Brevet FR2003415A1 — publié le 19691107

La présente invention concerne un moyen d' assemblage fileté comportant des moyens de vissage limitant le couple de serrage pouvant etre appliqué au moyen d'assemblage. Cette invention concerne un moyen d'assemblage fileté nouveau et perfectionné limitant à une valeur prédéterminée l'effort de traction pouvant etre appliqué à une tige filetée par l'effet d'une rotation relative entre le moyen d'assemblage et une pièce associée en prise par vissage avec celui-ci. L'invention concerne également un moyen d'assemblhge nouveau et perfectionné ayant les caractéristiques mentionnées comportant des saillies,sur lesquelles peuvent s'adapter des outils,en relief sur une partie corps en des points situés radialement à l'extérieur de l'axe central du moyen d'assemblage et ayant une résistance prédéterminée afin de se cisailler de la partie corps du moyen d' assemblage lorsqutelles sont soumises à un effort de cisaillement prédéterminé. L'invention concerne également un moyen d'assemblage nouveau et perfectionné ayant les caractéristiques mentionnées et dans lequel le diamètre ou épaisseur des saillies peut etre modifié lors de la fabrication pour déterminer le couple maximal pouvant être appliqué au moyen d'assemblage par l'intermédiaire des saillies. Cette invention concerne également un moyen d'assemblage nouveau et perfectionné ayant les caractéristiques mentionnées, dans lequel les saillies transmettant 1 effort rotatnireou contre-rotatoirelimité au moyen d'assemblage occupent des positions exposées pour en faciliter le contrôle. Cette invention concerne également un moyen d'assemblage nouveau et perfectionné ayant les caractéristiques mentionnées dont les saillies exposées ,sur lesquelles peuvent s'adapter des outils, ont une résistance, une composition et une aire de section transversale uniformes sur toute leur longueur. afin que le contre du couple ne dépende pas de l'emplacement axial critique du plan de cisaillement et que la résistance des saillies puisse entre déterminée avec facilité et précision par une évaluation dimensionnelle non des tractive en n'importe quel point le long de la longueur axiale. L'invention concerne en outre un moyen d'assemblage nouveau et perfectionné ayant les caractéristiques mentionnées comportant une ouverture filetée recevant un élément fileté extérieurement pour appliauer à celui-ci un effort de traction prédéterminé, et dans lequel les surfaces des saillies d'entrainement sur lesquelles peu vent s'adapter des outils, s'étendent axialement à l'ouverture filetée. L'invention concerne également un moyen d'assemblage nouveau et perfectionné ayant les caractéristiques mentionnées dans lequel les saillies qui transmettent l'effort rotatoixezu contre-rotatoire au moyen d'assemblage, constituent les seules surfaces d'entraine- ment sur lesquelles peuvent s'adapter des outils, de telle sorte que le moyen d'assemblage soit essentiellement inviolable une fois que les saillies sont cisaillées. L'invention concerne également un moyen d'assemblage nouveau et perfectionné ayant les caractéristiques mentionnées, qui est autobloquant par rapport à l'élément associé. L'invention concerne également un moyen d'assemblage nouveau et perfectionné ayant les caractéristiques mentionnées, comportant une partie cylindrique avec un passage central fileté intérieurement s'détendant axialement, avec un collet à une extrémité et avec deu saillies sur lesquelles des outils peuvent s'adapter, s'étendant axialement à partir du collet le long de la partie cylindrique, et diamétralement opposées l'une à l'autre. L'invention consiste en certaines structures et dispositions de pièces auxquelles il est fait référence dans la description suivante des modes de réalisation préférentiels, présentée à l'aide des dessins annexés faisant partie de cette description dans laquelle les mêmes repères numériques se rapportent à des parties correspondantes, et dans lesquels La Figure 1 est une vue en perspective d'un écrou cylindrique à collet incorporant la présente invention; La Figure 2 est une vue en coupe longitudinale de l'écrou de la Figure 1; La Figure 3 est une vue en plan de l'écrou de la Figure 1; La Figure 4 est une vue schématique ,partiellement en élévation latérale et partiellement en coupe,représentant l'écrou de la Figure 1 vissé sur un boulon et serrant deux. éléments;; et La Figure 5 est une vue en coupe longitudinale similaire à la Figure 2 et repr sentant un deuxième mode de réalisation de l'invention. Avec référence aux dessins, les Figures 1 à 3 représentent un moyen d'assemblage fileté, spécifiquement un écrou 10, fabriqué de manière à limiter le couple de serrage pouvant lui entre appliqué pendant son vissage sur une pièce filetée associée. Le corps de l'écrou 10 comprend une partie cylindricrue 12 et un collet de base circulaire 14 d'une seule pièce avec la partie cylindrique et perpendiculaire à l'axe longitudinal central de celle-ci1 indiqué par A sur les dessins.Un alésage central fileté 16 s'étend axialement d'un bout à l'autre à travers 1a partie cylindrique 12 et le collet 1z; c'est-à-dire d'une surface supérieure 18 telle que représentée par les dessins jusqu'à une surface inférieure ou portante 19 per pendiculaire à l'axe A et représentée portant contre un élément fixé par l'écrou. L'alésage central 16 comporte un contre-alésage 20, ou chambrage, dans la surface portante 19 afin de recevoir une partie non filetée d'un boulon pouvant faire saillie au-delà de l'épaisseur d'une pièce serrée par l'écrou.Le filetage interne de l'écrou est indiqué par le repère numérique 22 et est un filetage continu, ayant par exemple un profil standard tel que le filetage américain unifié à pas fin (UNF) avec un jeu et une tolérance de la classe 3B, telle qu'elle est définie dans les normes de filetage des services Fédéraux, Fascicule H28, 1957, du National Bureau of Standards (Service National des Normes des Etats-Unis d'Amérique). L'écrou 10 comporte deux saillies identiques 24 et 25,sur lesquelles peuvent s'adapter les outils, servant à transmettre l'effort rotatoirede serrage ou d'assemblage au collet 14 et à la partie cylindrique 12, et qui se cisaillent de l'écrou sous l'effet d'un effort de cisaillement prédéterminé de manière à limiter avec précision le couple pouvant entre appliqué à l'écrou par l'intermédiaire des saillies. De plus, les saillies sont situées en un point où elles peuvent être soumises à un contrôle visuel, et à une mesure dimensionnelle non destructive.Les saillies 24 et 25 telles qu'elles sont représentées, sont cylindriques et chacune s'étend dans une direction axiale à l'alésage 16 et à partir d'une face supérieure 26 du collet 14 et perpendiculairement à celle-ci, en un point diamétralement opposé à l'autre par rapport à la partie cylindrique 12. Les deux saillies sont situées radialement en dedans du pourtour du collet 14 et ne nécessitent donc pas de dégagement périphérique en plus de celui qui est nécessaire pour le collet, pour leur utilisation.Comme représenté, les saillies sont espacées radialement de la partie cylindrique 12 et s'étendent à partir de la face 26 sur une distance suffisante pour que des outils de serrage servant à la mise en place de l'écrou puissent s'adapter dessus convenablement. Lorsque cela est désiré, on peut prévoir plus de deux saillies sur lesquelles les outils peuvent s'adapter, comme dans le cas d'une augnen- tation de couple, ces saillies étant de préférence réparties de façon équidistante sur le pourtour de l'écrou. La structure préférée pour les saillies 24 et 25 p râs ente un certain nombre de caractéristiques intéressantes, dont une résistance uniforme sur toute la longueur, une aire de section transversale uniforme, une saillie à angle droit à partir de la surface de corps adjacente, et des surfaces d'emprise pour les outils, s'éten- dant axialement. Normalement, un outil de serrage s'adapte sur les saillies sur la totalité de leur longueur axiale ce qui fait que c' est le matériau à la jonction 27 entre chaque saillie et la face supérieure 26 du collet la qui est soumis à l'effort de cisaillement et qui détermine la résistance effective de la saillie.Toutefois, en raison de la résistance uniforme des saillies, il n'est pas critique que le plan de cisaillement passe exactement par la jonction 27 pour un contre précis du couple et un outil incomplètement adapté peut néanmoins appliquerle couple approprié. On obtient une résistance uniforme dans la totalité de chaque saillie en fabriquant celle-ci avec une composition uniforme et une aire de section transversale uniforme. L'aire de section transversale uniforme fournit L'avantage supplémentaire de permettre une évaluation dimensionnelle de l'épais- seur d'une saillie en n importe quel point axial. Une telle évaluation est identique à la dimension correspondante à la jonction 27 lorsque la saillie s'étend à angle droit par rapport à la surface de corps adjacente, et pour tout autre extension angulaire quelconque de la saillie, l'évaluation est en relation précise avec l'aire à la jonction. A l'aide d'une telle évaluation, qui n'a pas lieu d'être effectuée de façon critique à la jonction 27, la résistance au cisaillement à la jonction 27 et par conséquent le couple maximal qui sera transmis par les saillies, peut être déterminée sans destruction avant usage. En raison de leur étendue axiale, les saillies 24 et 25 permettent l'adaptation facile et précise d'un outil de serrage placé par dessus la face supérieure 18 et par dessus la partie cylindrique 12 de l'écrou pour placer l'écrou sur un boulon ou un goujon fileté, et les saillies sont également pourvues de surfaces 28 de prise pour les outils ,s' étendant axialement, et perpendiculairement à la direction dans laquelle l'effort de serrage rotatif de l'outil est appliqué. Il en résulte que le couple de l'outil de serrage est transmis efficacement à l'écrou 10 sans création de composantes axiales de l'effort qui pourraient avoir tendance à chasser ou dégager l'outil de serrage de l'écrou ou qui pourraient affecter la résistance des saillies au cisaillement. Il est facile devoir qu'en limitant le couple pouvant être appliqué à l'écrou 10, l'effort de traction sur la tige filetée d'un boulon sur laquelle l'écrou est vissé est limité de façon similaire. Avec la structure ci-dessus, on obtient l'effort de traction particulier à appliquer au boulon en fonction des nécessités particulières de l'utilisation prévue, en prévoyant un diamètre,ou une section transversale donné pour les saillies 24 et 25 permettant à celles-ci de se cisailler de l'écrou pour un couple de serrage juste suffisant pour fournir effort de traction requis. L'aire de section transversale effective requise pour les saillies procurant un effort de traction donné quelconque variera bien entendu en fonction du matériau particulier dont écrou est constitué. L'écrou 10 présente une caractéristique d'auto-blocage qui le maintient solidement bloqué lorsqu'il est vissé sur un boulon. A cet effet, le filetage 22 comporte quatre zones déplacées et/ou déformées 30,31, 32 et 33 formées sur celui-ci et dans la face supérieure 18 de l'écrou à l'extrémité supérieure de l'alésage fileté 16. Les zones déformées sont espaces circonférentiellement et à égale distance les unes des autres, elles s'étendent essentiellement radialement et axialement par rapport à l'écrou et déforment et modifient l'angle d'hélice du filetage 22 là où elles se trouvent. La section transversale des zones est de forme courbe, les zones se fondent dans les- parties adjacentes non déformées du filetage et sont inclinées en dedans en direction de la face opposée ou face portante de l'écrou. Les zones 30 à 33 peuvent être formées en appuyant un outil comportant des saillies correspondantes à la forme des zones contre l'extrémité supérieure 18 de l'écrou et en le forgant à l'intérieur de l'alésage 16 sur une distance prédéterminée. Le métal des filets n'est ni coupé ni arraché mais est déplacé et les filets sont déformés en conséquence pour donner des zones ayant des angles d'hélice différents de celui du filetage normal et qui ef ectuent l'interfcrence de filetage lorsque l'écrou est vissé sur un boulon. A la Figure 4 des dessins, l'écrou 10 est représenté vissé sur un boulon ou goujon 36, et serrant deux éléments 38 et 39 ensemble avec un effort de serrage prédéterminé. Le boulon 36 se compose d'une tige 40 et d'une tête 42. Une partie non filetée 40a de la tige traverse les ouvertures en ligne 44 et 45 des deux éléments serrées 38 et 39, respectivement. Une partie filetée nOb de la tige s'étend au-delà de l'élément 38 et est vissée dans l'alésage fileté' 16 de l'écrou. La surface portante 19 du collet 14 porte contre l'élément 38 et la tette 42 du boulon ou du goujon porte contre l'élément 39. L'écrou 10 est monté sur le boulon ou goujon 36 avec un couple s'appliquant autour de l'axe A' de l'écrou à l'aide d'un outil à main ou d'un outil mécanique en prise sur les saillies 24 et 25. Les saillies sont indiquées en pointillé à la Figure 4 du fait qu'elles ont été cisaillées des collets 14 pour terminer l'assemblage de l'écrou et du boulon. Du fait que les saillies sont cisaillées du collet sous l'effet d'un effort de cisaillement prédéterminé, l'écrou 10 est susceptible de n'appliquer qu'un effort de traction prédéterminé limité à la tige 40. Dès que les saillies sont arrachées de l'écrou, aucune traction supplémentaire ne peut entre appliquée à la tige. Cela limite l'effort de serrage pouvant être appliqué par l'ensemble écrou et boulon au: éléments 38 et 39.La partie filetée 40b de la tige s'étend sur la longueur de l'alésage fileté 16 de sorte que les zones déformées 30 à 33 du filetage 22 viennent en prise avec la partie filetée 40b du boulon et créent une inter- férence dans la prise qui bloque ensemble l'écrou 10 et le boulon 36, Comme on peut le voir à la Figure 4, l'écrou monté 10, en raison de son pourtour circulaire, ne comporte plus de surface permettant 1' adaptation facile d'un outil. I1 devient donc difficile d'enleuer l'écrou et l'ensemble est par conséquent inviolable.De plus, l'absence de saillies 24 et 25 sur l'écrou de l'ensemble est une indication visuelle que l'écrou a été vissé avec un couple suffisant pour appliquer à la tige 40 le racontant de contrainte désiré prédéterminé. Un deuxième mode de réalisation de l'écrou incorporant la présente invention est représenté en 10' à la Figure 5. A part la structure des saillies d'application du couple limité à l'écrou, l'écrou 10' est de construction identique dans tous ses aspects à l'écrou 10. Ainsi, l'écrou 10' comprend une partie cylindrique 12', un collet circulaire d'embase d'une seule pièce 14', un alésage central fileté 16', un contre-alésage 20', et quatre zones déformées espacées circonférentiellement dont trois sont représentées en 30', 31' et 33' et qui fournissent l'action de blocage avec les filets du boulon devant Btre reçu dans l'alésage 16'. Déux goupilles cylindriques 48 et 9 sont placées dans des alésages cylindriques 50 et 51 respectivement, du collet 14 Les alésages cylindriques s 'étendent parallèlement à l'axe A' de l'alésage fileté et sont situés aux côtés diamétralement opposés de la partie cylindrique 12'. Les goupilles 8 et 49 sont engagées sans jeu par ajustage avec frottement dans les alésages 50 et 51 etaffleu- rent sur la face inférieurs ou face portante 19', et s'étendent de bas en haut dans le sens de la Figure 5 à partir du collet 14 pour former des saillies, sur lesquelles peut s'adapter un outil de forme et de sens similairesaux saillies 2a et 25, mais de façon caractéristique, de diamètre,ou aire de section transversale,quelque peu plus petit . Le diamètre ou dimension maximale des goupilles a8 et 49 radialement à l'écrou 10' est plus limité que celui des saillies 24 et 25 en raison du fait que les alésages 50 et 51 recevant les goupilles doivent etre espacés à l'intérieur du pourtour périphérique du collet 14'. Cependant, du fait que les goupilles sont des éléments à part, elles peuvent être en un matériau dizfé- rent de celui de l'écrou et présenter la même résistance ou une résistance supérieure à celle obtenue au moyen de saillies intégrantes de plus grand diamètre.Ainsi, les goupilles sépares permettent d1obtenir une gamme de résistancesau cisaillement plus eten- due, que celle des saillies intégrantes, par l'utilisation de matériauxdifférents ainsi que par la variation de l'aire de section transversale. A l'usage, un outil de serrage rotatif vient en prise sur la partie de chaque goupille 48 et 49 s1 étendant en dehors du collet 14' et transmettant le couple au collet 14t et à la partie cylindrique 12'. Pour un couple déterminé le partie en saillie de chaque goupille se cisaille de la partie se trouvant dans les alésages respectifs 50 et 51. Comme expliqué à propos du mode de réalisation des Figures 1 a , cela limite la traction axiale appliquée à un boulon,ou à un goujon,sur lequel l'écrou est visse. On constatera d'après la description ci-dessus des modes de réalisation préferos de l'invention crue les avantages énumérés et autres ont été obtenus et qu'il est fourni un moyen d'assemblage fileté comportant des saillies exposées sur lesquelles des outils peuvent s'adapter, qui limitent 1' effort de traction pouvant être appliqué à une tige filetée, et pouvant autre mesurées facilement pour la détermination de leur résistance, dont l'aire de section trans- versale peut être modifiée pour faire varier leur résistance et qui procurent d'autres avantages tels que aerur qui sont décrits. Alors que les modes de réalisation préférs de l'invention ont été décrits avec beaucoup de détailSal1invention ne se limite pas à la construction particulière à laquelle il est fait référence et est prévue pour couvrir toutes ses adaptations, modifications et mises en oeuvre. REVENDICATIONS 1. Un moyen d'assemblage fileté caractérisé par une partie corps avec une surface de révolution externe; par une ouverture filetée dans la partie corps, coaxiale à ladite surface externe; par une partie collet solidaire à une extrémité de ladite partie corps, s'étendant radialement vers l'extérieur au-delà de ladite surface de révolution externe; et par plusieurs saillies espacées sur lesquelles peuvent s'adapter des outils, s'étendant du collet en relation d'espacement radial vers l'extérieur avec ladite surface de révolution, et usinées en vue de se cisailler sous l'effet d'un effort de cisaillement prédéterminé de manière à ne transmettre qu'un effort rEato3re d'assembla ge ou de serrage limité 2.Un moyen d'assemblage fileté selon la revendication 1, caractérisé par le fait nue l'ouverture filetée est continue et ininter jrompue, et par le fait que lesdites plusieurs saillies espacées, sur lesquelles peuvent s'adapter les outils, transmettent un effort retatede serrage limité à la partie corps, lesdites saillies ayant une section transversale et une composition essentiellement uniformes afin de se cisailler du collet lorsqu'elles sont soumises à un effort de cisaillement prédéterminé. 3. Un moyen d'assemblage fileté selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la partie collet est élargie et forme une surface portante; par le fait que plusieurs saillies allongées, espacées axialement, s'étendent perpendiculairement au cté non portant de la partie collet axialement au passage le long de la partie cylindrique, et en sont espacées radialement vers l'extérieur en des points diamétralement opposés les uns aux autres de la partie cylindrique afin de transmettre un effort tataired' assemblage ou de serrage limité au collet et aux parties cylindriques autour de l'axe de la surface filetée intérieurement; et par des moyens solidaires de la partie corps pour interdire une rotation relative entre le moyen d'assemblage fileté et une tige filetée sur laquelle il est engagé. 4. Un moyen d'assemblage fileté selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la surface portante est conçue pour porter contre une surface bloquée; par le fait que le moyen inhibiteur est constitué par le filetage de ladite ouverture qui est déformée à l'extrémité dudit corps adjacente à ladite extrémité opposée de la partie éloignée de la partie collet; et par un contre-alésage pratiqué dans la surface portante du moyen d'assemblage.