FR3141733A1 - Système d’assemblage mécanique de type cheville notamment pour la menuiserie - Google Patents
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Abstract
TITRE : Système d’assemblage mécanique de type cheville notamment pour la menuiserie Système d’assemblage mécanique d’un premier élément (E1) et d’un deuxième élément (E2) comprenant : un premier perçage (P1) dans le premier élément (1), un deuxième perçage (P2) dans la surface d’assemblage (SA2) du deuxième élément (E2), et un troisième perçage (P3) dans le deuxième élément (E2) coupant le deuxième perçage (P2) et un dispositif d’assemblage (100) comprenant : - une cheville (1) ayant : un corps (12), une broche (11), et une tête (13) et - une douille (2) venant dans le premier perçage (P1) pour recevoir la broche (11) et y être expansée mécaniquement par le basculement de la cheville (1) engagée dans la douille (2) et, - un verrou (3) venant dans le troisième perçage (P3) et chevauchant la tête (13) de la cheville (1). Figure 14
Description
La présente invention se rapporte à un système d’assemblage mécanique de type cheville pour réunir un premier élément et un deuxième élément et les bloquer l’un contre l’autre par leur surface d’assemblage.
Il existe de multiples façons d’assembler deux éléments de meuble, notamment par des chevilles, des languettes ou lamelles.
Ces modes d’assemblage sont intéressants mais s’adressent à des professionnels et ne conviennent que très rarement pour des meubles en kit destinés à être assemblés par des non-professionnels.
Il existe également des systèmes d’assemblage de type cheville qui, non seulement permettent de réunir deux éléments par leur surface d’assemblage, par exemple, selon un angle droit, mais également de serrer l’assemblage par un mécanisme à came intégré dans l’un des éléments pour atteindre la cheville et pouvoir tirer la cheville pour serrer l’assemblage.
Mais ces dispositifs faciles à mettre en œuvre nécessitent néanmoins la préparation de perçages et de logements pour recevoir les éléments constitutifs du système d’assemblage et un tournevis pour tourner la came et serrer l’assemblage.
BUT DE L’INVENTION
La présente invention a pour but de simplifier la fabrication et l’assemblage d’éléments par des moyens d’assemblage de type cheville, en particulier destinés à l’assemblage d’éléments de meubles en kit, et faire l’assemblage sans outils.
EXPOSE ET AVANTAGES DE L’INVENTION
A cet effet, l’invention a pour objet un système d’assemblage mécanique d’un premier élément et d’un deuxième élément comprenant :
A) un triplet de perçages : un premier perçage dans le premier élément à partir de la surface d’assemblage, selon l’axe d’assemblage, un deuxième perçage réalisé dans la surface d’assemblage du deuxième élément, dans la direction de l’axe d’assemblage, un troisième perçage dans le deuxième élément et d’axe coupant le deuxième perçage et l’axe d’assemblage,
B) un dispositif d’assemblage comprenant : une cheville ayant : une broche venant dans le premier perçage, un corps venant dans le deuxième perçage, une tête venant dans le deuxième perçage, une douille venant dans le premier perçage pour recevoir la broche et y être expansée mécaniquement par le basculement de la cheville engagée dans la douille dans une direction inclinée par rapport à l’axe d’assemblage et basculée sur l’axe d’assemblage un verrou venant dans le troisième perçage et chevauchant la tête de la cheville pour la bloquer dans l’axe d’assemblage en comprimant le premier et le second élément par leurs surfaces d’assemblage.
Le système d’assemblage selon l’invention a l’avantage d’être d’une réalisation simple car ne nécessitant la réalisation préparatoire que sous la forme de perçages dans les deux éléments à assembler. Ces perçages peuvent être de même diamètre ou de diamètre différent selon les dimensions des éléments composant le dispositif d’assemblage.
Pour réaliser l’assemblage, l’utilisateur aura simplement à engager la broche de la cheville dans le perçage avec mise en place au préalable d’une douille dans le perçage ou autour de la broche. La broche est ainsi engagée dans la douille et le perçage en position préassemblée. Il suffit alors de basculer la cheville pour provoquer l’expansion dans la douille et ainsi le blocage de la cheville dans le premier élément.
La suite de l’assemblage consiste à réunir le deuxième élément au premier en engageant le corps de la cheville et la tête dans le perçage correspondant, toujours selon l’axe d’assemblage et de bloquer le corps de la cheville par la tête dans le second élément tout en tirant sur la broche par un effet de coin réalisé par l’engagement du verrou qui sert ainsi les deux surfaces d’assemblage l’une contre l’autre dans le plan d’assemblage.
Suivant une autre caractéristique avantageuse, la broche comprend deux cames d’expansion diamétralement opposées et décalées selon l’axe de la broche en occupant les deux extrémités de celle-ci, la douille est formée de deux manchons ouverts , déformables élastiquement, opposés diamétralement l’un à l’autre et, décalés axialement, ayant chacune une cavité, les deux manchons étant réunis par deux prolongements latéraux reliant et prolongeant les cavités, chaque manchon a une section en U à deux branches symétriques, délimitant la cavité par leur côté intérieur avec une rampe d’entrée suivie d’un bossage d’enclipsage, les deux cavités d’expansion coopérant avec les rampes d’entrée et les bossages d’enclipsage pour expanser chaque manchon.
Cette broche peut ainsi s’engager facilement dans la douille à l’état non expansé, que cette douille soit libre et qu’elle soit installée sur la broche à l’extérieur du premier perçage pour que l’ensemble formé par la broche et la broche puisse être engagé dans le premier perçage et ensuite la broche est redressée suivant l’axe d’assemblage, mouvement qui provoque l’expansion de la douille et le blocage de la broche par la douille expansée dans le premier perçage.
Suivant une autre caractéristique, la broche a un ergot de blocage associé à chaque came d’expansion dans une position diamétralement opposée à celle de la came, la douille a dans la cavité de chaque manchon, un logement de blocage en position diamétralement opposée à son ouverture et en position homologue à l’ergot de blocage combiné à la came d’expansion correspondant à un manchon pour recevoir son ergot de blocage et solidariser la broche aux deux manchons de la douille.
La broche est ainsi retenue dans la direction de l’axe d’assemblage grâce à ses ergots de blocage qui sont dans des positions diamétralement opposées sur la broche et coopèrent avec les deux manchons eux-mêmes dans les directions diamétralement opposées.
Suivant une autre caractéristique, les deux manchons sont réunis par deux prolongements latéraux reliant les cavités formant autour de l’axe du manchon, un espace recevant la broche en position d’attente et en position d’expansion des manchons de la douille, la broche étant en position d’assemblage, alignée sur l’axe d’assemblage.
Ces deux manchons ainsi réunis sont faciles à manipuler d’autant plus qu’il s’agit de pièces de dimensions très faibles.
Suivant une autre caractéristique, les cames d’expansion sont respectivement issues du dessous du corps de la cheville et de l’extrémité de la broche, et les manchons sont écartés dans la douille de façon homologue aux cames de la broche pour être accrochées dans des positions écartées dans le perçage qui les reçoit dans l’élément.
De manière avantageuse, les deux logements de blocage axial des manchons ont une forme de prisme creux, avec des arêtes dans des plans perpendiculaires à l’axe de la douille à l’état expansée des manchons et les ergots en position pour s’engager dans les logements par un mouvement de translation à la fin du basculement relatif de la broche par rapport à la douille lorsque la cheville arrivant en position sur l’axe d’assemblage.
Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse, la tête se compose d’un cône terminé par un prolongement cylindrique de section circulaire prolongeant la forme cylindrique du corps et formant une extrémité de guidage de la cheville dans le perçage du deuxième élément, le segment tronconique et le perçage auxiliaire se correspondent selon l’axe d’assemblage par rapport à la surface d’appui du deuxième élément, le verrou en forme de cavalier a un segment conique d’axe coïncidant avec l’axe d’assemblage lorsque le verrou est engagé sur le cône de la tête pour tirer le deuxième élément contre le plan d’assemblage.
Suivant une autre caractéristique avantageuse, le verrou a une forme de bouchon symétrique par rapport au plan médian et inscrit dans une enveloppe cylindrique de section adaptée à celle du perçage auxiliaire ayant une structure de fer à cheval dont le haut est une couronne circulaire se prolongeant par deux branches de part et d’autre du plan médian, entourant une cavité tronconique d’axe destinée à coïncider avec l’axe d’assemblage du second perçage, et en position assemblée, engagées étroitement par clipsage sur le segment tronconique de la cheville apparaissant à l’intersection du second perçage et du perçage auxiliaire du deuxième élément.
Le verrou en forme de bouchon a l’avantage de s’installer très facilement par une sorte de mouvement de basculement et d’enclipsage sur la tête de la cheville et de bloquer la cheville dans la direction de l’axe d’assemblage tout en exerçant, par sa forme complémentaire de la forme tronconique de la tête de la cheville, un effort de serrage des deux éléments assemblés dans le plan d’assemblage.
Suivant une autre caractéristique avantageuse, le verrou a, en position d’assemblage, un côté arrière tourné vers le plan d’assemblage et côté avant tourné du côté opposé, les côtés formant un coin s’engageant sur la tête dans le perçage auxiliaire, le côté arrière des branches comporte une surface bombée de guidage et d’appui de basculement, le côté avant du verrou est une surface cylindrique à section concave et d’axe perpendiculaire au plan médian du verrou formant avec l’enveloppe cylindrique du verrou, un contour extérieur s’appuyant en deux points courants sur le bord périphérique du perçage auxiliaire pour le mouvement de mise en place du verrou sur la tête de la cheville, la surface et le contour extérieur assurant le guidage du verrou pour sa mise en place sur la tête de la cheville dans le deuxième perçage.
La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée, à l’aide d’un mode de réalisation de système d’assemblage mécanique de deux éléments, notamment de deux panneaux représentés dans les dessins annexés dans lesquels :
DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTION
Pour simplifier la description, les éléments ou parties d’éléments symétriques portent les mêmes références numériques en n’étant distingués par le suffixe (a) ou (b) qu’en cas de nécessité de compréhension.
Selon les figures 1-3, l’invention a pour objet un système d’assemblage mécanique de type cheville pour réunir solidairement un premier élément E1 tel qu’un panneau et un deuxième élément E2 tel qu’un autre panneau par un ou plusieurs dispositifs d’assemblage 100 engagés dans les deux éléments E1, E2 selon une direction d’assemblage représentée par l’axe d’assemblage ZZ.
Chacun des éléments E1, E2 a une surface d’assemblage SA1, SA2 et celles-ci sont réunies et serrées l’une contre l’autre dans un plan d’assemblage PA.
Le plan d’assemblage PA est généralement mais non nécessairement perpendiculaire à l’axe d’assemblage ZZ selon les formes géométriques des éléments E1, E2.
A titre d’exemple, le système d’assemblage est destiné à réunir par une liaison mécanique et non chimique, deux éléments E1, E2 en forme de panneau selon une arête commune pour former un dièdre rectangulaire ; le champ du bord du panneau E2 vient contre la face du panneau E1 au niveau du bord d’assemblage de cet autre panneau E1 comme le montre l’orientation des panneaux prépositionnés de la ou celle de l’assemblage des panneaux de la .
Le système d’assemblage pour assembler les éléments E1, E2 par les surfaces d’assemblage SA1, SA2 respective se compose d’un ensemble de perçages P1, P2, réalisés respectivement dans la surface d’appui SA1, SA2 des éléments E1, E2 et un perçage auxiliaire P3 réalisé dans l’élément E2, de manière à couper le perçage P2. Les perçages P1, P2 sont alignés sur l’axe d’assemblage ZZ reporté aux éléments E1, E2 et passant par les surfaces d’assemblage SA1, SA2 ; le troisième perçage P3 d’axe TT coupe le deuxième perçage P2 de l’élément E2.
Le système d’assemblage comprend un dispositif d’assemblage 100 composé d’une cheville 1, et d’une douille 2 se bloquant dans le perçage P1 de l’élément E1 avec la cheville 1 engagée par ailleurs dans le perçage P2 de l’élément E2 dans lequel elle est bloquée par un verrou 3 engagé dans le perçage auxiliaire P3. La douille 2 est solidarisée par expansion mécanique dans le perçage P1 et le verrou 3 exerce un effort de serrage dans la direction ZZ par la cheville 1, sur les deux surfaces d’assemblage SA1, SA2 pour les serrer l’une contre l’autre dans le plan d’assemblage PA.
La structure et les fonctionnalités du dispositif d’assemblage 100 seront décrites ci-après.
La cheville 1 du dispositif d’assemblage 100 est représentée aux figures 2 et 3. Elle se compose d’un corps cylindrique 12 de diamètre D2 correspondant à l’enveloppe cylindrique formée par le perçage P2 qui le recevra. Le corps 12 a une première extrémité 12a et une seconde extrémité 12b. La première extrémité 12a se prolonge par une broche 11 destinée à coopérer avec la douille 2 pour l’accrocher par expansion mécanique dans le perçage P1 de l’élément E1. L’autre extrémité 112b du corps se poursuit par une tête 13 composée d’un segment conique 132 et d’un prolongement cylindrique 133. Le segment conique 132 est relié au corps 12 par un col 131 relié à la petite base du segment conique 132 ; la grande base du segment conique 132 rejoint le prolongement cylindrique 133 du corps 12 assurant le guidage de la tête 13 dans le perçage P2.
Le corps 12 de la cheville 1 s’appuie sur la surface d’assemblage SA1 de l’élément E1 autour du perçage P1 et bloque ainsi l’axe Z1Z1 de la cheville sur l’axe d’assemblage ZZ.
Le diamètre D1 du perçage P1 est, par exemple, inférieur au diamètre D2 du perçage P2 de façon que le dessous du corps 12 de la cheville 1 puisse s’appuyer sur la périphérie du perçage P1 de l’élément E1.
Cette différence des diamètres D1, D2 fonctionne également comme détrompeur pour éviter une mauvaise mise en place de la cheville et interdire l’introduction de la tête de la cheville dans le premier perçage P1.
Selon les figures 3, 4, la broche 11 se compose d’une tige cylindrique de section circulaire, d’axe Z1Z1 ; la tige est munie de deux cames d’expansion 111a, 111b et de deux ergots de verrouillage 112a, 112b dans des positions pseudo-symétriques associées, comme cela sera vu ensuite pour les deux manchons 21a,b de la douille 2 par rapport à l’axe de basculement Y2Y2.
La première came d’expansion 111a est directement sous la première extrémité 12a du corps 12 de la cheville 1 avec un ergot de blocage 112a en position diamétralement opposée à la came 111a.
La deuxième came d’expansion 111b et son ergot de blocage 112b sont décalés par translation axiale selon l’axe Z1Z1 et pivotement d’un angle 180° autour de cet axe Z2Z2 pour être dans des positions homologues à la forme de la cavité de chacun des manchons 21a,b de la douille 2.
La douille 2 représentée à la selon deux vues de côté tournées l’une par rapport à l’autre de 90° autour de l’axe Z2Z2 est inscrite dans un cylindre géométrique d’axe Z2Z2 dont la section prend, par expansion et écrasement, la forme de la section circulaire du perçage P1 recevant la douille 2 à l’état installé.
La douille 2 se compose de deux manchons 21a, 21b pseudo-symétriques par rapport à un axe de basculement Y2Y2 coupant l’axe Z2Z2 (partie A, ).
Les deux manchon 21a, 21b sont traversés par un axe de montage incliné par rapport à l’axe Z2Z2 et correspondant à la position de l’axe Z1Z1 de la broche 11 engagée dans la douille 2 lors de la mise en place en attente de la douille 2 et de la cheville 1 dans le perçage P1.
Cette position préparatoire de la cheville 1 et de la douille 2 est ensuite redressée par basculement de la cheville 1 pour aligner son axe Z1Z1 sur l’axe d’assemblage ZZ et bloquer la cheville 1 dans cette position par l’expansion mécanique des manchons 21a, 21b dans deux directions diamétralement opposées par rapport à l’axe d’assemblage ZZ et qui correspond à un basculement autour de l’axe Y2Y2 ; ce basculement produit l’expansion et l’accrochage des deux manchons 21a, 21b aux surfaces du perçage P1 en quelque sorte symétriques et décalées longitudinalement par rapport à l’axe de basculement Y2Y2.
Les manchons 21a, 21b sont identiques à quelques différences dues à leur position selon l’axe Z2Z2 de la douille 2 et l’axe d’assemblage ZZ.
Le manchon 21a est composé d’une couronne 211a munie sur sa surface extérieure, d’anneaux à section de triangle rectangle ; ils forment des crans d’arrêt dans la direction d’extraction du manchon 2 hors du perçage P1, extraction que les anneaux crans d’arrêt doivent bloquer.
La couronne 211a est ouverte à « l’arrière ». La cavité 210a du manchon 21a est représentée en vue de dessus (ou en coupe) à la et sera décrite ultérieurement ; sa forme est conçue pour coopérer avec la broche 11 et créer un effet d’expansion mécanique et de blocage par compression des deux manchons 21a, 21b dans le perçage P1.
Le deuxième manchon 21b a globalement la même forme et les anneaux de sa couronne 211b formant les crans d’arrêt sont orientés dans le même sens que ceux du manchon 21a, selon l’axe Z2Z2 ; ils ont ainsi le même effet de cran d’arrêt selon l’axe d’assemblage ZZ.
La forme de la couronne ouverte 211a,b des deux manchons 21a,b apparaît dans la partie B qui correspond à un pivotement de la douille 2 de 90° autour de son axe Z2Z2, montrant le côté fermé de la couronne 211a du manchon 21a et l’ouverture 212b de la couronne 211b de l’autre manchon 21b.
Les manchons 21a,b ne sont pas jointifs mais séparés d’un intervalle pour pouvoir être expansés librement par la broche 11 tout en restant réunis pour former un seul composant facile à mettre en place sur la broche 11 ou dans le perçage P1, malgré les dimensions réduites de la broche 11.
Les couronnes 211a,b sont réunies par deux prolongements latéraux 213a,b soulignant la forme en U non seulement des couronnes 211a,b mais aussi la section en U dans la direction de l’axe Z2Z2, avec une forme en U renversé dans la partie B de la ; l’inverse s’applique au manchon 21b n’apparaissant pas dans cette figure, mais correspondant à une simple symétrie par rapport à l’axe de basculement Y2Y2.
L’ouverture 212b du manchon 21b laisse apparaître un logement de blocage 214b pour la broche 11.
La comparaison des deux parties A, B de la et de la broche 11 représentée en parallèle dans les parties AA, BB explicite la pseudo-symétrie de la forme de la broche 11 et de celle de la douille 2 ; les manchons 21a,b se déduisent l’un de l’autre par une translation selon l’axe Z2Z2 combinée à une rotation de 180° autour de l’axe Z2Z2.
En résumé, tenant compte de la pseudo-symétrie, et sans les suffixes (a) et (b), la douille 2 est composée de deux manchons ouverts 21 à section en U combinés tête-bêche et décalés l’un par rapport à l’autre selon l’axe de basculement transversal Y2Y2 perpendiculaire au plan médian des deux manchons ouverts 21. Les deux manchons 21 sont reliés par des prolongements latéraux 213. La douille 2 est ainsi ouverte non seulement aux extrémités, mais aussi latéralement, de façon alternée suivant l’axe Z2Z2 par la situation tête bèche et décalée axialement, des deux manchons ouverts 21.
La broche 11 peut se préassembler à la douille 2 à l’extérieur du perçage P1 ou dans la douille 2 déjà installée dans le perçage P1 suivant une position inclinée ZoZo par rapport à l’axe d’assemblage ZZ du perçage P1.
Selon les parties AA et BB de la , comme déjà indiqué, la broche 11 comporte deux cames d’expansion 111a,b dans des positions diamétralement opposées et décalées axialement pour être dans une position homologue respective à chacune des cavités 210a,b des deux manchons 21a,b de la douille 2.
Les cames d’expansion 111a,b sont ainsi en attente en position préassemblée, devant le relief d’enclipsage et d’expansion des deux manchons ouverts 21a,b. L’axe de préassemblage ZoZo occupé par l’axe Z1Z1 de la broche 11 en position de préassemblage coupe schématiquement l’axe Z2Z2 de la douille 2 suivant l’axe de basculement Y2Y2 transversal, autour duquel bascule la cheville 1 pour s’aligner sur l’axe d’assemblage ZZ en coopérant avec les reliefs d’enclipsage et d’expansion des deux cavités 210 a,b des manchons ouverts 21a,b.
Cet axe de basculement Y2Y2 n’est pas matérialisé par une position fixe, mais désigne une région dans laquelle se trouve l’axe transversal de basculement de la cheville 1 par rapport à l’axe d’assemblage ZZ. Cette position de l’axe de basculement Y2Y2 dépend de la position de préassemblage ZoZo de la broche 11 et de ses deux cames d’expansion 111a,b par rapport à leur relief d’enclipsage. En fin de basculement de la cheville 1, les deux manchons ouverts 21a,b sont accrochés à la paroi du perçage P1 et les ergots 112a,b sont engagés dans les logements 214a,b des cavités 210b,a de sorte que la broche 11 est solidarisée axialement selon l’axe d’assemblage ZZ, du perçage P1 par la douille 2.
La juxtapose la cheville 1 et la douille 2 vues en perspective mais représentées à des échelles différentes. Les axes Z1Z1 et Z2Z2 sont parallèles ; l’orientation de la cheville 1 autour de son axe Z1Z1 correspond à l’orientation de la douille 2 autour de son axe Z2Z2 pour montrer comment la broche 11 de la cheville 1 peut se loger dans la douille 2 à l’état préassemblé avec son axe Z1Z1 incliné par rapport à l’axe Z2Z2 de la douille.
Le préassemblage peut se faire sur la broche 11 avant l’introduction de la douille 2 dans le perçage P1 ou en variante, par la mise en place de la douille 2 dans le perçage P1 avec son axe Z2Z2 nécessairement incliné par rapport à l’axe du perçage P1 qui est l’axe d’assemblage ZZ, à cause de la forme tronquée des deux manchons 21a,b. La broche 11 se place alors dans la douille 2 suivant la direction Z1Z1 représentée à la partie A de la et à la partie A de la , montrant la cheville dans la broche 2 esquissées en position d’attente dans le perçage P1. Cette position indiquée de la broche 11 est la seule possible à cause du relief des cames 111a,b non enclipsées dans le manchon 21 et des ergots 112a,b non engagés dans les logements 214.
La section de la broche 11 est symétrique par rapport au plan médian PM passant par l’axe Z1Z1 de la broche 11 aussi la description sera limitée à la moitié de la broche ; l’autre moitié porte les mêmes références.
A cheval sur le plan de symétrie correspondant au plan les parties A ou AA de la ou 5, d’un côté, la broche a l’ergot de guidage et de blocage 112 pour venir en fin d’expansion (et de redressement de l’axe Z1Z1 sur l’axe d’assemblage ZZ) dans le logement 214 du manchon 21. A l’opposé de l’ergot 112, la broche 11 porte la came 111 en forme de relief l’entourant et formant deux becs 1112 rejoignant la broche 11 par une rampe d’enclipsage 1111.
La montre la position préassemblée de la cheville 1 en position inclinée (axe de préassemblage Z0Z0) et engagée dans la douille 2 avec ses manchons 21a,b esquissés et dans lesquelles la broche 11 est déjà engagée.
La cheville 1 sera redressée par son basculement schématique autour de l’axe Y2Y2 (perpendiculaire au plan de la ) pour venir dans l’axe d’assemblage ZZ en comprimant et en expansion les manchons 21a,b dans le perçage P1 et y être bloquée.
La montre une section de la came 111, perpendiculairement à l’axe Z1Z1 et une section homologue d’un manchon 21 de la douille 2 par un plan perpendiculaire à son axe Z2Z2.
Cette présentation ne tient pas compte de l’inclinaison des axes ZZ1 et ZZ2 qui est faible et permet cette approximation consistant à présenter les deux coupes dans le même plan des figures 8 et 9.
Les vues en coupe A et B de la montrent la position de l’axe Z1Z1 de la broche 11 et de l’axe Z2Z2 du manchon 21.
La section du manchon 21 recevant la came 111 pour en assurer l’expansion a une forme de deux branches 215 délimitant la cavité 210 du manchon 21 jusqu’à son ouverture 212 face au logement 214. Le manchon 21 est déformable élastiquement pour pouvoir s’expanser mécaniquement. L’ouverture 212 se poursuit sur chaque branche 215 par une rampe 216 formant un bossage d’enclipsage 217 et au-delà de celui-ci, par une forme courbe 218 rejoignant le logement 214. La cavité 210 ainsi délimitée dans le manchon 21 par les deux branches 215 du manchon 21 reçoit la came 111 qui l’expanse en écartant les deux branches 215.
La montre, dans sa partie A, la position d’attente ou de préassemblage de la broche 11 dans l’ouverture 212 d’un manchon 21 : cette position d’attente est la même pour les deux cames 111a,b de la broche 11 et les manchons 21a,b de la douille 2 ; les figures qui montreraient cette position seraient identiques à la partie de la figure tournée de 180°.
La position d’attente montre la position décalée de l’axe Z1Z1 de la broche 11 par rapport à la position de l’axe Z2Z2 de la douille 2.
A partir de cette position, la broche 11 se déplace par rapport au manchon 21(partie B) ; le mouvement de la broche 11 (cheville 1) se fait autour de l’axe de basculement Y2Y2 ; les deux rampes 1111 de la came 111 glissent contre les rampes 216 du manchon 21 ; puis les becs 1112 passent les bossages d’enclipsage 217 en écartant élastiquement les deux branches du manchon 21 pour arriver sur les surfaces courbes 218, inclinées et maintenant ainsi les branches écartées ; le bossage d’enclipsage 217 se referme légèrement après l’enclipsage pour retenir la came 111 dans la cavité 210 du manchon 21 expansé mécaniquement contre la paroi du perçage P1.
L’ouverture 212 du manchon 21 est délimitée par les branches 215 du manchon couvrant beaucoup plus que la moitié du périmètre du perçage 21 et cela en plus dans des positions diamétralement opposées dans le perçage P1. Cette position est stable, alignée sur l’axe d’assemblage ZZ du perçage P1 et la stabilité est renforcée par la venue du dessous 12a du corps 12 contre la surface d’appui SA1 entourant l’entrée du perçage P1 dans l’élément E1 si le diamètre du perçage P2 et du corps 12 est plus grand que le diamètre du perçage P1.
Selon la , le verrou 3 représenté en perspective (A) et en vue de face (B) et aussi en coupe à la , a une forme en fer à cheval avec deux branches 31 délimitant une cavité tronconique 30. La cavité tronconique 30 permet l’engagement des deux branches 31 sur le col 131 et le segment conique 132 de la cheville 1 par un mouvement de basculement s’appuyant sur le bord du perçage P3. Par réaction à cette traction exercée par le verrou 3 sur la cheville 1 dans la direction de l’axe d’assemblage ZZ, l’élément E2 est tiré contre l’élément E1 dans le plan d’assemblage PA.
Le verrou 3 a une forme de bouchon inscrit dans une enveloppe cylindrique d’axe T1T1 de section égale au jeu près, à celle du perçage auxiliaire P3. Dans cette enveloppe cylindrique, le verrou 3 a une forme de fer à cheval en vue de face selon la direction de l’axe Z3Z3 du verrou et une forme de coin en vue dans la direction transversale perpendiculaire au plan médian PM et à l’axe d’assemblage ZZ sur lequel viendra l’axe Z3Z3 du verrou en fin de son assemblage sur la tête de la cheville 1 engagée dans le second perçage P2 et apparaissant dans le perçage auxiliaire P3.
Par convention, le côté arrière CAR du verrou 3 est la partie tournée vers le plan d’assemblage PA et le côté avant CAV du verrou 3 est à l’opposé du côté arrière CAR selon la direction de l’axe Z3Z3 ou le plan médian PM. Le côté arrière CAR coopère avec la surface homologue du perçage auxiliaire P3 ; le côté avant CAV coopère avec le bord périphérique P31 du perçage auxiliaire P3 pendant le mouvement de basculement du verrou 3 et aussi avec la surface du segment conique 132 de la cheville 1.
De façon plus détaillée, le verrou 3 a une forme en fer à cheval qui s’inscrit dans une surface complexe, globalement cylindrique, de section circulaire adaptée à la section du perçage auxiliaire P3 ; cette forme de fer à cheval délimite une cavité tronconique 30 d’axe Z3Z3. La cavité 30 est bordée par les branches 31 pour s’appuyer sur le col 131 et le segment tronconique 132 de la cheville 1 ainsi que des surfaces de guidage et d’appui pour faciliter le mouvement d’engagement et de mise en place du verrou 3 dans le perçage auxiliaire P3 sur la cheville 1.
Le haut du verrou 3 est une couronne circulaire 33 correspondant du perçage auxiliaire P3 avec un dessus plat 331 et se prolongeant par un dos cylindrique 34 (côté arrière AR) formant une surface d’appui pour la tenue du verrou 3 et de la cheville 1 dans la direction d’assemblage ZZ.
Les deux branches 31 délimitent latéralement la cavité tronconique 30 et se referment sous la cavité 30 ( , partie B) pour pincer le segment tronconique 132 de la cheville par enclipsage et tirer sur la tête 13 dans la direction d’assemblage ZZ pour serrer les surfaces d’assemblage SA1, SA2 l’une contre l’autre.
La partie inférieure des branches 31 forme une surface de guidage 35, courbe, bombée rejoignant le dessous 311 des branches 31. Cette surface bombée est adaptée au perçage P3 contre la surface duquel elle s’appuie pour le basculement du verrou et le développement de l’effet de coin par la mise en place du verrou 3. Cette surface bombée est adaptée au perçage P3 contre la surface duquel elle s’appuie par le basculement du verrou et le développement de l’effet de coin pour la mise en place du verrou 3.
La face côté avant CAV du verrou 3 est une surface cylindrique 32 à section en courbe concave et de génératrice perpendiculaire au plan médian PM qui est également le plan de coupe du verrou (plan de la ).
Cette surface 32 a un contour extérieur 321 correspondant à son intersection avec l’enveloppe cylindrique du verrou au niveau de la couronne 33 et des branches 31.
Le contour extérieur 321 forme la ligne d’appui du verrou 3 par deux points courants sur le bord périphérique P31 du perçage auxiliaire P3 pour la mise en place par basculement du verrou 3 sur la tête 13 (sur son segment tronconique 132).
Le contour intérieur 322 ( ) est de forme courbe assimilable à une partie d’ellipse résultant de l’intersection de la surface cylindrique 32 avec la surface conique de la cavité 30. Cette courbe intérieure 322 se poursuit en partie basse par un prolongement droit 323.
La petite base de la cavité tronconique 30 se termine vers le dos 34 (côté arrière CAR) par une extrémité cylindrique 301 d’axe Z3Z3.
La mise en place du verrou 3 sur la cheville 1 par un effet d’enclipsage notamment par basculement des branches 31 autour du segment conique 132, est présentée dans les vues en coupe des figures 12, 13, 14.
La montre la position initiale du verrou 3 dont les branches 31s’appuient par le prolongement 323 du contour intérieur 322 sur la surface tronconique 132 de la cheville 1.
La montre le début de l’engagement du verrou 3 sur la surface tronconique 132. La surface de guidage 35 des branches 31 est en appui contre la surface du perçage P3 et le contour extérieur 331 de la surface 32 s’appuie aux deux points courants sur le bord circulaire P31 de l’entrée du perçage P3.
La partie A montre le verrou 3 en coupe par son plan médian PM et la partie B montre le verrou 3 non coupé.
Dans la vue en coupe, l’appui en deux points courants du contour extérieur 321 sur le bord périphérique P31 du perçage auxiliaire P3 n’est pas visible.
La dans ses parties A et B montre la fin de la mise en place du verrou 3.
Après la poursuite du basculement, les branches 31 s’écartent en s’engageant pour se resserrer sur le segment tronconique 132 jusqu’à la position finale dans laquelle la cavité tronconique 30 est serrée sur le segment tronconique 132 en tirant sur la cheville 11 ; cet effet de coin serre ainsi l’assemblage des éléments E1, E2 dans le plan d’assemblage PA.
Le verrou 3 est en appui dans le perçage P3 contre la surface du perçage auxiliaire P3 non coupée par le deuxième perçage P2.
Suivant une autre caractéristique le système d’assemblage mécanique d’un premier élément (E1) et d’un deuxième élément (E2) comprenant :
A) un triplet de perçages (P1, P2, P3) :
- un premier perçage (P1) dans le premier élément (1) à partir de la surface d’assemblage (SA1), selon l’axe d’assemblage (ZZ),
- un deuxième perçage (P2) réalisé dans la surface d’assemblage (SA2) du deuxième élément (E2), dans la direction de l’axe d’assemblage (ZZ),
- un troisième perçage (P3) dans le deuxième élément (E2) et d’axe (TT) coupant le deuxième perçage (P2) et l’axe d’assemblage (ZZ),
B) un dispositif d’assemblage (100) comprenant :
- une cheville (1) ayant :
* une broche (11) venant dans le premier perçage (P1),
* un corps (12) venant dans le deuxième perçage (P2),
* une tête (13) venant dans le deuxième perçage (P2),
- une douille (2) venant dans le premier perçage (P1) pour recevoir la broche (11) et y être expansée mécaniquement par le basculement de la cheville (1) engagée dans la douille (2) dans une direction (Z1Z1) inclinée par rapport à l’axe d’assemblage (ZZ) et basculée sur l’axe d’assemblage (ZZ),
- un verrou (3) venant dans le troisième perçage (P3) et chevauchant la tête(13) de la cheville (1) pour la bloquer dans l’axe d’assemblage (ZZ) en comprimant le premier et le second élément (E1, E2) par leurs surfaces d’assemblage (SA1, SA2).
Suivant une autre caractéristique la broche (11) comprend deux cames d’expansion (111) diamétralement opposées et décalées selon l’axe (Z1Z1) de la broche (11) en occupant les deux extrémités de celle-ci,
- la douille (2) est formée de deux manchons ouverts (21),
* déformables élastiquement,
* opposés diamétralement l’un à l’autre,
* décalés axialement (Z2Z2) et,
* ayant chacune une cavité (210),
* les deux manchons (21) étant réunis par deux prolongements latéraux (213) reliant et prolongeant les cavités (210),
- chaque manchon (21) a une section en U à deux branches (215) symétriques, délimitant la cavité (210) par leur côté intérieur avec une rampe d’entrée (216) suivie d’un bossage d’enclipsage (217),
- les deux cames d’expansion (111) coopérant avec les rampes d’entrée (216) et les bossages d’enclipsage (217) pour expanser chaque manchon (21).
Suivant une autre caractéristique -la broche (11) a un ergot de blocage (112) associé à chaque came d’expansion (111) dans une position diamétralement opposée à celle de la came,
-la douille (2) a dans la cavité de chaque manchon (21), un logement de blocage (214) en position diamétralement opposée à son ouverture (212) et en position homologue à l’ergot de blocage (112) combiné à la came d’expansion (111) correspondant à un manchon (21) pour recevoir son ergot de blocage (112) et solidariser la broche (11) aux deux manchons (21) de la douille (2).
Suivant une autre caractéristique
- les deux manchons (21) sont réunis par deux prolongements latéraux (213) reliant les cavités (210) formant autour de l’axe (Z2Z2) du manchon (2), un espace recevant la broche (11) en position d’attente et en position d’expansion des manchons de la douille (2), la broche (11) étant en position d’assemblage, alignée sur l’axe d’assemblage (ZZ).
Suivant une autre caractéristique les cames d’expansion (111) sont respectivement issues du dessous (12a) du corps (12) de la cheville (1) et de l’extrémité de la broche (11),
et les manchons (21) sont écartés dans la douille (2) de façon homologue aux cames (111) de la broche (11) pour être accrochées dans des positions écartées dans le perçage (P1) qui les reçoit dans l’élément (E2).
Suivant une autre caractéristique les deux logements de blocage axial (214) des manchons (21) ont une forme de prisme creux, avec des arêtes dans des plans perpendiculaires à l’axe (Z2Z2) de la douille (2) à l’état expansée des manchons (21) et les ergots (112) en position pour s’engager dans les logements (214) par un mouvement de translation à la fin du basculement relatif de la broche (11) par rapport à la douille (2) lorsque la cheville (1) arrivant en position sur l’axe d’assemblage (ZZ).
Suivant une autre caractéristique
- la tête (13) se compose d’un cône (132) terminé par un prolongement cylindrique de section circulaire (133) prolongeant la forme cylindrique du corps (132) et formant une extrémité de guidage de la cheville (1) dans le perçage (P2) du deuxième élément (E2),
- le segment tronconique (132) et le perçage auxiliaire (P3) se correspondent selon l’axe d’assemblage (ZZ) par rapport à la surface d’appui (SA2) du deuxième élément (E2),
- le verrou (3) en forme de cavalier a un segment conique (30) d’axe coïncidant avec l’axe d’assemblage (ZZ) lorsque le verrou (3) est engagé sur le cône (132) de la tête (13) pour tirer le deuxième élément (E2) contre le plan d’assemblage (PA).
Suivant une autre caractéristique, le verrou (3) a une forme de bouchon symétrique par rapport au plan médian (M) et inscrit dans une enveloppe cylindrique de section adaptée à celle du perçage auxiliaire (P3) ayant une structure de fer à cheval dont le haut est une couronne circulaire (33) se prolongeant par deux branches (31) de part et d’autre du plan médian, entourant une cavité tronconique (30) d’axe (Z3Z3) destinée à coïncider avec l’axe d’assemblage (ZZ) du second perçage (P2), et en position assemblée, engagées étroitement par clipsage sur le segment tronconique (132) de la cheville (1) apparaissant à l’intersection du second perçage (P2) et du perçage auxiliaire (P3) du deuxième élément (E2).
Suivant une autre caractéristique
- le verrou (3) a, en position d’assemblage, un côté arrière (CAR) tourné vers le plan d’assemblage (PA) et côté avant (CAV) tourné du côté opposé, les côtés (CAR, CAV) formant un coin s’engageant sur le segment tronconique (132) dans le perçage auxiliaire (P3),
- le côté arrière (CAR) des branches (31) comporte une surface bombée (35) de guidage et d’appui de basculement,
- le côté avant (CAV) du verrou (3) est une surface cylindrique (32) à section concave et d’axe perpendiculaire au plan médian (PM) du verrou (3) formant avec l’enveloppe cylindrique du verrou, un contour extérieur (321) s’appuyant en deux points courants sur le bord périphérique (P31) du perçage auxiliaire (P3) pour le mouvement de mise en place du verrou (3) sur la tête (13) de la cheville,
- la surface (35) et le contour extérieur (321) assurant le guidage du verrou (3) pour sa mise en place sur la tête (13) de la cheville dans le deuxième perçage (P2).
NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX
(sans les suffixes (a) et (b) sauf nécessité)
E1 Premier élément / premier panneau
E2 Deuxième élément / deuxième panneau
P1 Premier perçage / perçage transversal dans le premier élément
D1 Diamètre du perçage P1
P2 Deuxième perçage / perçage longitudinal
D2 Diamètre du perçage P2
P3 Perçage auxiliaire
P31 Bord du perçage auxiliaire P3
ZoZo Axe de préassemblage
ZZ Axe d’assemblage / direction d’assemblage
Z1Z1 Axe de la cheville
Z2Z2 Axe de la douille 2
Z3Z3 Axe de la cavité 30 du verrou
Y2Y2 Axe de basculement de la cheville
PA Plan d’assemblage des éléments E1, E2
SA1 Surface d’assemblage de l’élément E1
SA2 Surface d’assemblage de l’élément E2
TT Axe du perçage auxiliaire P2
100 Dispositif d’assemblage
1 Cheville
11 Broche
111 Came d’expansion
1111 Rampe d’enclipsage
1112 Bec
1113 Bord de came
112 Ergot de blocage
12 Corps cylindrique
12a Première extrémité
12b Deuxième extrémité
12c Pan coupé
13 Tête
131 Col
132 Cône
133 Prolongement cylindrique formant une extrémité de guidage
2 Douille
21 Manchon ouvert
210 Cavité du manchon
211a Couronne
212 Ouverture
213 Prolongement latéral
214 Logement de blocage axial
215 Bande bordant la cavité 210
216 Rampe d’entrée
217 Bossage d’enclipsage
218 Surface courbe inclinée
3 Verrou
30 Cavité tronconique
301 Extrémité cylindrique de la cavité 30
31 Branche
311 Dessous de la branche 31
32 Surface cylindrique du côté avant CAV
321 Contour extérieur de la surface cylindrique 32
322 Contour intérieur de la surface cylindrique 32
323 Prolongement droit sur la branche
33 Couronne circulaire
331 Dessus de la couronne
34 Dos de l’enveloppe cylindrique du verrou 3
35 Surface de guidage de la branche 31
CAV Côté avant du verrou 3
CAR Côté arrière du verrou 3
PM Plan médian du verrou 3
T1T1 Axe de l’enveloppe cylindrique de section circulaire du verrou
Claims (9)
- Système d’assemblage mécanique d’un premier élément (E1) et d’un deuxième élément (E2) comprenant :
A) un triplet de perçages (P1, P2, P3) :
- un premier perçage (P1) dans le premier élément (1) à partir de la surface d’assemblage (SA1), selon l’axe d’assemblage (ZZ),
- un deuxième perçage (P2) réalisé dans la surface d’assemblage (SA2) du deuxième élément (E2), dans la direction de l’axe d’assemblage (ZZ),
- un troisième perçage (P3) dans le deuxième élément (E2) et d’axe (TT) coupant le deuxième perçage (P2) et l’axe d’assemblage (ZZ),
B) un dispositif d’assemblage (100) comprenant :
- une cheville (1) ayant :
* une broche (11) venant dans le premier perçage (P1),
* un corps (12) venant dans le deuxième perçage (P2),
* une tête (13) venant dans le deuxième perçage (P2),
- une douille (2) venant dans le premier perçage (P1) pour recevoir la broche (11) et y être expansée mécaniquement par le basculement de la cheville (1) engagée dans la douille (2) dans une direction (Z1Z1) inclinée par rapport à l’axe d’assemblage (ZZ) et basculée sur l’axe d’assemblage (ZZ),
- un verrou (3) venant dans le troisième perçage (P3) et chevauchant la tête(13) de la cheville (1) pour la bloquer dans l’axe d’assemblage (ZZ) en comprimant le premier et le second élément (E1, E2) par leurs surfaces d’assemblage (SA1, SA2). - Système d’assemblage mécanique selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la broche (11) comprend deux cames d’expansion (111) diamétralement opposées et décalées selon l’axe (Z1Z1) de la broche (11) en occupant les deux extrémités de celle-ci,
- la douille (2) est formée de deux manchons ouverts (21),
* déformables élastiquement,
* opposés diamétralement l’un à l’autre,
* décalés axialement (Z2Z2) et,
* ayant chacune une cavité (210),
* les deux manchons (21) étant réunis par deux prolongements latéraux (213) reliant et prolongeant les cavités (210),
- chaque manchon (21) a une section en U à deux branches (215) symétriques, délimitant la cavité (210) par leur côté intérieur avec une rampe d’entrée (216) suivie d’un bossage d’enclipsage (217),
- les deux cames d’expansion (111) coopérant avec les rampes d’entrée (216) et les bossages d’enclipsage (217) pour expanser chaque manchon (21). - Système d’assemblage selon les revendications 1 et 2,
caractérisé en ce que
-la broche (11) a un ergot de blocage (112) associé à chaque came d’expansion (111) dans une position diamétralement opposée à celle de la came,
-la douille (2) a dans la cavité de chaque manchon (21), un logement de blocage (214) en position diamétralement opposée à son ouverture (212) et en position homologue à l’ergot de blocage (112) combiné à la came d’expansion (111) correspondant à un manchon (21) pour recevoir son ergot de blocage (112) et solidariser la broche (11) aux deux manchons (21) de la douille (2). - Système d’assemblage selon la revendication 2,
caractérisé en ce que
- les deux manchons (21) sont réunis par deux prolongements latéraux (213) reliant les cavités (210) formant autour de l’axe (Z2Z2) du manchon (2), un espace recevant la broche (11) en position d’attente et en position d’expansion des manchons de la douille (2), la broche (11) étant en position d’assemblage, alignée sur l’axe d’assemblage (ZZ). - Système d’assemblage selon la revendication 3,
caractérisé en ce que
les cames d’expansion (111) sont respectivement issues du dessous (12a) du corps (12) de la cheville (1) et de l’extrémité de la broche (11),
et les manchons (21) sont écartés dans la douille (2) de façon homologue aux cames (111) de la broche (11) pour être accrochées dans des positions écartées dans le perçage (P1) qui les reçoit dans l’élément (E2). - Système d’assemblage selon la revendication 3,
caractérisé en ce que
les deux logements de blocage axial (214) des manchons (21) ont une forme de prisme creux, avec des arêtes dans des plans perpendiculaires à l’axe (Z2Z2) de la douille (2) à l’état expansée des manchons (21) et les ergots (112) en position pour s’engager dans les logements (214) par un mouvement de translation à la fin du basculement relatif de la broche (11) par rapport à la douille (2) lorsque la cheville (1) arrivant en position sur l’axe d’assemblage (ZZ). - Système d’assemblage selon la revendication 1,
- la tête (13) se compose d’un cône (132) terminé par un prolongement cylindrique de section circulaire (133) prolongeant la forme cylindrique du corps (132) et formant une extrémité de guidage de la cheville (1) dans le perçage (P2) du deuxième élément (E2),
- le segment tronconique (132) et le perçage auxiliaire (P3) se correspondent selon l’axe d’assemblage (ZZ) par rapport à la surface d’appui (SA2) du deuxième élément (E2),
- le verrou (3) en forme de cavalier a un segment conique (30) d’axe coïncidant avec l’axe d’assemblage (ZZ) lorsque le verrou (3) est engagé sur le cône (132) de la tête (13) pour tirer le deuxième élément (E2) contre le plan d’assemblage (PA). - Système d’assemblage selon l’une quelconque des revendications 1 à 7,
caractérisé en ce que
le verrou (3) a une forme de bouchon symétrique par rapport au plan médian (M) et inscrit dans une enveloppe cylindrique de section adaptée à celle du perçage auxiliaire (P3) ayant une structure de fer à cheval dont le haut est une couronne circulaire (33) se prolongeant par deux branches (31) de part et d’autre du plan médian, entourant une cavité tronconique (30) d’axe (Z3Z3) destinée à coïncider avec l’axe d’assemblage (ZZ) du second perçage (P2), et en position assemblée, engagées étroitement par clipsage sur le segment tronconique (132) de la cheville (1) apparaissant à l’intersection du second perçage (P2) et du perçage auxiliaire (P3) du deuxième élément (E2). - Système d’assemblage selon la revendication 8,
caractérisé en ce que
- le verrou (3) a, en position d’assemblage, un côté arrière (CAR) tourné vers le plan d’assemblage (PA) et côté avant (CAV) tourné du côté opposé, les côtés (CAR, CAV) formant un coin s’engageant sur le segment tronconique (132) dans le perçage auxiliaire (P3),
- le côté arrière (CAR) des branches (31) comporte une surface bombée (35) de guidage et d’appui de basculement,
- le côté avant (CAV) du verrou (3) est une surface cylindrique (32) à section concave et d’axe perpendiculaire au plan médian (PM) du verrou (3) formant avec l’enveloppe cylindrique du verrou, un contour extérieur (321) s’appuyant en deux points courants sur le bord périphérique (P31) du perçage auxiliaire (P3) pour le mouvement de mise en place du verrou (3) sur la tête (13) de la cheville,
- la surface (35) et le contour extérieur (321) assurant le guidage du verrou (3) pour sa mise en place sur la tête (13) de la cheville dans le deuxième perçage (P2).
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19830740A1 (de) * | 1998-07-09 | 2000-01-13 | Grass Gmbh Hoechst | Relingbefestigung für Schubladen |
| WO2014060608A2 (fr) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | Confitt Gmbh | Dispositif d'assemblage démontable pour le montage sans outil |
| US20170175789A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-22 | Grass Gmbh | Fastening Device |
| US20220290709A1 (en) * | 2019-12-09 | 2022-09-15 | Häfele Berlin Gmbh & Co Kg | Connecting bolts and associated connection protection |
-
2022
- 2022-11-09 FR FR2211658A patent/FR3141733A1/fr active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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