Brevet FR2306363A1 — publié le 19761029

La prés-ente invention a pour objet un dispositif de freinage ou de blocage d'arbres en rotation, de vis ou de boul@ns montés dans des paliers ou écrous Elle a plus préeisément pour objet un écrou auto-freinant comportant ce dispositif. Des solutions ont déjà été proposées pour freiner ou bloquer des boulons OU ViS montés dans des ecrous. On peut citer notamment des écrous comportant une substance élastique ou plastique, telle que du caoutchou@ ou du "Nylon", disposée dans une gorge et s'incrustant lors du serrage des boulous. Ces dispositifs ne peuvent être utilisés que dans certaines conditions de température. le domaine des hautes températures étant bien entendu interdit à de tels écrous du fait de la présence d'une matière organique On a également proposé un écrou fen-du latéralement sur une moitié, dans un plan perpendiculaire à stase du trou de cette pièce, ledit écrou étant ensuite pincé au niveau de la partie fendue. Cette solution donne des résultats satisfaisants mais est conteuse et impose certaines contraintes pour le croix du matériau constituant. l'écrou et du nombre de démontages. La présente invention apporte une- solution aux problèmes posés par les dispositifs existants- et a pour objet un dispositif peu coûteux, facilement réalisable et pouvant être utilisé dans des conditions thermiques sévères. L'invention a pour obj-et un dispositif d'auto-freinage, ou de blocage en rotation, dtun arbre monté dans un palier ou un écrou, l'une au moins de ces pièces comportant au moins une gorge située dans-un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe dudit arbre, caractérisé en ce qutil comporte ùn ressort en spirale contenu complètement en longueur, mais partiellement en épaisseur en position de repos, dans ladite gorge. La gorge est disposée de préférence à l'intérieur de l'écrou ou du palier, mais il est concevable, bien que ce mode de réalisation présente moins d'avantages, de placer cette gorge sur l'arbre qui, par ailleurs, peut être fileté ou non. La gorge a de préférence une forme circulaire et est située de préférence dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre, mas cette gorge peut se présenter également sous la forme d'un ar de cercle. I1 est également possible de réaliser une gorge, hélicoïdale. Les dimensions du ressort, c'est-à-dire sa longueur et son épaisseur au repos, sont liées aux dimensions de la gorge dans laquelle il est disposé. Ainsi, la longueur du ressort peut être inférieure, égale ou supérieure à celle de la gorge; dans ce dernier cas, queques- spires du ressort peuvent éventuellement se recouvrir. Cette dernière solution est particulièrement adaptée au cas où l'une au moins des pièces n'est pas totalement de révolution et comporte, par exemple, un passage de clavette axiale, car elle permet d'évi- ter que le ressort ne- sorte de la gorge. il a été précisé précédemment que le ressort n'est contenu que partiellement en épaisseur dans la gorge; ceci signifie que la distance entre le fond de la gorge et la surface opposée de la pièce associée,lorsque celle-ci est montée,est inférieure à l'épaisseur d'une spire du ressort au repos; cette épaisseur est égale au diamètre d'une spire lorsque celle-ci est circulaire, ou à un côté lorsque les spires sont carrées. Dans le cas où les deux pièces à monter, pal exemple l'arbre et le palier, comportent cnacune une gorge en vis-à-vis, l'épaisseur des spires du ressort devra être supérieure à la distance entre les fonds de chaque gorge, mesurée dans une direction perpendiculaire à l'axe de l'arbre. Du fait de cette strueture, lors de l'introduction de l'arbre, par exemple d'un boulon, dans l'écrou, les spires du ressort doivent se coucher dans la gorge dans le sens de la rotation de l'arbre afin de laisser péné-txer ce boulon dans l'écrou. Lors de ce mouvement, les spires couchées n'exercent qu'un faible frottement sur le boulon et ne s'opposent donc pas à son serrage. A l'inverse, si on exerce une force tendant à faire tourner le boulon dans le sens opposé, 11 Inclinaison des spires du ressort tend à s'opposer au mouvement choisi et évite donc le desserrage wu boulon. Deux cas sont alors possibles - Si le périmètre d'une spire est inférieur à ce qu'on conviendra d'appeler le périmètre d'une section de la gorge, c'est à-dire le périmètre de la figure géométrique obtenue par section de la gorge par un plan passant paf l'axe de l'arbre, il sera possible de provoquer le basculement des spires du ressort par déformation élastique de celles-ci. - Si, au contraire, le périmètre d'une spire est supérieur au périmètre de la gorge, une spire du ressort ne pourra pas être contenueJsous lteffet d'une déformation élastique, dans cette gorge et le basculement sera impossible. I1 sera ainsi possible d'obtenir le blocage du boulon sur l'écrou ou, de façon plus générale,- de l'arbre sur le palier. I1 est bien entendu possible, en faisant varier la différence entre les deux périmètres précédemment définis, d'obtenir un basculement plus ou moins aisé. L'homme de l'art pourra, en faisant varier les paramètres du ressort ou la forme de la gorge, obtenir un freinage plus ou moins intense et réaliser ainsi un dispositif permettant le basculement ou non. Bien -que la description ci-dessus se réfère plus pré c isément à des spires circulaires, l'homme de l'art comprendra, ainsi qu'il a déjà été précisé, que la forme de ces spires pourra être elliptique, carrée ou présenter toute autre forme nécessaire pour toute utilisation particulière. De même, le fil constituant le ressort peut présenter une section circulaire, plate, carrée, triangulaire ou toute autre forme adéquate. Pour un freinage plus efficaces il peut présenter une face tournée vers l'extérieur de la spire présentant une surface conjuguée des éléments à- bloquer en rotation. Le dispositif selon l'invention peut être utilisé à la température brdinaire, mais il peut être utilisé plus .particuliè- rement dans des conditions plus rigoureuses, notamment dans un domaine de températures inaccessible aux dispositifs auto-freinants comportant des matières plastiques. Il est important de préciser que, en jouant sur ltun ou/ et l'autre des coefficients de dilatation et/ou de frottement des éléments du système, il est possible de réaliser un dispositif permettant d'obtenir une auto-cpmpensation dés--effets de la température et susceptible comme tel d'être utilisé dans des conditions de températures très variables. Le dispositif selon l'invention, facilement réalisable et peu couteaux, surtout dans sa réalisation la plus simple qui utilise un ressort spiral de type courant, est particulièrement adapté pour maintenir une vis ou un boulon dans un écrou, mais il peut être utilisé notamment comme limiteur de couple, par exemple dans une clé dynamométrique, ou pour réaliser une roue libre. Les figures jointes représentent un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention intégré dans un écrou Fig. 1 est une vue de face, Fig. 2 est une coupe selon II - II Fig. 3 est une coupe selon III - III Fig. 4 représente un détail agrandi de la Fig. 2 L'écrou comporte une gorge 2 dans- laquelle est disposé un ressort 3. Sur r la Fig. 3, on a représenté en 4 et 4' les deux inclinaisons différentes que peut prendre un ressort lors de l'introduction d'une vis 7 dans l'écrou; en tournant la vis dans le sens 5', le ressort prend l'inclinaison 4' et oppose une force pratiquement nulle à la rotation de la vis dans le sens 5'; par contre, le ressort oppose une forte résistance à la rotation de la vis dans le sens 5; le ressort peut basculer dans la position 4 en exerçant une force suffisante. Sur la Figure 4, on voit la spire dans sa position de repos 6 et dans une position de travail 6' (il convient de bien noter qu'elle n'est pas alors dans le plan de la figure). I1 est évident que si le périmètre 6 de la spire est inférieur au périmètre ABCA de a gorge, un basculement est possible, et qu'on obtient un blocage dans le cas contraire. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'auto-freinage ou de blocage en rotation d'un arbre monté dans un palier ou un écrou, l'une au moins de ces pièces comportant au moins une gorge située dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe @udit arbre, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort en spirale contenu complètement- en longueur, mais partiellement en épaisseur en position de repos, dans ladite gorge. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le périmètre d'une spire du ressort est inférieur ou égal au périmètre d'une section de la gorge par un plan passant par l'axe de l'arbre. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le périmètre d'une spire du ressort est supérieur au péri- mètre d'une section de la gorge par u-n pan passant par l'axe de l'arbre. 4 - Dispositif selon l'un-e quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en- ce que les spires sont polyg-onales. 5 - Dispositif selon l'unie quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en. ce que les spires du ressort sont circu @aires. 6 - - Dispositif selon l'une quelconque des revendica.tions 1 à 5, et particulièrement adapté au cas ou l'une au moins des pièces n'est pas totalement de révolution et comporte par exemple un passage de clavette axiale, caractérise en ce que la longueur de ressort est supérieure à celle de la gorge et que des spires viennent en recouvrement. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que Ia section du fil métallique constituant le ressort est telle qu'il a une face plane tournee versl'extérieur de la spire. 8 - Application d'un dispositif selon l'une quel-conque dès revendications 1 à 7 à la réalisation d'un écrou auto-freinant, d'une roue libre ou d'un limiteur de couple. 9 - Application d'un dispositif selon l'une quelconque de revendications 1 à 8 à la réalisation d'une clé dynamométrique.