Brevet FR2007233A1 — publié le 19700102

La présente invention Bàt relative aux dispositifs de fixation filetés autoserreurs. L'invention a pour but, d'une façon générale, de fournir un organe de fixation mSle , fileté, à autoserrage, répondant aux critères suivants : facilité et économie de fabrication ; action d*autoserrage obtenue au moyen de surfaces concaves opposées, symétriques, à peu près épicycloïdales, ménagées sur des portions alignées des flancsde deux filets adjacents ; cette action d'auto-serrage permettant à l'organe de fixation d'être serré et dëserré plusieurs fois, avec une force de serrage et de déserrage accrue. D'autres buts ainsi que les caractéristiques de1 l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquels : la Fig. 1 est une vue en élévation d'un boulon constituant un mode de réalisation de l'invention ; 1, à plus grande échelle ; la Fig. 5 est une vue en plan d'une matrice à laminer les filets, munie d'une pièce rapportée particulière au moyen de laquelle le boulon représenté à la Fig. 1 peut être formé ; la Fig. 6 est une vue en coupe partielle à plus grande échelle, suivant la ligne 6-6 de la Fig. 5 ; la Fig. 7 est une vue en élévation de la pièce rapportée , prise perpendiculairement par rapport à celle de la Fig. 6 ; et la Fig. 8 est une vue complexe, à plus grande échelle, prise à peu près suivant la ligne 4-4 de la Fig. 1 et montrant, de façon superposée, une forme de filet classique en V, la forme du filet du mode de réalisation de la Fig. 1, avant son utilisation, et le profil de cette forme de filet dans la portion d'auto-serrage, àprès usage. En se référant à la Fig. 1, est représenté un boulon comportant une tige 5 et une tête 6. La tige comporte des filets classiques en V, formés ou laminés sur cette tige de toute façon connue. Par exemple, ces filets peuvent être conformes aux normes "Unified Screw Thread Standards, USASI - Bl.l". La tige 5 comporte au moins une zone d'autoserrage,qui est désignée sur la Fig. 1 par la référence 7. L'invention concerne la forme particulière et le procédé de fabrication de cette les Fig. 2, 3 et 4 sont tivement suivant les lignes 2-2 , 3-3 et 4-4 de la Fig 69 13664 2 2007233 zone d'autoserrâge 7. Les détails de la forme de la zone d"autoserrage 7 seront mieux et plus facilement compris en se référant tout d'abord & la matrice de laminage de fileta et à la pièce rapportée parti-5 culière représentées aux Fig. 5 à 7. Sur la Fig. 5 une matrice de laminage de filets est représentée, qui comporte â sa surface le profil classique de laminage des filets, désigné par la référence 11. Le profil de matrice 11 entraîne la formation des filets classiques en V, représentés sur la tige 5 du boulon de 10 la Fig. 1. Cependant, une fenôtre est découpée dans la matrice 10, destinée & recevoir une pièce rapportée particulière 12 qui est représentée à plus grande ébhelle sur les Fig. 6 et 7. La pièce rapportée 12 a, vue en élévation latérale, une forme un T, de telle aorte que les saillie» horizontales 13 15 s'étendant à l'opposé 31'une de l'autre, limitent la pénétration de la pièce rapportée dans une ouverture correspondante également en forme de T, ménagée dans la matrice 10. La partie verticale 14 de la pièce rapportée 12 fait saillie dans l'ouverture de section transversale correspondante rectangulaire. Cette ouvertu-20 re est alignée avec l'une deB nervures en V de la matrice 10 de laminage de filets. De préférence, la pièce rapportée est placée au voisinage de l'extrémité de la matrice 10 vers laquelle l'opération de laminage de filets est effectuée. Ceci permet à la pièce rapportée dragir sur des portions de flanès opposés de filets 25 adjacents, et permet d'éviter le dégagement de la matrice de façon â recevoir le profil autoserreur déformé, lors de la rotation ultérieure de la pièce ou de l'ouvrage. La surface active de la pièce rapportée 12 est désignée par la référence 15 sur les Fig. 6 et 7. La surface 15 peut Stre 30 définie d'une façon générale comme une portion curviligne d'une disque circulaire dont le bord a également une section transversale circuîàire. Bien que la surface active 15 n'ait pas à être exactement curviligne en section transversale dans l'une et l'autre directions; cette forme est la forme préférée. 35 II s'est également avéré que le rayon de courbure de la sur face 15 dans une direction transversale, vue sur là Fig. 6, doit être de 1/2 à 1 fois le pas du filet normal de l'organe de fixation de la Fig'. 1. Il s'est avéré que si le rayon de courbure dans cette direction transversale est inférieur à la moitié du pas du 40 filet, I?action de formage destinée â obtenir le profil 7 autoser- 69 13664 3 2007233 reur ne convient pas. Par contre, si le rayon de courbure dans \ : - ' ■ ----- ». cette direction dépasse à peu près une fois le pas du file. la déformation tend à être excessive et difficile à contrôler. Le rayon de courbure de la surface active 15 de. la pièce 5 rapportée 12,vue sur la Fig. 7, est également important et est de préférence égal à environ 2 fois le diamètre maximal des filets de la pièce. En se référant maintenant aux Fig. 2, 3 et 4, on va décrire plus en détail la forme de la zone d1 autoserrage 7. On a représen-10 té sur la Fig. 2, le profil de filet classique en V, au voisinage d'une extrémité de la zone d1 autoserrage 7. On à représenté sur la Fig. 3 le. profil de la zone 7 au voisinage de l'une de ses extrémités, tandis que la Fig. 4 représente le profil de cette zone à mi-chemin entre ses extrémités. 15 On notera -sur les Fig. 3 et 4, que des portions alignées axialement, des flancs^® filets adjacents sont déformées en des directions axiales opposées, par la surface active 15 de la pièce rapportée 12. En section transversale, la zone d'autoserrage déformée a une forme incurvée concave dont le rayon de courbure 20 correspond, au rayon transversal de la partie. 15 de la. pièce rapportée. . Les surfaces opposées 16 et 17 des portions de flaïcs adjacentes sont symétriques. . ... .. On notera que les surfaces 16 et 17 sont des surfaces conca-25 ves épicycloïdales, ce qui résulte du fait que la tige de l'organe de fixation qui a un diamètre relativement petit, roule sur la surface active incurvée 15 de la pièce rapportée 12, qui a un rayon de courbure, relativement grand, comme on peut le voir sur la Fig. 7. 30 On notera que lorsque la matrice 6 est munie d'une pièce rapportée 12, elle peut être utilisée pour fabriquer des organes de fixation comportant la zone d'autoserrage 7, dans des appareils et des machines classiques de laminage de filets, fonctionnant de la même façon qu'avec une.matrice classique de laminage de 35 filets. Par conséquent il n'y a pas d'augmentation notable du prix de fabrication, les tolérances étant contrôlées facilement et avec précision sur des périodes de production, importantes. ' En fonctionnement, le boulon représenté àla Fig. 1 présente d'excellentes caractéristiques d'autoserrage dans de nombreuses 40 applications. Les couples de serrage et de déserrage peuvent être 69 13664 4 2007233 contrôles facilement pour répondre à des conditions requises, par exemple en utilisant plusieurs zones d1 autoserrage 7 et/ou en changeant la forme particulière de la surface active 15 de la pièce rapportée. 5 La zone d1 autoserrage 7 est adaptée pour-intècférer avec les flancs des filets femelles classiques d'un ëcrou ou autre pièce filetée femelle . Lorsqu'on serre le boulon autoserreur de la Fig. 1 dans un écrou ou dans un trou fileté, on produit un changement de la forme de la zone d1autoserrage 7, en particu-10 lier dans la partie médiane de celle-ci. Ce changement constitue en fait un retour partiel vers le profil de filet classique en V, comme on peut le voir sur la Fig. 8. Dans cette Fig. , le profil de filet classique en V est représenté en trait interrompu , le profil de la zone d'autoserrage 7, avant utilisation, 15 étant représenté en trait plein- (Fig. 4). On a également représenté sur cette Fig. en trait mixte' le profil obtenu lorsqu'un organe de fixation a été serré et déserré plusieurs fois. Il existe plusieurs façons de faire varier le taux d'auto-serrage obtenu au moyen de la zone d'autoserrage 7. L'une de 20 ces façons consiste à changer la profondeur de pénétration de la zone d'autoserrage, ce qui tend également à augmenter la longueur curviligne de cette zone. Cette modification peut être obtenue en modifiant la distance sur laquelle la surface active 15 de la pièce rapportée 12 fait saillie dans la matrice. 25 Une deuxième façon de modifier le taux d'autoserrage con siste à augmenter ou à diminuer la dimension de la surface active 15 de la pièce rapportée 12. Plus cette surface est large, plus la déformation est importante et,inversement, plus cette surface est petite plus le déplacement du matériau est faible, et moins 30 l'action d'autoserrage est importante. Une autre façon d'augmenter l'action d'autoserrage consiste à prévoir sur la tige filetée de l'organe de fixation . deux ou plusieurs zones d* autoserrage 7. De préférence, ces zones sont espacées axialement et peuvent être alignées ou décalées angulai-35 rement, selon le cas. La raison en est que l'action d'autoserrage est dûe en partie à une interférence entre" les surfaces déformées 16 et 17 des portions de la tige dans lesquelles sont formées les zones d'autoserrage, " -et les flan opposés des filets femelles et en partie au fait que cette interférence crée une pression 40 entre la- face opposée de la tige et la partie opposée de l'organe 69 13664 5 2007233 femelle. Par conséquent, en plaçant la zone d*autoserrage du même côté de la tige, la face opposée de la tige est appuyée fermement contre la face adjacente des filets femelles, créant ainsi un frottement et une interférence qui s'opposent à un 5 déserrage et à un démontage accidentels. 69 13664 6 2007233 REVENDICATIONS 1/ Organe de fixation mâle,fileté, à autoserrage, comportant une tige sur laquelle sont formés des filets classiques en V, caractérisé en ce que des parties alignées axialement des flancs d'au moins deux filets adjacents sont déformées dans des direc^ 5 tions axiales opposées de façon à présenter des surfaces concaves symétriques, de forme à peu près épicycloïdale. 2/ Organe de fixation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle au centre correspondant auxdites surfaces épicycloïdales est inférieur à 120°. 10 3/ Organe de fixation suivant la revendication 1, caracté risé en ce que lesdites surfaces épicycloïdales sont incurvées en section" transversale •. 4/ Organe de fixation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites surfaces épicycloïdales sont incurvées 15 en section .transversale et ont un rayon de courbure qui est compris entre 0,5 et 1 fois le pas des filets classiques en V.