Brevet FR2049186A1 — publié le 19710326

La présente invention concerne la fabrication d'écrou» à auto-blocage tout en métal et a pour but de proposer un écrou à auto-blocage qu'on puisse fabriquer rapidement et aisément et qui présente les avantages suivants : excellent couple de serra-5 ge prépondérant et aptitude à resservir en n'abîmant qu'au minimum le filetage du boulon coopérant, même lorsqu'on le visse à l'aide d'une clef de serrage rapide® Suivant un premier de ses aspects, l'invention vise un écrou à auto-blocage tout en métal comportant un corps polygonal, 10 un collet saillant sur l'extrémité non portante de ce corps et un taraudage traversant axialement le corps d'écrou et le collet, le collet présentant une face tronconique définie par révolution, autour de l'axe de 1'écrou, d'une droite faisant avec cet axe un angle déterminé et reliant le côté du corps d'écrou 15 à la région du collet située au débouché du taraudage ou à son voisinage, cette face tronconique étant interrompue par un gradin annulaire comportant une base plane parallèle à l'extrémité portante du corps d'écrou et perpendiculaire à l'axe de 1'écrou et une face intérieure perpendiculaire à la base plane, le ta-20 raudage ayant une section circulaire dans le corps d'écrou, mais étant déformé vers l'intérieur dans le collet du fait de la présence d'une série de renfoncements ménagés symétriquement au niveau du gradin et répartis autour de lui et dont chacun présente, en coupe axiale, une face faisant avec l'axe de 1'écrou un angle 25 inférieur audit angle déterminé» l'invention vise encore, suivant un second aspect, un procédé de fabrication d'écrou à auto-blocage tout en métal, caractérisé en ce qu'on forme une ébauche d'écrou comportant un eorps d'écrou polygonal, un collet saillant sur l'extrémité non por-30 tante du corps d'écrou et un alésage traversant le corps d'écrou et le collet, le collet présentant une face tronconique définie par révolution, autour de l'axe de 1'écrou, d'une droite faisant avec cet axe un angle déterminé et reliant le côté du corps d'écrou à la région du collet, située au débouché de l'alésage 35 ou à son voisinage, en ce qu'on ménage dans la face tronconique du collet un gradin annulaire présentant, une base plane parallèle à l'extrémité portante du corps d'écrou et perpendiculaire à l'axe de 1'écrou, et une face intérieure perpendiculaire à la base plane, et en ce qu'après avoir taraudé l'alésage de 1'écrou, 40 on déforme vers l'intérieur son tronçon situé dans le collet en 70 21889 2 2049186 soumettant le collet à tua étampage dans la région du gradin annulaire pour ménager une série de renfoncements répartis symétriquement autour du gradin annulaire et présentant chacun, en coupe axiale, une face faisant avec l'axe de 1'écrou un angle 5 inférieur audit angle déterminé. On peut prévoir un nombre quelconque de renfoncements, mais il vaut mieux les prévoir en nombre égal à celui de côtés du corps d'écrou et les disposer angulairement de manière à ce que leurs milieux soient sensiblement contenus dans les mêmes plans 10 radiaux que les arêtes du corps d'écrou. Par exemple, le corps d'éerou peut être hexagonal et on peut prévoir six renfoncements répartis symétriquement autour de la face tronconique du collet d'éerou, le'milieu de chaque renfoncement étant situé en face de l'une des arêtes du corps hexagonal. Les renfoncements eux-mêmes 15 peuvent présenter une base plane qui peut soit être parallèle à l'extrémité portante du corps d'écrou et perpendiculaire à l'axe de 1'écrou, soit avoir par exemple la même inclinaison que les filets du taraudage. La base de chaque renfoncement peut s'étendre radialement vers 1'extérieur jusqu'à couper la face tronco-20 nique non déformée du collet d'écrou» On ménage de préférence les renfoncements à l'aide d'une étampe ou d'un poinçon qu'on déplace axialeaent vers le bas sur le collet d'écrou. Cette étampe présente un évidement central, destiné à recevoir le pourtour intérieur du collet entourant le 25 débouché du taraudage, et une série de bossages destinés à ménager les renfoncements. Ces bossages présentent une face intérieure faisant avec l'axe de mouvement de 1'étampe, e'est-à-dire l'axe de 1'écrou, m angle plus faible que fait la face tronconique du collet d'écrou ; par exemple, les faces intérieures des 30 bossages peuvent faire un angle de 30e avec l'axe de l'éerou, la face tronconique du collet faisant avec cet axe un angle de 60*» On forme de préférence le gradin annulaire dans la face tronconique du collet d'une ébauche d'écrou à l'aide d'une étampe axiale, avant de tarauder l'alésage de l'éerou. Après tarau-35 dage, on déforme la se'ction du taraudage vers l'intérieur dans le collet en ménageant la série de renfoncements» Pour faire plus clairement comprendre l'invention, on va maintenant en décrire à simple titre d'exemple un mode de réalisation préféré, en se référant aux dessina annexés,sur lesquels: 40 la figure 1 est une vue en plan de dessus d'une ébauche 70 21889 3 2049186 d'écrou indiquée pour fabriquer l'éerou suivant le mode de réalisation préféré j la figure 2 est une vue de profil de cette ébauche d'écrou, avec coupe partielle suivant la ligne II-II de la figure 1 ; 5 la figure 3 est une vue analogue à la figure 1 d'un écrou obtenu à partir de l'ébauche montrée sur les figures 1 et 2 ; la figure 4 est une vue analogue à la figure 2 de l'éerou montré sur la figure 3» avec coupe partielle suivant la ligne IV-IY ? 10 la figure 5 est, à échelle plus faible, tuae vue en plan de dessus de 1'étampe, et la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne YI-VI de la figure 5 de la partie inférieure de 1'étampe» l'ébauche d'écrou montrée sur les figures 1 et 2 présente 15 un corps 1 de forme hexagonale, comportant six facettes 2 et six arêtes 3. L'ébauche d'écrou présente un collet 4 qui part de son extrémité non portante et présente une face tronconique définie par révolution, autour de l'axe 5 de lTébauehe d'éerou, d'une droite faisant avec cet axe un angle (^déterminé. Le collet 4 re-20 lie le côté du corps d'ébauche d'écrou 1 à une région d'extrémité annulaire 6 voisine du débouché de l'alésage 7 ménagé dans l'ébauche et qui traverse axialement le corps d'ébauche et le collet. Comme le montrent les dessins, la face tronconique du collet 4 est interrompue par un gradin annulaire 8 qui présente 25 une base plane 9, parallèle à l'extrémité portante du corps d'ébauche et perpendiculaire à l'axe 5 de ce corps, et une faee intérieure 10, perpendiculaire à la base plane 9» On peut commodément ménager le gradin 8, dans une ébauche d'écrou présentant initialement un collet tronconique simple, à l'aide d'une étampe 30 à mouvement axial munie à l'extrémité libre d'un prolongement annulaire. Le résultat obtenu en ménageant le gradin annulaire est de diviser le collet 4 en deux collets élémentaires : un collet extérieur 11 et un collet d'écrou intérieur mince et saillant 12. Comme le montre la figure 2, l'épaisseur du collet 12 ne re-35 présente qu'une fraction faible de l'épaisseur totale de l'éerou» Comme on le voit en coupe sur la.figure 2, le collet 12 ne s'étend vers l'extérieur que sur le quart environ de l'épaisseur du corps d'ébauche d'écrou. On taraude l'alésage de l'ébauche d'écrou après avoir ménagé le gradin 8. Il importe particulièrement 40 d'opérer dans cet ordre, car ainsi le taraudage de l'éerou ne 70 21889 4 2049186 présente à ce stade aucune déformation* Après taraudage, on déforme l'alésage vers l'intérieur, au niveau du collet, comme indiqué en 13 sur la figure 4, en ménageant au niveau du gradin 8 une série de renfoncements réparti» 5 symétriquement sur son pourtour. Dans l'exemple illustré par le» figures 3 et 4, il est prévu six renfoncements 14,. répartis symétriquement autour du collet 4 et dont les milieux sont sensiblement situés dans les mêmes plans radiaux que les arêtes 3 du corps d'écrou. les renfoncements 14 sont radialement espacés du 10 taraudage 7 de l'éerou et présentent en coupe axiale une face intérieure 15 faisant avec l'axe 5 de l'éerou un angle{b plus faible que 1'angles fait avec cet axe par la face tronconique du collet 4, et une base plane 16, parallèle à l'extrémité portante 17 du corps d'écrou et perpendiculaire à l'axe 5 de l'éerou* 15 Suivant une variante, la base de chaque renfoncement peut faire avec la face d'extrémité portante de l'éerou un angle correspondant à l'inclinaison des filets du taraudages 7* L'étampe serviant à ménager les renfoncements 14 est représentée sur les figures 5 et 6. Comme on le voit, sa partie infé-20 rieure 18 est sensiblement cylindrique et, pendant étampage, elle se déplace vers le bas sur le collet d'écrou, l'axe 19 de 1'étampe coïncidant alors avec l'axe 5 de l'éerou. I'étampe présente un évidement central 20, destiné à recevoir le pourtour intérieur du collet 4 qui entoure le débouché du taraudage 7. En 25 outre, 1'étampe présente une série de bossages radiaux 21 destinés à former les renfoncements 14. Ces bossages 21 angulairement espacés sont séparés par des dépressions 22. La face intérieure 23 de chaque bossage 21 présente sur l'axe 19 une inclinaison ^3 * Les faces d'extrémité 24 des bossages sont planes, de sorte 30 que les bases des renfoncements 14 sont parallèles à la face non portante 17 de l'éerou. Comme on le voit, les bossages 21 sont incurvés, leur courbure épousant celle du gradin annulaire 8« En se reportant à la figure 4, on voit clairement qu'en formant ies renfoncements 14 dans le collet 4 de l'éerou, on re-35 foule du métal vers l'intérieur autour du taraudage 7 de l'éerou, de sorte que ee dernier se déforme en 13, sonpourtour tendant à prendre une forme hexagonale* Cette déformation est faible, mais suffisante pour que l'éerou se bloque en se vissant sur le boulon coopérant. Pratiquement, on constate que ce blocage est sûr, 40 mais n1 endommage pas définitivement le filetage du boulon. ES- 70 21889 5 2049186 outre, on peut dévisser l'éerou et le ré-utiliser plusieurs fois» D'après les figure» 3 et 4» on voit clairement qu'on fait en sorte de faire coïncider les renfoncements ménagés par 1'étampe avec le gradin annulaire 8, de manière à ce que les faces inté-5 rieures 15 soient décalées vers l'intérieur par rapport à la face intérieure 10 du gradin 8 (cette face 10 constituant en fait la paroi extérieure du collet 12) et à ce que les bases planes 16 soient décalées vers le bas par rapport à la base plane 9 du gradin 8. On a constaté que 1'étampe ménageant les renfoncements 14 10 doit être de préférence à arêtes vives pour cisailler le métal formant le collet d'écrou 12. Les régions de blocage 25 du collet d'écrou (y compris les régions déformées 13 du taraudage), qui agissent comme de» patins presseurs contre le boulon coopérant, sont détachées dans une certaine mesure au moins du reste du col-15 let d'écrou. Grâce au cisaillement précité, on rend plus élastiques les patins presseurs, qui ne sont reliés au reste du collet d'écrou que par une fraction de l'épaisseur du collet, comme le révèle l'examen des figures 3 et 4. On constate en pratique qu'un tel écrou assure un bon blocage qui, combiné avec 1'élasticité 20 de ses patins presseurs, permet de l'utiliser en toute sécurité de manière répétée. 70 21889 6 2049186 REVENDICATIONS 1. Ecrou à auto-blocage tout en métal comportant un corps polygonal, un collet saillant sur l'extrémité non portante de ce corps et un taraudage traversant axialement le corps d'écrou et le collet, le collet présentant une face tronconique définie par 5 révolution, autour de l'axe de l'éerou, d'une droite faisant avec cet axe un angle déterminé et reliant le côté du corps d'écrou à la région du collet située au débouché du taraudage ou à son voisinage, caractérisé en ce que' cette face tronconique est interrompue par un gradin annulaire comportant une base plane, parallèle 10 à l'extrémité portante du corps d'écrou et perpendiculaire à l'axe de l'éerou, et une face intérieure, perpendiculaire à la base plane, le taraudage ayant une section circulaire dans le corps d'écrou, mais étant déformé vers l'intérieur dans le collet du fait de la présence d'une série de renfoncements répartis symétri- 15 quement au niveau du gradin autour de ce dernier et dont chacun présente, en coupe axiale, une face faisant avec l'axe de l'éerou un angle inférieur audit angle déterminé. 2. Ecrou selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des renfoncements en nombre égal à celui de côtés du 20 corps d'écrou et en ce que les milieux des divers renfoncements sont sensiblement situés dans les mêmes plans radiaux que les arêtes du corps d'écrou. 3. Ecrou selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps d'écrou est hexagonal et en ce qu'il est prévu six renfon- 25 cements répartis symétriquement sur le pourtour du gradin, le milieu de chaque renfoncement étant situé en face de l'une des arêtes du corps hexagonal. 4. Ecrou selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gradin annulaire a la position 30 et les dimensions voulues pour diviser le collet en deux collets élémentaires : un collet extérieur et un collet intérieur, mince et saillant, ladite face inclinée étant ménagée par étampage du collet intérieur. 5. Ecrou selon la revendication 4, caractérisé en ce que 35 certaines parties du collet intérieur, destinées à agir à la manière de patins presseurs contré un boulon coopérant, sont au moins partiellement détachées du reste du collet intérieur du fait que le métal formant ce dernier a été cisaillé par line étampe à arêtes vives, ce qui accroît l'élasticité des patins près- 70 21889 7 2049186 seurs. 6. Ecrou selon l'une quelconque des revendications 1 à 5* caractérisé en ce que chacun des renfoncements présente me base plane, parallèle à la face d'extrémité portante du corps d'écrou 5 et perpendiculaire à l'axe de l'éerou. 7« Ecrou selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chacun des renfoncements présente me base ayant me inclinaison qui correspond à celle des filets du taraudage . 10 8. Ecrou selon les revendications 4 et 6, caractérisé en ce que la base plane de chaque renfoncement est ménagée par étampa-ge dans la base plane du gradin annulaire. 9. Ecrou selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que la base de chaque renfoncement s'étend radialement vers l'ex-15 térieur jusqu'à couper la face tronconique non déformée du collet d'écrou. 10» Ecrou selon l'me quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on taraude l'alésage d'écrou après avoir formé le renfoncement annulaire de manière à ce que l'alé-20 sage ne soit déformé que par suite de la formation desdits renfoncements . 11. Procédé de fabrication.d'écrou à auto-blocage tout en métal, suivant me quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on forme me ébauche d'écrou comportant un 25 corps d'écrou polygonal,•un collet saillant sur l'extrémité non portante du corps d'écrou et m alésage traversant le corps d'écrou et le collet, le collet présentant me face tronconique définie par révolution, autour de l'axe de l'éerou, d'me droite faisant avec cet axe m angle déterminé et reliant le coté du corps d' 30 écrou à me région du collet voisine du débouché de l'alésage, en ce qu'on ménage dans la face tronconique du collet m gradin annulaire présentant me base plane parallèle à l'extrémité portante du corps d'écrou et perpendiculaire à l'axe de l'éerou, et me face intérieure perpendiculaire à la base plane, et en ce 35 qu'après avoir taraudé l'alésage de l'éerou, on déforme vers 1* intérieur son tronçon situé dans le collet en soumettant le collet à m étampage dans la région du gradin annulaire pour ménager me série de renfoncements répartis symétriquement autour du gradin annulaire et présentant chacun, en coupe axiale, me fa-40 ce faisant avec l'axe de l'éerou m angle inférieur audit angle