Brevet FR2307170A1 — publié le 19761105

Le procédé faisant ltobjet de la présente invention permet d'éviter la détérioration des filets d'un écrou lors du vissage d'une vis dans cet écrou. A cet effet, il prélève, sur le couple appliqué à la vis lors de son serrage, une partie de celui-ci, fixe ou variable, pour ne laisser subsister qu'une fraction de ce couple appliquée à la partie filetée de la vis, de manière à faire pénétrer cette dernière dans l'écrou et à assurer le serrage des pièces que l'ensemble vis et écrou doit assembler. Ce procédé s'applique à n'importe quelle vis du commerce et aux écrous exécutés en n'importe quelle matière mais, plus particulièrement à ceux utilisant une matière de faible résistance au cisaillement comme, par exemple, les métaux cuivreux, les métaux légers et, surtout, les matières plastiques. On constate en effet fréquemment que la mise en place manuelle des vis dans de tels écrous, en utilisant un tournevis courant, ne permet pas à l'opérateur de doser son couple de serrage à une valeur suffisamment précise pour que le taux de travail appliqué aux filets de l'écrou dans le sens axial de ce dernier ne dépasse pas la résistance pratique au cisaillement de la matière utilisée. Ceci est surtout sensible avec les petits diamètres de vis, avec les pas fins et avec l'utilisation de matières fluables telles que les matières plastiques. I1 conviendrait, pour ne pas dépasser cette résistance pratique, d'utiliser des tournevis dynamométriques. Mais le règlage de ces derniers, surtout à de faibles valeurs de couple, est aléatoire et variable dans le temps, et le rapport entre le couple auquel il convient de les règler et les dimensions du filetage et la nature de la matière est loin d'autre parfaitement défini, comptetenu, en particulier, des frottements de la vis dans l'écrou et des frottements de la tete de la vis sur la pièce à serrer qui sont variables et pratiquement impossibles à connaître. Le procédé faisant l'objet de la présente invention permet d'utiliser des couples de vissage, obtenus soit manuellement, soit mécaniquement, nettement supérieurs à ceux qui seraient nécessaires pour opérer le serrage des pièces en présence sans détériorer les filetages. La majeure partie de ce couple de serrage est prélevée par un frein dont différents modèles sont décrits ci-dessous, seul un couple résiduel faible est donc disponible pour obtenir l'assemblage et il ne risque ainsi aucunement de provoquer, dans les files de l'écrou, un taux de travail supérieur à la limite d'élasticité de la matière employée. L'invention sera bien comprise par la description qui suit et les dessins annexés qui représentent, à titre non limitatif, du fait des nombreuses variantes qu'il est possible d'imaginer, treize réalisations différentes de cette invention. On voit Fig. 1 - Une vis du commerce vissée dans un écrou ou une pièce servant d'écrou avec les indications des emplacements où peut agir le frein destiné à absorber le couple excédentaire de vissage, Fig. 2 - Une première réalisation du procédé de l'invention utilisant un frein à ressort à boudin métallique, Fig. 3 - Une deuxième réalisation du procédé utilisant un frein plastique à enroulement, Fig. 4 - Une troisième réalisation du procédé utilisant un frein plastique de flexion, Fig. 5 - Une quatrième réalisation du procédé utilisant un frein plastique déformable agissant radialement sur le corps de la vis, Fig. 6 - Une cinquième réalisation du procédé utilisant un frein plastique déformable agissant radialement sur la surface latérale de la tette de la vis, Fig. 7 - Une sixième réalisation du procédé utilisant un frein conique à déformation progressive agissant sur le corps de la vis, Fig. 8 - Une septième réalisation du procédé utilisant un frein conique à déformation progressive agissant sur la tête de la vis, Fig. 9 - Une huitième réalisation du procédé utilisant un frein torique, Fig. 10 - Une neuvième réalisation du procédé utilisant un frein biconique, Fig. 11 - Une dixième réalisation du procédé dans laquelle le frein est incorporé dans la pièce à serrer, Fig. 12 - Une onzième réalisation du procédé dans laquelle le frein est constitué par une rondelle dentée, Fig. 13 - Une douzième réalisation du procédé dans laquelle le frein est constitué par une rondelle en tôle munie d'aspéri tés, Fig. 14 - Une treizième réalisation du procédé qui utilise une vis spéciale. La fig. 1 montre une vis 1 vissée dans un écrou 2 immobile en rotation. Pour opérer ce vissage, il a fallu imprimer à la vis un couple 3. S'il existe, en 4, un dispositif freinant la vis, constitué par exemple par une rondelle arrêtée en rotation par tout moyen approprié tel, par exemple, qu'un pied 4-1 coopérant avec un logement de l'écrou 2, rondelle constituée de telle sorte qu'elle serre radialement la partie filetée de la vis 1 en 5, il va falloir utiliser, pour faire tourner cette vis dans ce frein fixe en rotation, une fraction 6 du couple 3. I1 ne subsistera donc plus, pour faire pénétrer la partie filetée 1-1 de la vis 1 dans l'écrou 2, qu'un couple résiduel 7 = 3 - 6. Le frein peut être établi de manière que le couple de freinage 6 qu'il exerce sur la vis soit élevé et seulement légèrement inférieur au couple 3 appliqué à la tete de la vis, couple 3 qu'on peut obtenir facilement par blocage de la vis 1 à la main, au tournevis, ou mécaniquement, avec une visseuse munie ou non d' un limiteur de couple dynamomètrique. Le couple résiduel 7 sera donc faible et, par conséquent, ne pourra détériorer les filets de l'écrou 2. La vis 1 peut recevoir son freinage, soit en 5 sur le diamètre extérieur de sa partie filetée 1-1, soit en 8 sur le diamètre extérieur de sa tete 1-2, soit en 9 sous cette tête 1-2. I1 n'est, en effet, guère possible de faire agir un frein en 10, à la partie supérieure de cette tête 1-2, puisqu'on doit pouvoir actionner cette partie avec le tournevis, ni en 11, sous l'extrémité de la partie filetée 1-1 de la vis, car le couple de freinage réalisable serait trop faible, vu la proximité de l'axe de la vis. La fig. 2 montre une première réalisation d'un frein agissant sur le corps fileté 1-1 de la vis 1. I1 s'agit d'un ressort à boudin métallique 12 venant se visser sur les filets de la vis et dont une extrémité libre 13 est arrêtée en rotation dans l'écran ou dans la pièce à serrer par tout moyen approprié. Le sens d'enroulement du ressort 12 est tel que la rotation de la vis 1 dans le sens de vissage 14 entrain par frottement les spires de ce ressort 12, ce qui a pour effet de réduire le diamètre d'enroulement de ces spires et d'obtenir un freinage absorbant une partie du couple de vissage 3. Ce ressort 12 peut être établi en matière plastique, comme l'indique la fig. 3, deuxième réalisation de l'invention. Il ne comporte alors qu'une seule spire 15 immobilisée dans un logement adapté de l'écrou ou de la pièce à visser par un talon 16. Une partie saillante 17 placée à l'extrémité de la spire 15 coopère par frottement avec la tête 1-2 de la vis 1 et, lorsque cette vis est serrée, par l'application d'un couple 3, dans le sens 14, le frottement sur la partie 17 entraine la spire 15 qui s'enroule et vient serrer en 5 le corps fileté 1-1 de la vis 1. Ce serrage est d'autant plus grand que la vis 1 est plus serrée. Le couple absorbé par le freinage 6 augmente donc en même temps que le couple 3, ce qui fait que le couple 7, appliqué à la partie filetée 1-1 et faisant travailler les filets de l'écrou, subit peu de variations même si l'on bloque énergiquement la vis 1. Le serrage 5 d'une pièce plastique ou métallique 18 (fig. 4) sur le corps fileté de la vis lors de la mise en place de celle-ci peut s'effectuer par flexion des deux branches 18-1 et 18-2 d'une rondelle fendue arrêtée en rotation par un talon 16 suivant une troisième réalisation de l'invention, ou par déformation élastique d'une rondelle métallique ou plastique 19 (fig. 5) dont des altérations de forme 20 assurent la déformabilité et des tétons 21 l'arrêt en rotation sur l'écrou ou sur la pièce à serrer, selon une quatrième réalisation de l'invention. Ce serrage par déformation radiale d'un frein peut avoir lieu sur la face latérale de la tête de vis, comme le montre le frein 22 de la cinquième réalisation de l'invention (fig. 6), dont les altérations de forme 23 assurent la déformabilité en même temps que l'immobilisation en rotation dans des logements de l'écrou ou de la pièce à serrer. Un frein agissant sur l'extérieur du corps fileté de la vis peut être constitué d'une rondelle fendue ou déformable 24 (fig. 7) dont la surface latérale extérieure est conique et coopère avec un logement conique de même pente 25 de la pièce à serrer 26. Du fait d'un jeu 27, le serrage de la vis 1 fait descendre la rondelle 24 et l'action du cône 25 la serre en 5 sur l'extérieur fileté 1-1 du corps de la vis 1 et ce, d'autant plus que le serrage appliqué à la vis est important. Ceci constitue la sixième réalisation de l'invention. Une variante de forme de la rondelle 24, représentée par la fig. 8, constitue la septième réalisation de l'invention. La déformation de la rondelle 24 par l'action du cône 25 appuie celle-ci latéralement en 8 sur la face latérale de la tête 1-2 de la vis 1. Cette rondelle 24 peut être remplacée par un jonc torique semi-plastique 28 (fig. 9), huitième réalisation de l'invention, jonc qui, recevant l'appui 9 de la face inférieure de la té- te 1-2 de la vis 1, exerce un premier freinage sur cette face inférieure de la tête 1-2 et, par suite de la présence de la partie conique 25 sur la pièce à serrer, ce jonc exerce en 5 une pression radiale sur le diamètre fileté 1-1 du corps de vis. La rondelle 24 peut affecter la forme d'un bicône plastique, fendu ou déformable, 29 (fig. 10) suivant la neuvième réalisation de l'invention, lequel icône se resserre radialement sur le corps fileté 1-1 de la vis par l'action de deux logements coniques 30 et 31 lors du serrage de la vis 1, logements portés respectivement par la pièce à serrer 26 et par l'écrou 2. La dixième réalisation de l'invention (fig. 11) incorpore la rondelle conique 24 avec la pièce à serrer 26. Elle est utilisée dans le cas où cette dernière présente une certaine plasticité. Cette partie proéiinente, fendue ou déformable, et conique 24, qui est placée sur la face inférieure de la pièce à serrer 26, vient coopérer avec un logement conique 25 porté par la face supérieure de l'écrou 2. La partie proéminente conique 24 peut également être sortie de la face supérieure de l'écrou 2 et venir coopérer avec un logement conique porté par la partie inférieure de la pièce à serrer 26. Le serrage de la vis 1 assure le serrage en 5 de la partie 24 sur le corps fileté 1-1 de la vis 1. Les onzième, douzième et treizième réalisations de l'invention, représentées respectivement par les fig. 12, 13 et 14, n'utilisent plus un frein à serrage élastique sur la vis 1, mais un frein comportant un dispositif à dents orientées de telle sorte qu'au moment du serrage de la vis 1, ces dents viennent mordre, d'une part, la surface inférieure de la tête de vis 1-2, d'autre part, la surface extérieure de la pièce à serrer 26, le travail de cisaillage de la matière qui en résulte sur ces surfaces opérant l'effort de freinage recherché. Dans la fig. 12, ce résultat est obtenu par l'insertion, entre la tête 1-2 de la vis 1 et la pièce à serrer 26, d'une rondelle 32 munie sur ses deux faces d'aspérités en forme de dents tournées pour mordre la matière lorsque l'on visse la vis 1. Sur la fig. 13, cette rondelle est constituée d'une plaque de tôle dure 33 dont des aspérités 34 sont relevées en un ou des endroits quelconques de sa surface, avec une inclinaison telle qu'elles mordent les surfaces en présence lors du serrage de la vis; le nombre, la forme et la disposition de ces aspérités sont quelconques. Enfin, la fig. 14 incorpore la rondelle à la tête de la vis, c'est-à-dire qu'elle utilise une vis spéciale dont la face inférieure de la tête 1-2 possède ces aspérités en forme de dents 34 en nombre et disposition quelconques, orientées de façon à mordre la surface extérieure de la pièce à serrer 26 lors du serrage de la vis 1. La plupart de ces freins décrits à titre indicatif, mais dont il est aisé de trouver de nombreuses autres variantes, est applicable aux vis à tête ronde, à tête polygonale et aux vis à tête fraisée. I1 est remarquable qu'unie fois la vis en place, le frein continue son action sur celle-ci et sert donc accessoirement d'organe d'immobilisation pour éviter le desserrage de cette vis, sous l'action des vibrations par exemple. La présente invention s'applique dans tous les cas où l'écrou 2 est réalisé en des matières de faible résistance au cisaillement et fluables, telles que les matières plastiques par exemple. Ce cas se rencontre particulièrement dans l'industrie des appareils ménagers et de l'appareillage électrique, spécialement sur celui employé à bord des véhicules automobiles. REVENDICATIONS I. Procédé permettant d'éviter la détérioration des filets d'un écrou lors du vissage d'une vis à forme de tête quelconque, plate, ronde, polygonale ou fraisée, dans cet écrou, en prélevant à cet effet, sur un couple important appliqué à la vis lors de son serrage, une fraction de celui-ci, fixe ou variable, pour ne laisser subsister qu'une faible fraction de ce couple qui se trouvera appliquée à la partie filetée de la vis, procédé caractérisé par l'utilisation d'un frein agissant sur la vis et établi de telle sorte que ce frein prélève, par son action, une partie du couple de vissage en n'en laissant subsister, pour assurer le vissage et le serrage des pièces à assembler, qu'une faible valeur non susceptible de détériorer les filets de l'écrou. 2. Procédé suivant revendication 1 caractérisé par le fait que le frein de vis se compose d'un ressort à boudin métallique venant se visser sur les filets de la vis, ressort dont une extrémité libre est arrêtée en rotation dans l'écrou ou dans la pièce à serrer par tout moyen approprié, le sens d'enroulement du ressort étant tel que la rotation de la vis dans le sens du vissage entrafne par frottement les spires de ce ressort, ce qui réduit leur diamètre et opère un freinage absorbant une partie du couple de vissage. 3. Procédé suivant revendication 2 caractérisé par le fait que le ressort est établi en matière plastique et qu'il ne comporte qu'une seule spire immobilisée dans l'écrou ou dans la pièce à serrer par un talon, une partie saillante placée à l'extrémité de la spire coopérant par frottement avec la face inférieure de la tête de la vis, ce qui provoque l'enroulement de la spire et son serrage sur la partie filetée de la vis lors du serrage de celleci. 4. Procédé suivant revendication 1 caractérisé par le fait que le frein est constitué d'une rondelle plastique ou métallique fendue, arrêtée en rotation, et possédant deux branches qui viennent serrer la partie filetée de la vis lors de la mise en place de cette dernière. 5. Procédé suivant revendication 4 caractérisé par le fait que la rondelle de serrage sur la partie filetée de la vis n'est plus fendue, mais déformable radialement par suite de la présence d'altérations de forme, et dont l'arrêt en rotation est obtenu par l'introduction de tétons dans l'écrou ou dans la pièce à serrer 6. Procédé suivant revendication 5 caractérisé par le fait que la rondelle n'agit pas sur la partie filetée de la vis, mais sur la face latérale de la tête de vis. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 4, 5 ou 6, caractérisé par le fait que la rondelle fendue ou déformable présente une surface latérale extérieure conique qui coopère avec un logement conique de même pente de la pièce à serrer, de manière que la rondelle serre d'autant plus sur le filetage ou la tête de la vis que le serrage appliqué à cette vis est important. 8. Procédé suivant revendication 7 caractérisé par le fait que la rondelle est constituée par un jonc torique semi-plastique qui reçoit l'appui de la face inférieure de la tête de vis, exerce un premier freinage sur cette face et, par suite de la présence d'une partie conique sur la pièce à serrer, exerce une pression radiale sur le diamètre fileté du corps de la vis. 9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5 caractérisé par le fait que la rondelle affecte la forme d'un bicône plastique fendu ou déformable, lequel se resserre radialement sur le corps fileté de la vis par l'action de deux logements coniques lors du serrage de la vis, logements portés respectivement par l'écrou et par la pièce à serrer. 10. Procédé suivant revendication 5 caractérisé par le fait que la rondelle conique est incorporée avec la pièce à serrer ou avec l'écrou et vient coopérer avec un logement conique porté par l'autre de ces deux pièces. 11. Procédé suivant revendication 1 caractérisé par le fait que le frein est constitué d'une rondelle à dents orientées de telle sorte qu'au moment du serrage de la vis, celles-ci viennent mordre, d'une part, la surface inférieure de la tête de vis, d'autre part, la surface extérieure de la pièce à serrer. 12. Procédé suivant revendication 11 caractérisé par le fait que la rondelle est constituée d'une plaque de tôle dure dont des aspérités, de forme et de nombre quelconques, sont relevées en un ou des endroits quelconques de la surface de cette rondelle, avec une inclinaison telle qu'elles mordent les surfaces en présence lors du serrage de la vis. 13. Procédé suivant revendication 11 caractérisé par le fait que la rondelle est incorporée dans la tête de la vis, c'est-àdire de la face inférieure de cette tête qui possède des aspérités en forme de dents en nombre et disposition quelconques, orientées de façon à mordre la surface extérieure de la pièce à serrer lors du serrage de la vis.