Brevet FR2313997A1 — publié le 19770107

Cette invention est relative aux filières natriceuses pour la production par roulage des filets des vis et concerne également les vis fabriques à l'aide de ces filières. On a d4ji dj proposé dans cette technique pour le roulage des fi- lets des vis des filières ayant une forne et une construction par ticuliêres utilisables dans la fabrication des vis å couple prédo vinant, ce terne indiquant les vis qui, quand elles viennent en prise avec un écrou ou un organe complémentaire semblable à un écrou, exercent une résistance par frottement à la rotation relative entre la vis et l'écrou ou son équivalent. Chacune d'une paire de filières matriceuses complémentaires était munie dans la technique antérieure en question, de groupes de vallées et~de crêtes ayant une forme généralement classique, convenant pour le roulage des filetages de vis de profil standard sur des ébauches cylindriques. Chaque filière matriceuse présentait cependant une discontinuité qui divisait la face de travail de la filière en deux zones s'étendant sur les côtés opposés d'une ligne parallèle à la direction du mouvement relatifs des filières pendant les opérations de roulage ou laninage des filets Chacune de ces deux zones était munie de groupes réguliers de vallées et de crêtes conformées de façon à pouvoir former une longueur standard de filet a ge sur une ébauche.Toutefois, les vallées et les crêtes d'une zone n'taient pas alignées avec celles de l'autre zone, de sorte que quand une vis était munie d'un filetage obtenu par roulage entre les filières, cette vis était pourvue de deux portions distinctes de filetage se trouvant sur les côtés opposés d'un plan de discontinuité normal à l'axe de la vis, la discontinuité située entre les deux portions correspondant aux lignes de discontinuité entre les deux zones de chaque filière. Chaque portion de filetage était sihilaire à l'autre comme profil et conte pas nais chaque portion était quelque peu déphasée par rapport å l'autre. La forme de la vis peut astre considérée comme ressemblant à celle d'une vis théorique avec un filetage uniforme mais qui a été sectionné en deux portions à la hauteur d'un plan normal & l'axe de la vis, une portion étant alors tournée quelque peu relativement à autre, de telle sorte que le filetage intéressant une de ces portions ne constitue plus le prolongement du filetage prévu sur l'autre portion. Une autre façon de considérer la forme de la vis est de considérer les résultats des processus hypothétiques suivants. Une vis munie d'un filetage uniforme est, comme précédeflent, sectionnée en deux portions à la hauteur d'un plan normal à l'axe de la vis. Ces portions sont déplacées axialement l'une par rapport à l'autre d'une courte distance sans rotation relative et ltinter- valle est repli par un élément d'insertion en forme de disque ayant un diamètre égal au diamètre correspondant à la naissance du filetage. A titre de variante, une vis pourvue d'un filetage uniforme est sectionnée suivant deux plans parallèles normaux s l'axe lax de la vis et espacés l'un de l'autre d'une courte distance.La partie sectionnée entre les plans est enlevée et les deux parties restantes sont déplacées conjointement dans le sens axial sans rotation relative. Chacun des deux processus hypothétiques se traduit par la formation d'une vis du même genre mais dans laquelle le filetage intéressant une portion est déphasé par rapport au filetage intéressant l'autre portion. Les vis de ce genre sont appelées ci après "vis & filetages déphasés". Quand une vis & filetage déphasé est amenée en prise avec un écrou ou un organe équivalent comportant un filetage complémentaire à celui de l'une ou l'autre des portions individuelles de la vis, la portion menante de la vis attaque initialement écrou de la manière usuelle. Quand l'autre portion de la vis vient en prise avec l'écrou, la partie menante est sollicitée vers l'avant ou tirée vers l'arrière de façon & venir en prise par friction avec le filetage de l'écrou. La vis agit ainsi comme vis & couple pré dominant. Les filières décrites ci-avant pour la fabrication de vis à filetages déphasés sont de forme relativenent complexe en ce sens que sur chaque côté de la ligne de discontinuité se trouvent les extrémités des parties formant les vallées et les crêtes qui se chevauchent partiellement les unes les autres. Il s'agit de parties vulnérables qui risquent de subir une usure excessive. Btant donné les difficultés de fabrication, on a proposé de façonner chaque filière à partir de deux parties séparées réunies l'une à l'autre. En outre, une vis typique façonnée à l'aide de ces filières présentait usuellement une discontinuité brusque de son filetage & la jonction entre les deux parties de cette vis. Par voie de conséquence, celle-ci était susceptible d'être endommagée pendant son insertion et de provoquer un endommagement de l'écrou ou organe équivalent dans lequel elle était insérée. Un but de la présente invention est de permettre la réalisation d'nne filière matriceuse perfectionnée utilisable pour la fabrication des vis à couple prédominant au sens donné ci-avant å cette expression. Un autre but de l'invention est de permettre la fabrication d'une vis à couple prédominant à l'aide de ces filières matriceuse s perfectionnées. Considérée suivant un premier aspect, l'invention est matérialisée dans une filière matriceuse utilisable pour le roulage du filetage d'une vis à couple prédominant et & filetages déphasés comportant un premier groupe et an second groupe de vallées et de crêtes parallèles uniformément espacées à pas uniforme, ces deux groupes étant espacés l'un de l'autre par une zone parallèle aux creux ou vallées et aux crêtes ou nervures mais mesurant une largeur telle que les vallées ou crêtes d'un groupe soient déphasées par rapport aux vallées et aux crêtés de l'autre groupe. On entend ici par "déphasé" qu'un prolongement uniforme de l'un ou l'autre groupe au delà de la zone ne cotnciderait pas avec l'autre groupe. Une pareille filière natriceuse peut être fabriquée de façon générale plus simplement qu'unie filière appartenant au type précé gemment connu. C'est ainsi, en particulier, que cette filière se prête & une fabrication sous la forme d'une pièce d'un seul tenant. Une filière matriceuse & structure unitaire a tout chance d'être plus robuste et plus précise qu'une filière assemblée & partir d'un certain nombre d'éléments constitutifs. En outre, la filière ne comporte pas les extrémités des vallées et des crêtes de chaque côté de la discontinuité ménagée par la zone et est par conséquent moins sujette å l'endommagement et à l'usure dans le voisinage de cette discontinuité. La filière est utilisable comme élément d'un groupe de filières complémentaires dont chacune est munie d'une zone correspondante. Ces filières peuvent être du type généralement plat qui vont et viennent pendant l'usage ou de n'importe quel autre type tel qu'un groupe de rouleaux généralement cylindriques ou d'un rouleau unique et d'un segment fixe. Considérée suivant un autre aspect, l'invention est matérialisée dans un procédé de fabrication d'une vis & couple prédominant et a filetages déphasés dans laquelle le filetage est obtenu par une opération de roulage entre des filières de façonnage du filetage conformément à l'invention. Considérée suivant un autre aspect encore, l'invention est matérialisée dans une vis à couple prédominant et à filetages déphasés obtenue par le procédé indiqué dans le paragraphe immédiatement précédent. Le degré dont le filetage prévu sur une portion de la tige est déphasé par rapport au filetage intéressant son autre portion peut entre convenablement indiqué comme constituant le degré de déphasage des filetages. Le degré le plus approprié de déphasage des filetages pour une vis destinée à une application particulière peut ttre déterminé au mieux par l'expérience et peut varier avec le nombre de spires qui ont chance d'être utilisées, avec la matière constitutive de la vis et celle de l'écrou ou de l'organe équivalent avec lequel-elle a toute chance d'être employée, avec le type de filetage employé, avec le diamètre de la vis, etc...Lorsque les vis sont produites avec les tolérances de fabrication normales et sont destinées à être utilisées avec des écrous ou des organes équivalents produits avec des tolérances similaires, il y a peu de chance pour que le degré de déphasage des filetages soit inférieur à 10% environ. Toutefois, dans des circonstances spéciales, il peut tom- ber à une valeur de 5% ou nae moindre. En théorie, le degré effectif maximum du déphasage des filetages est de 50%. Dans la pratique, toutefois, il y a toute chance que ce degré de déphasage soit & BR 30%. La forme du filetage prévu sur une des parties de la tige de la vis est, de préférence, la même que celle prévue sur l'autre partie. Mais ceci n'est pas essentiel. N'importe quelle forme de filetage peut trouver son emploi ici. Le filetage ou chaque filetage est de préférence de forme standard. Les vis conformes s 1'invention décrites ci-avant ont des filetages à origine unique. Ceci aussi n'est d'ailleurs pas essentiel. En fait, il est possible de fabriquer les vis conformes à l'tatention comportant des filetages & origines multiples tels que des filetages & deux origines. Chacune des deux parties de la tige de la vis peut avoir ntitporte quelle longueur axiale désirée. La partie menante est, de préférence, suffisamment longue pour donner la certitude que quand la vis est en cours d'engagement avec un écrou ou un organe équivalent, la partie menante soit entièrement engagée avant que la partie postérieure ne vienne en prise avec les filetages internes de Organe en forme d'écrou. En outre, la longueur axiale de la partie menante est, de préférence,telle que, quand la vis est en asage, les forces de friction soient réparties sur au moins deux spires du filetage (ou de chaque filetage lorsqu'il est prévu plus d'un filetage). La seconde partie, c'est- & dire la partie postérieure peut s'étendre le long de la tige de la vis sur ntimporte quelle longueur désirée. Mais ici encore, la longueur axiale de cette partie est de préférence telle qu'au cours de ltusage, les forces de friction soient réparties sur au moins deux spires du-filetage ou de chaque filetage. La seconde partie ou partie postérieure peut s*étendre jusqutà l'extrémité postérieure de la tige de la vis ou au moins jusqutà l'extrémité postérieure des parties filetées de la tige de la vis. Cependant, il peut s'avérer désirable de prévoir au moins une partie filetée supplémentaire au delà de l'extrémité postérieure de la seconde partie.Lorsqu'une pareille partie filetée supplémentaire est prévue, elle peut être conformée de façon 3 constituer en fait un prolongement de la première partie ctest-A-dire de la partie menante. A titre derariante, elle peut autre telle que, pendant l'usage, quand les filetages intéressant la première partie et la seconde partie sont en prise par friction avec les flancs orientés de façon opposée d'un organe formant écrou, les filetages de la troisième partie (supplémentaire) se trouvent symétriquement entre les filetages de l'organe en forme d'écrou et ne contribuent pas matériellement aux forces de friction contrecarrant le dévissage de la vis & partir de 1'or- gane en forme d'écrou. Quand une pareille disposition est employée, les forces de friction s'approchent étroitement d'une valeur maximum quand les deux premières parties de la tige de la vis sont entièrement engagées dans un organe en forme d'écrou et tout engagement additionnel de la vis avec cet organe ntajoute que peu de chose ou rien du tout & ces forces de friction. I1 est de pratique ueuslle de prévoir pour le roulage des filetages des filières matriceuses ayant une longueur telle qutau cours de ltusage, la tige de la vis en cours de production munie de filetages soit astreinte à décrire plusieurs rotations complue tes, par exemple entre trois tours et trois tours et demi.Si des filières conformes & l'invention ont une pareille longueur, la discontinuité est initialement formée à un endroit dans le sens de la longueur de la tige,- puis les filetages adjacents d'un côté sont détruits progressivement et reformés pendant ltopération de roulage du filetage à peu près comme si la discontinuité était astreinte à se déplacer longitudinalement à la tige Les effets de cette déformation secondaire sont clairement visibles dans la vis a l'état terminé. Lorsque les discontinuités des filières comprennent des vallées ou creux de largeur accrue pour produire dans la vis une discontinuité intéressant une spire ou plusieurs spires du filetage ayant une largeur supérieure à la largeur des spires restantes du filetage, il peut se produire ceci que les larges vallées des filières ne se trouvent pas entièrement remplies de métal provenant de la tige, auquel cas les larges spires du filetage de la vis peuvent avoir la forme d'un filetage de largeur normale auquel une partie de la portion formant origine d'un filetage additionnel a été ajoutée sur un flanc. Lors d'un usage normal, une pareille formation n'a pas d'effet nuisible sur le fonctionnement de la vis comme vis couple prédominant. La présence de la partie fer- mant une origine supplémentaire peut en fait ajouter quelque chose au phénomène de friction de la vis. Si les filières matriceuses comportent des zones affectant la forme de larges crêtes, la discontinuité dans chacune de ces vis roulées à l'aide des filières en question contitue une vallée de largeur plus grande mais aucune partie formant une origine supplémentaire n'est produite. Toutefois, dans chacun de ces cas, les deux parties du filetage sont réunies par un filet qui croise la discontinuité et peut entre appelé pour plus de convenance le filet formant pont. Ce filet formant pont peut s'tendre sur une spire unique mais si la zone de chacune des filières content plus d'une vallée ou creux et (ou) plus d'xne crête, le filet formant pont peut s'étendre sur plus d'une spire. Da fait qu'il existe un filet formant pont réunissant deux parties du filetage, il n'y a pas de discontinuité brusque entre ces deux parties. I1 doit être entendu que le terme "vistf est destiné à engloter n'importe quel organe de fixation du type pourvu de filetages externes et englobe en particulier les organes de fixation & deux tAtes et les organes de fixation exempts de toute tètes Bien que les filières matriceuses soient normalement utilisées pour le roulage de filetages sur des tiges cylindriques unies, il serait parfois possible de rouler les filetages sur des tiges déj & -façonnées et comportant des filetages d'autres types et en partie culier sur des tiges munies de filetages uniformes. Un mode de réalisation de l'invention est décrit ci-aprEs, simplement à titre d'exemple d'ailleurs, en regard du dessin sché mastique annexé dans lequel La fig. 1 est une vue de face d'une filière matriceuse conforme à l'invention. La fig. 2 est une vue en coupe dessinée à plus grande échelle par la ligne 2-2 en fig.l. La fig. 3 montre une vis établie avec une paire de filières matriceuses complémentaires du type représenté dans la fig. 1. La filière matriceuse i représentée dans la fig. 1 est constituée par une plaque d'acier unitaire de forme rectangulaire munie sur sa face avant de groupes 2 et 3 de creux ou vallées 4 et de crêtes 5 parallèles et uniformément espacées (voir la fig.= Ces vallées et ces crêtes des deux groupes 2 et 3 sont de pas unifornes mais les deux groupes sont espacés l'un de l'autre par une zone constituant une crête 6 de largeur plus grande que les crottes 5, cette créte 6 étant parallèle aux craves restantes 5 et aux vallées ou creux 4.La largeur de la crête 6 est calculée de telle sorte qu'un prolongement uniforme de l > un ou l'autre groupe 2 ou 3 au delà de la cette 6 ne coïncide pas avec l'autre groupe mais soit déphasé par rapport à lui. Une paire de filières matriceuses complémentaires du type représenté par la fig. 1 peut être utilisé dans une machine standard pour le roulage des filetages afin de produire une vis à couple prédominant et à filetages déphasés du type représenté dans la fig.3, le filetage étant obtenu par roulage sur une ébauche munie d'une tige cylindrique unie. La vis comporte un filetage comprenant deux parties 7 et 8 séparées par une discontinuité 9 comprenant une vallée de plus grande largeur que les vallées restantes. Un filet formant pont (non visible dans la fig. 3) réunit la crête de la partie 7 à la crete de la partie 8, en se raccordant avec ces crêtes et en sté- tendant en travers de la vallée 9. La vis possède une tête 10 de forme classique. Quand une vis du type représenté dans la fig. 3 vient en prise avec un écrou muni d'un filetage uniforme complémentaire du filetage de l'une ou l'autre des parties 7 et 8, la première partie 7 c'est-à-dire la partie menante pénètre tout d'abord dans l > écrou de la manière usuelle. Dès que la seconde partie ou partie postérieure 8 de la tige pénètre dans l'écrou, la vis est cependant sollicitée axialement vers l'avant de telle sorte que les flancs menants ou antérieurs du filetage prévus sur la première partie 7 viennent en prise par friction avec les flancs adjacents du filetage de lsécrou. En meme temps, les flancs postérieurs du filetage de la seconde partie 8 de la tige viennent en prise par friction avec les flancs du filetage de l'écrou qui leur sont adjacents. Plus la vis pénètre dans l'écrou, plus la longueur du filetage intéressant la deuxième partie 8 en contact par friction avec l'écrou est grande elle aussi. Ainsi, une originalité caractéristique de la vis à couple prédominant à filetages déphasés conforme à l'invention c'est que, de façon générale, plus la vis pénètre pour venir en prise avec un écrou ou un organe équivalent, plus la force de friction contrecarrant le serrage et le dévissage est grande elle aussi. Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans swécar- ter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. EVBNDICATIONS 1.- Filière matriceuse utilisable pour le roulage des filets d'une vis à couple prédominant et a filetages déphasés nunie d'un premier et d'un second groupes delallées et de crêtes parallèles uniformément espaces & filetage uniforme, ces deux groupes étant séparés par une zone parallèle aux vallées et aux crottes nais ayant une largeur telle que les vallées et les crêtes d'un groupe soient déphasées par rapport aux vallées et aux crêtes de l'autre groupe. 2.- Filière matriceuse suivant la revendication 1, caract6- risée en ce quelle est établie sous la forme d'un ensemble d'un seul tenant. 3.- Filière matriceuse suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la zone comprend une crête de largeur plus grande que celle de chacune des crêtes des groupes précités 4. Filière matriceuse suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 ou 2, caractérisée en ce que la zone précitée comprend une vallée de plus grande largeur que celle de chacune des vallées des groupes précités. 5.- Procédé de fabrication d'une vis à couple prédominant et à filetages déphasés suivant l'une quelconque des revendications précédentes,caractErisé en ce que les filets de la vis sont obtenus par une opération de roulage entre des filières matriceuses. 6.- Vis à couple prédominant et à filetages déphasés obtenue par l'application du procédé suivant la revendication 5.