Brevet FR2037282A1 — publié le 19701231

L'invention, rentrant dans les dispositifs pour assembler et bloquer des parties de machines, concerne des atta- -ches borgnes. Il est entendu que l'expression "attache borgne" dé-5 signe une attache que l'on peut utiliser en ayant seulement accès à un côté de deux pièces adjacentes destinées à être fixées par cette attache. Sous l'un de ses aspects, l'invention fournit une attache borgne comprenant : • 10 - un boulon muni d'une tige filetée extérieurement, d'une tête â une extrémité de la tige, de surfaces d'application pour clef à l'autre extrémité de la-tige, d'au moins une gorge annulaire de rupture prévue dans la tige entre la tête et lesdites- surfaces d'application et d'au moins une gorge de dé-15 formation prévue dans, la tige entre la gorge de rupture et la tête du boulon ; • . - un êcrou vissé sur la tige du boulon et présentant ■une tête élargie à son extrémité opposée à la tête du boulon, la tête étant munie de surfaces d'application de clef, l'autre ex- 20 trémité de l'écrou étant située vers la tête du boulon ; - un élément expansible situé sur la tige du boulon entre la tête du boulon et l'autre extrémité mentionnée de l'écrou ; - et un élément de blocage disposé autour de la tige 25 du boulon, du côté opposé à la tête du boulon relativement à la tête de l'écrou, cet élément de blocage pouvant, Une fois que l'on a vissé l'êcrou et le boulon l'un vers l'autre de manière à dilater l'élément expansible pour former une tête borgne, être déformé dans la gorge de déformation ou dans au moins une des gor-30 ges de déformation de la tige de manière à bloquer ensemble l'écrou et le boulon. - Avantageusementj l'élément de blocage peut être de forme annulaire et vissé sur la tige du boulon. On peut ainsi le faire avancer le long de la tige par sa rotation relative 55 vis-à-vis du boulon. La tête du boulon est, de préférence, munie d'un évi-dement dans lequel l'élément de blocage est logé lorsqu'il est déformé comme indiqué ci-dessus. L'évidement peut être muni d'une face inclinée vers la tige du boulon de manière à faciliter la 4-0 déformation de l'élément de blocage dans la ou les gorges de 70 11212 2 2037282 déformation. La face de l'élément de blocage qui se trouve du côté de l'évidement peut être inclinée de façon similaire de manière à faciliter encore la déformation. Quand l'élément annulaire de blocage .est vissé à la tige comme indiqué ci-dessus, 5 la disposition est de préférence telle que la rotation relative de l'élément de blocage et de la tige pousse,1 * élément de blocage dans l'évidement, de sorte que les deux faces inclinées coopèrent pour pousser radialement vers l'intérieur au moins une partie de l'élément de blocage afin d'effectuer la déformation. 10 La disposition est de préférence telle qu'après lfa- clièvement de la déformation de l'élément de blocage dans tme ou plusieurs des gorges de la tige du boulon, la gorge de rupture ou l'une des gorges de. rupture est adjacente à la face de l'élément de blocage qui est tournée à l'opposé de la tête de l'écrou, 15 de sorte que si l'on applique une traction suffisante-à l'autre extrémité mentionnée de la tige, la tige se brise à l'endroit de la gorge de rupture. La ou les gorges de déformation peuvent être annulaires ou longitudinales ou d'une autre forme appropriée. Quand la gor-20 ge de déformation ou chaque gorge de déformation est de forme annulaire, on peut prévoir plusieurs gorges annulaires, de sorte qu'au moins une de celles-ci peut constituer, soit une gorge de rupture, soit une gorge de déformation selon la relation axiale du boulon et de l'écrou. 25 La tige du boulon peut présenter à son autre extrémité mentionnée un prolongement relié à la tige par une* portion affaiblie qui a aine solidité inférieure à celle que possède la tige à l'endroit de l'une quelconque des gorges annulaires susdites situées entre la tête et les surfaces d'application de clef, 30 le prolongement présentant aussi des surfaces d'application de clef. Les surfaces d'application de clef de la tige et du prolongement peuvent se continuer les unes les autres en franchissant la portion affaiblie. On décrira maintenant à titre d'exemple un mode d'exé-25 eut ion particulier de l'invention ainsi qu*une variante de celui-ci, en se référant aux dessins annexés sur lesquels :. les figures 1., 2 .et 3 sont des. coupes longitudinales d'une attache borgne et montrent des .configurations successives de l'attache lorsqu'elle sert à fixer deux plaques ensemble ; 40 les figures 4, 5» 6 et 7 sont des couper prises respec 70 11212 3 2037282 tivement suivant les lignes IV-I7 et V-V de la figure 1' et VI-VI et VII-VII de la figure 3, et la figure 8 est une élévation axiale et la figure 9 une coupe longitudinale dè la portion de tête de l'écrou d'une 5 variante d'attache. L'attache borgne représentée par les figures 1 à 7 comprend un boulon 11 comportant une tige 12 filetée extérieurement et une tête 13 à une extrémité de la tige, deux surfaces planés opposées et parallèles d'application de clef 14 et 10 15 à l'autre extrémité de là tige, et quatre gorges annulaires 16, 17, 18 et 19 dans; la tige, entre la tête-13 et les surfaces d'application de clef 14, 15. l'espacement entre les centres de gorges adjacentes représente environ deux fois le pas du filetage du boulon. Les gorges sont plus proches des surfaces d'ap-15 plication de clef que de la tête du. boulon, l'attache comprend en outre un écrou 21 vissé sur la tige du boulon, l'écrou présentant une tête hexagonale élargie 22 à son extrémité opposée à la tête 13 du boulon, la tête présentant six "surfaces d'application de clef 23 formées par les côtés de la tête hexagonale. 20 l'autre extrémité' .de l'écrou, qui se trouve vers la tête 13 du boulon, est amincie extérieurement en 24. l'attache comprend aussi un élément expansible sous la forme d'un manchon cylindri-- que 25 prévu sur la tige du boulon entre la tête 13 de. celui-ci et l'extrémité amincie 24 de l'écrou. l'intérieur de chaque 25 extrémité du manchon est biseauté en 30. l'attache comprend aussi un élément-de blocage sous la forme d'un collier annulai-re 26 vissé sur la tige 14 et situé dû côté opposé à la tête 13 du boulon relativement à l'écrou 2-1. la tête 22- de l'écrou est munie d'un évidement élargi 27 qui peut recevoir le collier de 30 blocage 26. l'évidement 27 est muni d'une face intérieure ré-: ' " trécie ou tronconique 28 inclinée vers l'intérieur-en direction de la tige du boulon, la face terminale du collier de blocage 26 qui est tournée vers l'évidement présente aussi une extrémité amincie tronconique 29- la conicité de la face 28 de l'évidement 35 27 fait avec l'axe du boulon un angle plus petit' que la conicité de la face 29 du collier de blocage 26. le boulon 11 de cet exemple est aussi muni d'un prolongement 31 à son extrémité opposée à la tête 13- le prolongement est relié à la tige par une portion affaiblie 32 qui a une 40 solidité inférieure à celle de: la tige à. l'endroit de l'une quel 70 11212 4 2037282 conque des quatre gorges annulaires 16, 17, 18 et 19. Le prolongement 31 présente aussi deux surfaces planes opposées et parallèles d'application de clef 33, les surfaces d'application de clef de la tige et du prolongement se prolongeant les unes les autres en franchissant la portion affaiblie. Le prolongement 31 fait initialement partie .de la tige du boulon, la portion affaiblie 32 étant ensuite formée par découpage de deux portions opposées en V de la tige du boulon. Dans cet exemple, on utilise l'attache pour fixer ensemble deux plaques métalliques superposées 41, 42 à travers lesquelles on a percé un-trou cylindrique dans lequel la surface extérieure cylindrique de la tige de l'écrou 21 s'ajuste avec jeu. On notera que la distance le long de la partie parallèle sur l'extérieur de' l'écrou entre la tête 22 et le début de la surface amincie 24 est choisie pratiquement égale à l'épaisseur totale des plaques 41, 42 à fixer. Pour poser cette attache, on utilise successivement deux outils différents. Un exemple d'un premier outil approprié est indiqué sur les figures 1, 4 et 5 et comprend un tube extérieur fixe 43 présentant à son extrémité une douille hexagonale 44 qui s'adapte à la tête 'hexagonale 22 de l'écrou de l'attache. A l'intérieur dû tube 4-3 et coaxia-lement à celui-ci est placé un arbre d'entraînement, tournant 45 présentant dans son extrémité une douille 46 destinée à recevoir le prolongement 31 de l'extrémité du boulon de l'attache, la douille étant munie de surfaces planes opposées 47 qui s'appliquent aux surfaces d'application de clef 33 du prolongement. L'outil est muni d'un moteur approprié (par exemple électrique ou pneumatique) et d'une ..transmiaa.on appropriée permettant de faire tourner l'arbre d'entraînement 45 en sens inverse des aiguilles d'une montre (si l'on regarde le long de l'arbre d'entraînement vers l'extrémité libre du tube 43). Un exemple de deuxième outil approprié est indiqué par les figures 2, 3- et 6. Cet outil comprend un arbre à douille intérieure 40 qui présente à son extrémité une douille 30 similaire à celle de l'arbre 45 du premier outil. Toutefois, l'arbre 40 du deuxième outil reste immobile (c'est-à-dire ne peut pas tourner). Coaxiale-ment à l'arbre 40 et à l'extérieur de celui-ci est placé un tube tournant 48 présentant une paroi terminale 49 qui enferme l'arbre 40. Dans: le centre de la paroi terminale 49 est placée coaxialement une enclume annulaire en saillie 51 entourant une 70 11212 5 2037282 ouverture filetée intérieurement 52 dont le filetage s'adapte à celui du boulon 12 de l'attache. Get outil est aussi muni d'un moteur et d'une transmission appropriés permettant de faire tourner le tube 48 et l'enclume 51 dans le sens des aiguilles 5 d'une montre (lorsqu'on regarde depuis le tube 48 à travers l'ouverture filetée 52) relativement à.l'arbre intérieur fixe 40. Dans l'utilisation, on insère l'attache à travers le trou 43 des plaques de sorte que sa tête 22 bute contre la face 10 postérieure de la plaque 41 et, que la surface amincie 24 de l'écrou, le manchon expansible 25 et la tête 13 du boulon dépassent tous du côté borgne des plaques (c'est-à-dire du côté opposé à la tête 22 relativement à la plaque la plus éloignée 42). On applique le premier outil à l'attache comme le montre 15 la figure 1, la douille haxagonale 44 s'appliquant à la tête hexagonale 22 de l'écrou pour empêcher celui-ci de tourner et la douille 46 de l'arbre d'entraînement 45 recevant la portion terminale libre du prolongement 31 du boulon et s'appliquant aux plats dTapplication de clef 33 de celui-ci. Cette position 20 est illustrée par la figure 1. On actionne alors 1'outil pour faire tourner l'arbre d'entraînement 45 en sens inverse des aiguilles d'une montre relativement au tube fixe 45. Etant donné que l'écrou est maintenu fixe et que le filetage du boulon 11 a un pas à droite, le boulon se visse dans l'écrou, de sorte 25 que le prolongement .31 de la queue du boulon pénètre dans la douille 46 de l'arbre d'entraînement et que la tête'13 du boulon approche de la surface terminale amincie.24 de 1'écrou. Le manchon expansible 25 est entraîné par dessus la surface amincie 24 et ainsi dilaté,/formant une tête borgne sur l'attache. se 30 Le boulon continue à/visser ainsi dans l'écrou jusqu'à ce que l'extrémité dilatée du manchon 25. rencontre la face de la plaque 42, moment où le manchon 25 empêche la tête 13 du boulon d'approcher davantage de l'êcrou, ce qui empêche le boulon de continuer à tourner. Le couple oui continue d'être appliqué 35 au prolongement 31 par l'arbre d'entraînement 45 amène alors la rupture de la.portion affaiblie 32 entre.le prolongement et le boulon, après quoi on arrête le premier outil et on le retire de l'attache. Il faut noter que l'extrémité de l'arbre d'entraînement 45 doit arriver suffisamment loin à l'intérieur de l'ex-40 trémité du tube fixe 43 de l'outil pour que la portion affaiblie 70 11212 6 2037282 32 du boulon de l'attache reste hors de la douille 46 de l'arbre d'entraînement quand on visse ainsi complètement le boulon dans l'écrou. On applique alors le deuxième outil à l'attache par-5 tiellement posée, de la façon illustrée par la figure 2. On présente à l'extrémité brisée de la tige 12 du boulon l'ouver-ture filetée 52 de l'extrémité du tube extérieur et on actionne le moteur de l'outil, de sorte que 1'ouverture filetée 52 se visse sur le boulon. L'enclume annulaire 51 rencontre le col-10 lier de blocage 26 et, l'entraînant par frottement, se visse le long de la tige du boulon en direction de l'évidement 27 de la tête de l'écrou. La douille prévue dans l'extrémité de l'arbre 47 (qui ne tourne pas) s'adapte par dessus l'extrémité de la tige du boulon et on fait tourner l'outil d'un bloc si né-15 cessaire de façon que l'extrémité du boulon s'aligne convenablement pour pénétrer dans la douille rectangulaire de l'arbre 47, ce qui fait que les surfaces complémentaires de la douille s'appliquent aux surfaces d'application de clef du boulon. L'enclume 21j qui tourne, continue de visser le collier de blocage 27 20 le long du boulon jusqu'à ce qué la circonférence extérieure .,„de la face amincie 29 du collier rencontre la circonférence extérieure 28 de l'évidement 27. Le contact entre le collier 26 et la paroi de l'évidement de la tête de l'écrou résiste à la rotation du collier, de sorte qu'il se produit un patinage en-25 tre l'enclume annulaire 51 et le collier. Etant donné que l'enclume annulaire 51 continue de tourner et simultanément d'avancer le long du boulon par suite de son adaptation àu boulon par vissage, le collier de blocage 26, tournant plus ou moins ou ne tournant pas du tout v est poussé dans'1'évidement et au 30 moins sa partie qui est limitée par la surface amincie 29 est poussée radialement vers l'intérieur par la surface rétrécie 28 de 1'évidement,de sorte que sa matière est déformée dans àu moins une des gorges annulaires de la tige du boulon. Dans l'exemple particulier qui est représenté par la figure 3, le 35 collier de blocage se déforme dans deux des gorgés (18 et 19) qui constituent donc des gorges de déformation. La troisième gorge 17 est adjacente à la face postérieure du collier de blocage et, dans cet exemple particulier, elle se trouve à environ un. filet vers. 1'intérieur de l'ouverture filetée 52 de l'outil, 40 la quatrième gorge 16 se trouvant plus à 1'intérieur de 1'ouvér- 70 11212 7 2037282 ture. L'arbre fixe 40 dont la douille s'applique aux surfaces d'application de clef 33 de l'extrémité du-boulon empêche la rotation du boulon pendant que le collier de blocage 26 est déformé en position et mis en rotation. 5 Quand le collier 26 est entièrement déformé dans l'é videment 27 et complètement enfoncé dans les gorges de la tige du boulon, il empêche 1 'enclume annulaire de continuer à avancer le long du boulon. Par suite, en vertu de l'engagement du filetage de l'ouverture 52, la partie 49 de l'outil exerce une 10 traction considérable sur la partie de la tige du boulon à laquelle elle est adaptée et la tige du boulon se brise à l'endroit de la gorge annulaire qui est la plus proche de l'interface de contact entre l'enclume annulaire et le collier de blocage. Comme on l'a dit plus haut-, dans cet exemple particu-15 lier, c'est la gorge annulaire 17 qui est dans cette position, de sorte que cette..gorge constitue la gorge de rupture. On voit que le collier 26 a été déformé fermement dans plusieurs gorges de la tige du boulon et que la tige du boulon est brisée en un point- qui est pratiquement au niveau de l'ex-20 trémité de la tête d'écrou 22. Le collier de blocage jouerait de façon satisfaisante son rôle de blocage, même s'il était déformé dans une seule des gorges annulaires de la tige du boulon. On voit que l'existence de plusieurs de ces gorges espacées le long de la tige du SlsSUTê -- 25 boulon/entre le boulon et l'écrou une gamme de relations axiales dans laquelle le collier de blocage fonctionne donc de façon satisfaisante, à condition bien entendu qu'il y ait au.moins, une gorge annulaire adjacente à la face extérieure du collier de blocage quand il est dans la position déformée où la tige du 30 boulon peut se briser. Cette gamme de relations axiales signifie que l'attache peut servir dans des plaques de différentes épaisseurs, dans une certaine gamme. Les deuxième et troisrane gorges annulaires 17 et 18 pourraient constituer chacune, soit une gorge de rupture, soit encore une gorge de déformation selon la re-35 lation axiale susdite entre le boulon et l'écrou. Les figures 8 et 9- illustrent une variante de 1 'attache de l'exemple décrit ci-dessus. Dans cette variante, l'écrou, au lieu d'avoir une tête hexagonale, présente une tête fraisée 22a. Les surfaces d'application de clef de l'écrou sont formées par 40 quatre gorges 53 disposées en croix et un peu similaires à la 70 11212 8 203.7282 disposition utilisée dans les vis cruciformes bien connues. Le premier des deux outils servant à placer l'attache présente évidemment des surfaces complémentaires appropriées d'application de clef prévues sur l'extrémité extérieure de son tube extérieur 5 fixe. Les attaches des exemples précédents peuvent être formées d'acier. Par exemple, l'écrou et le boulon peuvent être formés d'acier présentant une charge de rupture en traction d'en- 2 viron 118-134- kg/mm et le manchon et le collier peuvent être 10 formés d'acier présentant une charge de rupture en traction o d'environ 68-76 kg/mm . Les éléments peuvent être formés d'acier allié et ensuite cadmiés. Ou encore, tous les éléments peuvent être formés d'acier inoxydable, le manchon^eiant cadmia. L'invention n'est pas limitée aux détails de l'exemple 15 ci-dessus et de sa variante. Par exemple, l'élément de blocage n'est pas nécessairement'vissé "au boulon. La portion affaiblie 32 de la tige de boulon n'est pas nécessairement prévue (c'est-à-dire que la tige peut parcourir toute la longueur sans "prolongement" séparé) à condition que le premier outil de pose soit 20 muni d'un embrayage à limitation de couple dans l'entraînement de la douille intérieure. Outre les différentes gorges annulaires, la tige de boulon peut présenter une ou plusieurs gorges longitudinales s'é-tendant approximativement le long de la partie de la tige où 25 sont situées les gorges annulaires. Par exemple, ij." peut y avoir deux gorges annulaires coupant deux gorges longitudinales également espacées autour de la tige du boulon. L'ouverture filetée 52du deuxième outil peut être élargie en sa partie terminale extérieure de manière à faciliter la 30 rupture de la tige du boulon à l'endroit d'une gorge de rupture située juste à l'intérieur de l'extrémité extérieure de l'ouverture . Les diverses parties de l'attache peuvent être faites d'Vutres matériaux appropriés. 35 On peut utiliser d'autres formes appropriées d'outils pour poser l'attache. Afin de faciliter la rupture de la tige du boulon pratiquement au ras de la tête de l'écrou, on peut recourir à des moyens ou opérations supplémentaires. Par exemple, on peut tirer l'outil latéralement après l'achèvement de la dé-formation du collier de blocage. * '• 70 11212 9 2037282 EEVEHDICATIOHS 1. Attache borgne comprenant : un boulon muni d'une tige filetée extérieurement, d'une tête à une extrémité de la tige, de surfaces d'application de clef à l'autre extrémité de la 5 tige, d'au moins une gorge annulaire de rupture prévue dans la tige entre la tête et les surfaces d'application de clef et d'au moins une gorge de déformation prévue dans la tige entre la gorge de rupture et la tête du boulon •> un écrou vissé sur la tige du boulon et présentant une tête élargie à son extrémité 10 opposée à la tête du boulon, la tête étant munie de surfaces d'application de clef, l'autre extrémité de l'écrou étant située vers la tête du boulon ; un élément expansible situé sur la tige du boulon entre la tête du boulon et l'autre extrémité mentionnée de l'écrou ; et un élément de blocage disposé autour 15 de la tige du boulon, du côté opposé à la tête du boulon relativement à la tête de l'écrou, cet élément de blocage pouvant, une fois qu'on a vissé l'écrou et le boulon l'un vers l'autre de manière à dilater l'élément expansible pour former une tête borgne, être déformé dans la gorge de déformation ou dans au 20 moins une des gorges de déformation de la tige de manière à bloquer ensemble lrécrou et le boulon. 2. Attache selon la revendication,l, dans laquelle l'élément de blocage a une forme annulaire. 3» Attache selon la revendication 2, dans laquelle l'élé- 25 ment de blocage est vissé sur la tige du boulon, de sorte qu'on peut le faire avancer le long de la tige par sa rotation relative vis-à-vis du boulon. 4. Attache selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la tête de l'êcrou est munie d'un évidèment dans 30 lequel l'élément de blocage est logé lorsqu'il est déformé comme indiqué ci-dessus. 5- Attache selon la revendication 4, dans laquelle l'évi dement est muni d'une face inclinée vers la tige du boulon de manière à faciliter la déformation de l'élément' de blocage dans 35 la ou les gorges de déformation. 6. Attache selon la revendication 5j dans laquelle la fa ce de l'élément de blocage qui se trouve du côté de l'évidement est inclinée de façon similaire de manière à faciliter encore la déformation. 40 7. Attache selon la revendication 6, dans sa relation avec 70 11212 io 2037282 la revendication 3»-dans laquelle l'élément annulaire de blocage est vissé"sur. la tige comme indiqué plus haut, la disposition étant telle que la rotation relative de l'élément de blocage et de la tige pousse l'élément de blocage dans l'évide-5 ment, de sorte que les deux faces inclinées coopèrent pour pousser radialement vers l'intérieur au moins une partie de l'élément de blocage afin d'effectuer la déformation. 8. Attache selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la disposition est telle qu'après l'achèvement 10 de la déformation de l'élément de blocage dans une ou plusieurs des gorges de la tige du boulon, la gorge de rupture ou l'une des gorges de rupture est adjacente à la face de 1' "élément de blocage qui est tournée à l'opposé de la tête de l'écrou, de sorte que si l'on applique une traction suffisante à l'autre 15 extrémité mentionnée de la tige, la tige se brise à l'endroit de la gorge de ^rupture. 9. Attache selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la ou les gorges de1 déformation sont de forme annulaire. 20 10. Attache selon la revendication 9, dans laquelle plu sieurs gorges annulaires sont prévues, de sorte qu'au moins une de celles-ci peut constituer, soit une gorge de rupture, soit une gorge de déformation selon .la relation axiale du boulon et de l'êcrou. 25 11. Attache selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la tige du.boulon présente à son autre extrémité mentionnée un prolongement relié à la tige par une portion -affaiblie qui a une solidité inférieure à celle que possède la tige à l'endroit de l'une quelconque des gorges annulaires sus-30 dites situées entre la tête et les surfaces d'application de clef, le prolongement présentant aussi des surfaces d'application de clef. 12. Attache selon la revendication 11, caractérisée par le fait que les surfaces d'application de clef de la tige et du 35 prolongement se continuent les unes les autres en franchissant la portion affaiblie.