Brevet FR2059653A1 — publié le 19710604

L'invention est relative à des anneaux de retenue à élasticité agissant radialement, pour dispositifs d'assemblage, c'est-à-dire à des anneaux de retenue conçus pour être montés en s1 introduisant dans des rainures prévues pour les recevoir, pré-usinées dans des 5 arbres, des goujons et des pièces analogues, par simple déplacement radial des anneaux les amenant à l'intérieur desdites rainures, et qui, lorsQu'ils sont mis en place, sont capable de s'immobiliser d'eux-mêmes contre le fond de la rainure avec une pression élastique et de servir d'épaulements pour maintenir en place et/ou rete-10 nir, avec précision, des pièces de machines, telles que des paliers, sur ces arbres. Des anneaux de retenue à élasticité radiale conçus pour être montés dans des rainures portées par des arbres, du genre décrit ci-dessus, sont bien connus dans la technique et sont disponibles 15 dans le commerce sous au moins les deux formes de construction suivantes . 1° - Anneaux de retenue "ouverts", caractérisés principalement par le fait que le corps de l'anneau présente une longueur angulaire qui n'est pas notablement supérieure à 180° et, de ce fait, pré-20 sente une largeur d'interstice entre ses extrémités libres, permettant à l'anneau d'être expansé de la quantité ralativement faible nécessaire à son montage sans avoir à le soumettre à une contrainte excessive et sans qu'il conserve une déformation permanente. Des anneaux de retenue caractéristiques de ce genre sont décrits dans les 25 brevets américains 2.382.948 et 2.491.306. 2#- Anneaux de retenue du genre^ agrafe à ressort, (parfois désignés du nom d'agrafes à ressort de retenue), tels que ceux décrits dans les brevets américains I.907.506, 2.026.454 et 2.136.155. Tandis que des deux formes d'anneaux mentionnées ci-dessus, 30 l'anneau de retenue "ouvert", est de loin le mieux connu et le plus largement utilisé, on peut néanmoins lui objecter que l'épaulement qu'il forme sur un arbre n'est que segmentaire et qu'en raison du large interstice entre ses extrémités libres, sa résistance à de fortes charges de poussée est relativement faible. 35 En outre, bien que le montage d'anneaux de retenue ouverts dans leurs rainures puisse s'effectuer facilement au moyen d'un applica-teur usuel, l'extraction de ces anneauc ouverts de leurs rainures est parfois très difficile, du fait que l'applicateur d'anneaux standard n'est pas conçu pour retirer un anneau en place dans sa 40 rainure. De même, faute d'avoir prévu un dispositif spécial pour 70 11983 2 2059653 leur manipulation particulière, les plus faibles dimensions des anneaux ouverts ont pour conséquence que, lorsqu'ils sont manipulés incorrectement, ils risquent de s'égarer au cours de leur montage et/ou de leur démontage, à l'intérieur de l'instrument ou de la ma-5 chine et ensuite de perturber le bon fonctionnement de ceux-ci» Dans des machines ou des ensembles électriques sous haute tension, pour retrouver un anneau de retenue qui a été égaré, on ne peut, pour des raisons de sécurité, que couper la source électrique d'alimentation, ou utiliser un outil isolé spécial^ en principe cou-10 teux. L'anneau de retenue du genre agrafe à ressort (cf. 2e ci-dessus) possède des caractéristiques avantageuses, qu'on ne peut obtenir avec les anneaux de retenue "ouverts" décrits ci-dessus, telles qu'une augmentation de sa longueur angulaire par rapport à celle des 15 anneaux de retenue "ouverts" et la hauteur uniforme de sa section essentiellement d'un bout à l'autre de la totalité de la longueur angulaire du corps de l'anneau et de ce fait, une profondeur uniforme de l'épaulement sur l'arbre. De la manière dont il a été construit antérieurement, cependant, l'anneau de retenu du genre agrafe 20 à ressort, par suite de la faible longueur angulaire du bras de flexion élastique qui réunit les segments de l'agrafe et de laquelle dépend la quantité dont on peut ouvrir l'interstice entre les extrémités libres de l'anneau, a une possibilité de déformation limitée. D'une manière générale, un but principal de l'invention est de 25 fournir une forme et un mode de construction perfectionnés pour des anneaux de retenue du genre agrafe à ressort qui surmonte les inconvénients, mentionnés ci-dessus et bien connus, des anneaux de retenue du genre "ouverts" et du genre agrafes à ressorts, connus dans la technique antérieure. 30 Les buts et caractéristiques avantageux exposés ci-dessus, et d'autres encore, d'un anneau de retenue du genre agrafe à ressort, ou agrafe à ressort de retenue, conforme à l'invention ressortiront plus complètement de la description détaillée qui suit, effectuée en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : 35 - la figure 1 est une vue en plan d'un anneau de retenue du genre agrafe à ressort conforme à 1*invention, dans l'état où il n'est soumis à aucune contrainte mécanique, - la figure 2 est une coupe verticale suivant la ligne 2-2 de la figure 3, 40 - la figure 3 est une coupe verticale suivant la ligne 3-3 de 70 11983 3 2059653 la figure 2 et - les figures 4 et 5 sont des vues schématiques partielles, à grande échelle (avec les symboles mathématiques correspondants) destinées à comparer l'expansion de 1*anneau de retenue du genre agrafe 5 à ressort objet de l'invention (figure 4) avec l'anneau de retenue ou l'agrafe à ressort de retenue connu dans la technique antérieure (figure 5). En se reportant aux détails des figures, on voit qu'un anneau de retenue du genre agrafe à ressort, ou agrafe à ressort de retenue 10 conforme à l'invention, comporte deux segments d'anneau où.mâchoires disposés à une certaine distance l'vin de l'autre suivant la circonférence, et diamétralement opposés, qui sont raccordés, à leurs extrémités supéri«ures correspondantes, par un bras de flexion élastique 14 qui relie ces segments dont il fait partie intégrante. Les arêtes 15 intérieure et extérieure 10a, 10b et 12a, 12b de ces segments d'anneaux sont de préférence concentriques et leurs arêtes intérieures 10a, 12a sont disposées selon des arcs opposés d'un cercle dont le centre C constitue le centre de l'anneau et dont le diamètre est légèrement inférieur à celui du cercle de la paroi du fond G^ de la 20 rainure 0, portée par l'arbre, dans laquelle doit être monté l'anneau. Ainsi qu'on peut le voir en particulier sur la figure 4, les extrémités libres des segments d'anneau 10, 12, qui ont été désignées par A, définissent l'interstice de l'anneau, et on voit que, pour monter l'anneau dans sa rainure G portée par l'arbre, ces seg-25 ments doivent être écartés d'une quantité telle que l'espacement entre les points A soit égal au diamètre du fond de la rainure G^. Conformément à l'invention, les arêtes extérieures 10b, 12b des segments d'anneau ou mâchoires 10, 12 et l'arête extérieure 14b du bras de flexion élastique 14 sont disposées suivant des arcs de la J0 circonférence de l'anneau et dans ces coriditions l'anneau a en principe vin pourtour extérieur circulaire. Toutefois, au lieu que ce pourtour soit continu, sa continuité est interrompue, en deux points bù.en deux emplacements qui sont disposés à égale distance angulaire de part et d'autre de la ligne médiane de l'anneau, par deux enco-35 ches ou entailles N^, Ng relativement profondes et larges qui s'étendent radialement à l'intérieur du corps de l'anneau et qui, au point de vue pratique, déterminent la longueur angulaire du bras de flexion élastique 14. Par construction, l'espacement angulaire de chacune de ces entailles N^, Ng et de la ligne médiane de l'anneau 40 est choisi de manière à augmenter notablement la longueur angulaire 70 11983 4 2059653 du bras de flexion élastique 14 par rapport à la longueur des bras de flexion élastique des anneaux de retenue du genre agrafe à ressort connus antérieurement dans la technique. En outre, en amincissant ce bras de flexion élastique 14, c'est-à-dire en le dotant d'une section 5 dont la hauteur va en diminuant progressivement à partir de sa section médiane et en direction de ses sections d'extrémité, un anneau de retenue du genre à agrafe à ressort conforme à l'invention peut être réalisé de manière à présenter ion grand pouvoir de flexion. Si on se réfère alors à la figure 4 qui est destinée à illus-10 trer graphiquement avec des symboles mathématiques, le perfectionnement de fonctionnement apporté par un anneau de retenue du genre agrafe à ressort réalisé conformément à l'invention, par rapport au mode de construction antérieurement connu d'ion tel anneau représenté par la figure 5, on voit que la mise en oeuvre sur les arêtes exté-15 rieures de deux encoches ou entailles N^, Ngi coupant le pourtour extérieur de l'anneau, sert à augmenter la longueur angulaire du bras de flexion élastique 14 de la longueur de chaque arc d'angle/3 , situé de part et d'autre de la ligne médiane de l'anneau. Dans ces conditions, au lieu que la longueur angulaire du bras de flexion soit 20 seulement de 2 Dans ces conditions, la flexion du bras de flexion l4p de l'anneau connu antérieurement dans la technique, représenté par la figu-25 re ne pourra qu'être inférieure à 2 oc et, du fait que la longueur angulaire de ce bras de flexion est faible, sa déformation est également faible» Au contraire, par suite de l'augmentation de la longueur angulaire du bras de flexion (2 Si on tient compte en outre de ce que la quantité dont augmente l'ouverture de l'interstice, c'est-à-dire le déplacement vers l'extérieur des points A qui déterminent la largeur d'interstice nécessaire à un anneau de retenue du genre agrafe à ressort, ou agrafe à res-35 sort de retenue, pour son montage dans sa rainure, est une fonction de l'élasticité de son bras de flexion et en outre de ce que de tels déplacements des points A au cours de l'expansion de l'anneau est une fonction de l'angle de déformation défini par les tangentes aux courbes diamétrales neutres DC^ et DCa avant et après l'expansion de 40 l'anneau, on voit aussitôt que lorsque l'angle de déformation est 5 70 11983 2059653 faible, conœe c'est le cas dans les anneaux antérieurement connus dans la technique représentés par la figure 5» sa tangente est également faible et ainsi les déplacements possibles des points Ap, qui déterminent la largeur de l'interstice de l'anneau, sont également 5 obligatoirement faibles. Du fait que le bras de flexion 14 d'un anneau de retenue du genre agrafe à ressort, conforme à la figure 4, a essentiellement augmenté sa longueur angulaire (2 Le plus grand pouvoir de flexion, rendu possible par la longueur notablement plus grande, du bras de flexion 14 conforme à l'inven-20 tion, donne à l'anneau représenté par la figure 5 de nombreux avantages. Par exemple, il permet une plus grande expansion et,en conséquence, il peut être monté dans une rainure relativement profonde et peut présenter une section de hauteur considérablement plus grande que l'anneau de retenue du genre agrafe à ressort antérieurement con-25 nu dans la technique, sans augmentation des contraintes dans cette section. j Un autre avantage de l'anneau de retenue du genre agrafe à ressort conforme à l'invention est l'augmentation de son pouvoir de retenue (résistance à la poussée), et il en résulte qu'un anneau de 30 retenue conforme à l'invention est d'un usage beaucoup plus sûr. Un autre avantage encore du mode de construction d'anneau de retenue conforme à l'invention est qu'il peut être dimensionné pour des contraintes supérieures aux contraintes maximales du matériau dont est réalisé l'anneau. De telles contraintes fourniront une dé-35 formation permanente prédéterminée se produisant dans 1* anneau après leur première application, sans aucune déformation permanente supplémentaire au cours d'applications répétées. Cette prédéformation du matériau est avantageuse du fait qu'il se forme des contraintes résiduelles dans la masse de l'anneau qui augmentent encore davanta-^0 ge sa stabilité relativement à la poussée qu'il exerce contre le 70 11983 6 2059653 fond de la rainure. Comme il va de sol, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses 5 diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 70 11983 2059653 REVENDICATIONS 1. Anneau de retenue du genre agrafe à ressort conçu pour être monté en l'introduisant radialement à l'intérieur d'une rainure portée par van arbre et, lorsqu'il est monté, capable de former un épau-5 lement destiné à retenir et/ou à maintenir en position une pièce de machine sur cet arbre, caractérisé en ce qu'il comporte deux segments circonférentiellement espacés l'un de l'autre et diamétrale-lement opposés et un bras de flexion âastique s'étendant entre ces deux segments et les réunissant les arêtes intérieures de ces seg-10 ments étant disposées suivant des arcs de cercle présentant un diamètre légèrement inférieur à celui du fond de la rainure, les arêtes extérieures de ces segments et l'arête extérieure du bras de flexion précité étant disposées suivant des arcs d'une même circonr. férence et définissant, ensemble, le pourtour extérieur de l'anneau, 15 ce pourtour étant interrompu par des entailles radiales dirigées vers l'intérieur, disposées à des distances angulaires égales de la ligne médiane de l'anneau, ces entailles étant placées de manière à augmenter essentiellement la longueur angulaire de la zone de flexion de l'anneau. 20 2. Anneau de retenue du genre agrafe à ressort selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras de flexion va en s'amincissant à partir de sa section médiane, en direction de ses sections d'extrémité, de manière à augmenter ainsi la capacité de déformation de ce bras sans qu'il prenne une déformation permanente. 25 3. Anneau de retenue du genre agrafe à ressort selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras de flexion est dimensionné pour des contraintes plus grandes que la contrainte maximale du matériau dont l'anneau est fabriqué, de manière que l'anneau prenne une déformation permanente prédéterminée au cours de son premier mon-30 tage dans sa rainure. 4. Ahneau de retenue du genre agrafe à ressort selon la revendication 1, caractérisé en ce.que le bras de flexion va en s'amincissant à partir de sa section médiane en direction de ses sections d'extrémité et est dimensionné pour des contraintes plus grandes que 35 la contrainte maximale du matériau dont est fabriqué l'anneau, ce bras de flexion étant précontraint à une valeur inférieure à la limite d'élasticité, d'une quantité prédéterminée, au cours de son premier montage dans sa rainure.