Le vissage provoque, à la fois, la descente du coin complémentaire et la remontée de la partie basse de l'élément clipé et, par conséquent, -2- The assembly thus formed forms a nut capable of receiving a mounting screw freely passing through an appropriate bore in the complementary corner to come and tap the lower part of the element clipped into the hole. The screwing causes, at the same time, the descent of the complementary corner and the ascent of the lower part of the clipped element and, consequently,

l'augmentation de l'expansion de serrage du corps clipé dans le trou. increasing the clamping expansion of the body clipped into the hole.

Le dispositif de fixation selon cette publication est principalement dédié à fixer des pièces de faibles poids, avec un couple de serrage moyen. Il nécessite l'emploi de vis capable de tarauder un insert constitué de matériau tendre. De plus, l'insert étant composé de deux éléments devant être emboîtés l'un dans l'autre, un temps de montage est requis pour réaliser cette opération. En outre, l'arrêt en rotation de l'insert une fois clipé est assuré par les seules forces de frottement entre l'insert et la pièce, ce qui peut être insuffisant lorsque le poids des pièces et le couple de serrage à garantir sont élevés. Finalement, au démontage, le fluage de la matière d'un insert plastique peut provoquer des difficultés importantes de mise en The fixing device according to this publication is mainly dedicated to fixing parts of low weight, with an average tightening torque. It requires the use of screws capable of tapping an insert made of soft material. In addition, the insert being composed of two elements having to be nested one inside the other, an assembly time is required to carry out this operation. In addition, the stop in rotation of the insert once clipped is ensured by the only friction forces between the insert and the part, which can be insufficient when the weight of the parts and the tightening torque to be guaranteed are high. . Finally, upon disassembly, the creep of the material of a plastic insert can cause significant difficulties in setting

rotation de l'ensemble vis-insert.rotation of the screw-insert assembly.

La présente invention vise à obtenir un dispositif de fixation par vis avec insert utilisable sur des pièces de poids importants et permettant un couple de serrage élevé, tout en assurant un arrêt en rotation efficace de The present invention aims to obtain a fixing device by screw with insert usable on large parts and allowing a high tightening torque, while ensuring an effective rotation stop of

l'insert clipé.the clip-on insert.

Dans ce but, elle propose un dispositif de fixation par vis dans lequel le clipage de l'insert sur la pièce est obtenu par la déformation temporaire d'éléments élastiques de la pièce lors de l'insertion de l'insert sur la pièce, et en ce que ledit insert comprend une collerette adaptée pour venir en butée contre un élément en saillie de la pièce, une fois l'insert clipé, de façon à To this end, it provides a screw fixing device in which the clip is inserted onto the part by temporary deformation of elastic elements of the part when the insert is inserted on the part, and in that said insert comprises a collar adapted to abut against a protruding element of the part, once the insert has been clipped, so as to

empêcher la rotation de l'insert par rapport à la pièce. prevent rotation of the insert relative to the workpiece.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on

lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de reading of the description which will follow of an embodiment of

-3 - l'invention, donnés à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente une demi-vue de côté, et une demi-coupe -3 - The invention, given by way of nonlimiting example, with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 shows a half side view, and a half section

partielle de côté, du dispositif selon l'invention. partial side, of the device according to the invention.

- la figure 2 représente une vue de côté d'un élément clipable du dispositif selon l'invention, - la figure 3 représente une vue de dessus de l'élément clipable de la figure 2, - la figure 4 représente une vue de dessus d'une partie de la pièce - Figure 2 shows a side view of a clipable element of the device according to the invention, - Figure 3 shows a top view of the clipable element of Figure 2, - Figure 4 shows a top view of part of the room

recevant l'élément clipable du dispositif selon l'invention. receiving the clipable element of the device according to the invention.

Tel que représenté sur la figure 1, le dispositif selon l'invention est utilisé pour fixer une pièce 3, telle qu'un boîtier de chauffage, sur un support 2, tel qu'un élément de la carrosserie, comme, par exemple, le tablier. Le boîtier de chauffage 3, dans la zone o est réalisée la fixation, est constitué par une tôle sensiblement plane et d'épaisseur constante caractérisée par un As shown in Figure 1, the device according to the invention is used to fix a part 3, such as a heating box, on a support 2, such as an element of the body, such as, for example, the apron. The heating box 3, in the area where the fixing is carried out, consists of a substantially flat sheet of constant thickness characterized by a

plan médian équidistant des parois supérieures 14 et inférieures 15. equidistant median plane of the upper 14 and lower 15 walls.

Le dispositif 1 de fixation est constitué par une vis 4 et un insert 5. The fixing device 1 consists of a screw 4 and an insert 5.

L'insert 5, représenté sur la figure 2, est un cylindre, constitué d'un matériau métallique, d'axe D, comportant un alésage intérieur fileté dont la portée est limitée, à une extrémité du cylindre, par un chambrage 18 de section circulaire. A cette même extrémité, l'insert 5 possède une collerette 6 ayant un contour hexagonal (représenté sur la figure 3). Un collet 12 est placé sur la partie conique de l'insert 5 de façon à définir, avec la collerette 6, une gorge 7. Le paroi du collet 12 perpendiculaire et adjacente avec la gorge 7 The insert 5, shown in Figure 2, is a cylinder, made of a metallic material, of axis D, having a threaded internal bore whose range is limited, at one end of the cylinder, by a recess 18 of section circular. At this same end, the insert 5 has a collar 6 having a hexagonal outline (shown in FIG. 3). A collar 12 is placed on the conical part of the insert 5 so as to define, with the collar 6, a groove 7. The wall of the collar 12 perpendicular and adjacent to the groove 7

forme un épaulement 11.forms a shoulder 11.

Deux logements 16,17 sont réalisés dans le boîtier de chauffage 3 (figure 6), le premier 16 est un trou circulaire de diamètre sensiblement identique au diamètre de la gorge 7, et inférieur à celui du collet 12. Le second logement 17 est constitué par une ouverture rectangulaire, liée au -4- trou circulaire 16 par une ouverture trapézoïdale, délimitant ainsi deux éléments déformables 9, en forme de " V ", qui sont en saillie par rapport au boîtier de chauffage 3, tout en étant inclus dans le plan de ce boîtier 3. Le second logement 17 peut avoir une forme autre que rectangulaire, il est toutefois nécessaire que ces dimensions permettent la pénétration dans celui- Two housings 16, 17 are produced in the heating box 3 (FIG. 6), the first 16 is a circular hole with a diameter substantially identical to the diameter of the groove 7, and less than that of the collar 12. The second housing 17 consists by a rectangular opening, linked to the circular hole 16 by a trapezoidal opening, thus delimiting two deformable elements 9, in the shape of a "V", which protrude relative to the heating box 3, while being included in the plane of this housing 3. The second housing 17 may have a shape other than rectangular, it is however necessary that these dimensions allow penetration into it

ci de l'insert 5 sans contact du collet 12 avec le boîtier de chauffage 3. ci of the insert 5 without contact of the collar 12 with the heating box 3.

La paroi supérieure 14 du boîtier de chauffage 3 comprend un élément 10 faisant saillie dans une direction perpendiculaire au plan médian du boîtier de chauffage 3. Cet élément en saillie 10 suit, sur une partie, la forme d'un demi-hexagone avec une section droite rectangulaire sensiblement constante. La zone intérieure qu'il délimite correspond, The upper wall 14 of the heating box 3 comprises an element 10 projecting in a direction perpendicular to the median plane of the heating box 3. This projecting element 10 partly follows the shape of a half-hexagon with a section substantially constant rectangular right. The interior zone which it delimits corresponds,

sensiblement en partie, à l'empreinte de la collerette 6 de l'insert 5. substantially in part, at the imprint of the collar 6 of the insert 5.

Le clipage de l'insert 5 dans le boîtier de chauffage 3 est réalisé de la façon suivante: l'insert 5 est placé libre dans le second logement 17, la collerette 6 venant en butée contre la paroi supérieure 14 du boîtier de chauffage 3. L'insert 5 est poussé en direction du premier logement 16. La The insert 5 is clipped into the heating box 3 as follows: the insert 5 is placed freely in the second housing 17, the collar 6 abutting against the upper wall 14 of the heating box 3. The insert 5 is pushed towards the first housing 16. The

paroi de la gorge 7 vient alors en contact avec les éléments déformables 9. wall of the groove 7 then comes into contact with the deformable elements 9.

Si la pression exercée sur l'insert 5 est suffisamment importante, les éléments déformables 9 vont fléchir, permettant ainsi le passage de l'insert 5 If the pressure exerted on the insert 5 is sufficiently great, the deformable elements 9 will bend, thus allowing the passage of the insert 5

du second logement 17 au premier logement 16. L'insert 5 est alors clipé. from the second housing 17 to the first housing 16. The insert 5 is then clipped.

Le clipage ne sera possible que si la collerette 6 est orientée de façon Clipping will only be possible if the flange 6 is oriented so

à ce que son contour corresponde avec l'élément en saillie 10. that its outline corresponds to the protruding element 10.

Une fois le clipage réalisé, l'insert 5 est bloqué à la fois en translation, et en rotation suivant son axe D. L'arrêt en translation est assuré par la coopération de l'insert 5 avec la collerette 6 et l'épaulement 11. En effet, la collerette 6 vient en butée contre la paroi supérieure 14 du boîtier de chauffage si l'on exerce une pression sur celle-ci, et l'épaulement 11 vient en butée contre le la paroi inférieure 15 du boîtier de chauffage si l'on tente de retirer l'insert 5. L'arrêt en rotation est assuré par l'élément en saillie 10 -5 - contre lequel vient en butée la collerette 6 lorsqu'on exerce une rotation de Once the clipping has been carried out, the insert 5 is blocked both in translation and in rotation along its axis D. The stop in translation is ensured by the cooperation of the insert 5 with the flange 6 and the shoulder 11 In fact, the flange 6 abuts against the upper wall 14 of the heating box if pressure is exerted on it, and the shoulder 11 comes into abutment against the lower wall 15 of the heating box if an attempt is made to remove the insert 5. The rotation is stopped by the projecting element 10 -5 - against which the collar 6 abuts when a rotation of

l'insert 5.insert 5.

Le diamètre du logement 16 étant sensiblement égal à celui de la The diameter of the housing 16 being substantially equal to that of the

gorge 7 de l'insert 5, les jeux axiaux sont ainsi réduits. groove 7 of insert 5, the axial clearances are thus reduced.

Une vis 4 utilise le taraudage central de l'insert 5 pour fixer le boîtier de chauffage 3 sur la carrosserie 2 du véhicule. Le diamètre du chambrage 18 est légèrement supérieure à celui de l'alésage 13, facilitant ainsi le A screw 4 uses the central thread of the insert 5 to fix the heating box 3 to the body 2 of the vehicle. The diameter of the recess 18 is slightly greater than that of the bore 13, thus facilitating the

centrage de la vis 4 lors du montage. centering of screw 4 during assembly.

Le boîtier de chauffage 3, équipé de l'insert 5, est amené en position The heating box 3, fitted with the insert 5, is brought into position

sur la carrosserie 2, la vis 4 venant prendre en sandwich les deux pièces 2,3. on the bodywork 2, the screw 4 sandwiching the two parts 2,3.

L'élément en saillie 10 peut aussi servir de cale entre le boîtier de chauffage 3 et la carrosserie 2 lorsque les deux éléments sont fixés l'un sur l'autre. La forme des éléments déformables 9 dépend, en partie, des matériaux utilisés pour le boîtier de chauffage 3 et l'insert 5. Ces éléments déformables 9 peuvent avoir une forme arrondi au lieu d'une forme en " V ". En outre, il est possible de réaliser des évidements dans le boîtier de chauffage 3 à proximité des éléments déformables 9 afin de faciliter la The protruding element 10 can also serve as a wedge between the heating box 3 and the bodywork 2 when the two elements are fixed to each other. The shape of the deformable elements 9 depends, in part, on the materials used for the heating unit 3 and the insert 5. These deformable elements 9 may have a rounded shape instead of a "V" shape. In addition, it is possible to make recesses in the heating unit 3 near the deformable elements 9 in order to facilitate the

déformation de ceux-ci lors du clipage de l'insert 5. deformation of these when the insert 5 is clipped.

Le dispositif selon la présente invention permet un montage extrêmement simple et rapide de l'insert sur le boîtier de chauffage. De plus, le fait d'utiliser un insert clipé, bloqué en rotation, permet de supprimer tout couple de serrage à surveiller entre l'insert et le boîtier de chauffage. En The device according to the present invention allows extremely simple and rapid mounting of the insert on the heating box. In addition, the fact of using a clip-on insert, locked in rotation, makes it possible to eliminate any tightening torque to be monitored between the insert and the heating unit. In

outre, au démontage il n'y a plus de risque de mise en rotation de l'insert. furthermore, upon dismantling there is no longer any risk of the insert rotating.

L'insert utilisé dans la présente invention étant métallique, et le clipage étant réalisé essentiellement par déformation temporaire d'éléments situés sur la pièce destinée à recevoir l'insert, et non par déformation de l'insert lui-même, il est possible d'utiliser le présent dispositif de fixation The insert used in the present invention being metallic, and the clipping being carried out essentially by temporary deformation of elements located on the part intended to receive the insert, and not by deformation of the insert itself, it is possible to '' use this fixing device

avec des pièces relativement massives et pour des couples de serrage élevés. with relatively massive parts and for high tightening torques.

-6- Le montage étant réalisé, les efforts transmis entre le boîtier de chauffage et l'élément de carrosserie le sont essentiellement par la surface de contact entre l'épaulement formé par le collet et la paroi inférieure du boîtier de chauffage. Le diamètre du collet n'intervient pas lors du clipage de l'insert. En effet, celui-ci est effectué par l'appui de la gorge de l'insert sur des éléments déformables situés sur le boîtier de chauffage. Il est ainsi possible d'augmenter le diamètre du collet en fonction des efforts à transmettre, ce qui rend la présente invention particulièrement adaptée à la -6- The assembly being carried out, the forces transmitted between the heating unit and the bodywork element are essentially due to the contact surface between the shoulder formed by the collar and the bottom wall of the heating unit. The diameter of the collar does not come into play when the insert is clipped. Indeed, this is done by pressing the throat of the insert on deformable elements located on the heating box. It is thus possible to increase the diameter of the collar as a function of the forces to be transmitted, which makes the present invention particularly suitable for

fixation de pièces massives.fixing of massive parts.

De plus, le présent dispositif ne nécessite pas de vis spéciales, en In addition, the present device does not require special screws, in

particulier l'utilisation de vis métriques standardisées est envisageable. in particular, the use of standardized metric screws is possible.

La présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits The present invention is in no way limited to the embodiment described and illustrated, which has been given only by way of example. On the contrary, the invention includes all the technical equivalents of the means described

ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. as well as their combinations if these are carried out according to his spirit.

Ainsi, les forme de la collerette et de la partie correspondante de l'élément en saillie peuvent-elles être autre qu'hexagonale. Il suffit que ces formes permettent à la collerette de venir en butée contre l'élément en saillie, une fois l'insert clipé, lorsqu'une rotation est exercée sur celui-ci. De même, la présente invention peut s'appliquer quelles que soient les deux pièces à fixer, dans la mesure o il est possible de réaliser des éléments Thus, the shape of the collar and of the corresponding part of the projecting element can be other than hexagonal. It suffices that these shapes allow the collar to abut against the projecting element, once the insert is clipped, when a rotation is exerted on it. Similarly, the present invention can be applied whatever the two parts to be fixed, insofar as it is possible to produce elements

élastiques sur la pièce destinée à recevoir l'insert. elastic on the part intended to receive the insert.

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Claims

I. Device for fixing by screw (4) a part (3) on a support (2), comprising an insert (5), of axis D, capable of being clipped into a first housing (16) located on the part (3), characterized in that the clipping of said insert (5) on the part (3) is obtained by the temporary deformation of deformable elements (9) of the part (3) during the insertion of the insert (5) on the part (3), and in that said insert (5) comprises a flange (6) adapted to come into abutment against a projecting element (10) of the part (3), once the insert (5) clipped, so as to prevent rotation of the insert (5) by

relative to the part (3).

2.A screw fixing device (4) according to claim 1 characterized in that the insert (5) contains a bore (13), at least in part

threaded, to receive the screw (4).

3.Screw fixing device (4) according to any one of

Claims 1 or 2, characterized in that the insert (5) comprises a

shoulder (11), the part (3) abutting either against the shoulder (11) or against the flange (6) when the insert (5) is translated along its axis D.

4.Screw fixing device (4) according to any one of

Claims 1 to 3, characterized in that the collar (6) of the insert (5) has

a contour of complementary shape with at least part of a wall

of the protruding element (10).

5. A screw fixing device (4) according to claim 5,

characterized in that the collar (6) of the insert (5) has a polygonal outline.

6.Screw fixing device (4) according to any one of

Claims 1 to 5, characterized in that the insert (5) comprises a

shoulder (11), and that the part (3), once the insert (5) is clipped, is blocked in translation along the axis D, by the cooperation of its upper wall (14) with the flange (6) according one direction, and its lower wall (15) with

the shoulder (11) in the other direction.

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7.Screw fixing device (4) according to any one of

Claims 1 to 6, characterized in that the part (3) comprises a second

housing (17) separated from said first housing (16) by the deformable elements (9) adapted to flex under the action of a force perpendicular to the axis D.

8.Screw fixing device (4) according to any one of

Claims 1 to 7, characterized in that the bore (13) is limited by a

recess (13) so as to facilitate centering of the screw (4).