Brevet FR2310493A1 — publié le 19761203

L'invention concerne les boulons à écrou borgne. Selon la technologie généralement admise on désigne par le terme "boulon" l'ensemble constitue' d'une vis à tête et d'un écrou, cet ensemble étant destiné à assurer un serrage ou au moins une limitation de mouvement entre la face d'appui de la tête et celle de l'écrou. Très souvent, notamment en mécanique générale ( automobiles, machines-outils, etc.) ou de précision (horlogerie, mécanismes optiques,etc.), les pièces ou organes à assembler fabriqués en série avec des marges de tolérance déterminées ont des épaisseurs sensiblement constantes et les boulons d'assemblage utilisés peuvent présenter des caractéristiques sensiblement constantes tant pour la longueur de la vis qu'en ce qui concerne le nombre des spires en prise entre les filets de la vis et de l'écrou. I1 est alors passible d'utiliser des écrous borgnes encore appelés "à calotte pleine. Dans tous les cas il est important d'assurer I'indesserrabilité du boulon afin d'éviter le jeu entre les pièces assemblées s'il s'agit d'un serrage ou l'augmentation du jeu et même la perte de l'écrou s'il s'agit d'un assemblage lâche. Jusqu'à présent les moyens mis en oeuvre pour empêcher le dévissage de 1 'écrou consistent soit à pratiquer un trait de scie dans ledit écrou, soit à utiliser une goupille, soit à sertir une bague plastique dans l'écrou, soit enfin, sauf bien entendu dans le cas d'un assemblage lâche, à adjoindre une rondelle élastique crantée encore appelée rondelle éventail. Le trait de scie ne présente pas une sécurité absolue et interdit le réemploi après desserrage à force. La goupille présente une bonne sécurité mais est incompatible avec l'effet recherché lorsqu'on utilise un écrou borgne.Le sertissage plastique n'est pas sûr et en tout cas parfaitement inefficace sur des pièces chaudes. La rondelle élastique, inutilisable pour les assemblages lâches, est souvent insuffisante pour des assemblages soumis à des efforts dynamiques alternés et répétés ( vibrations). Afin d'obtenir une indesserrabilité absolument sûre, sans supprimer la possibilité d'un réemploi, l'invention a pour objet un boulon comportant une vis et un écrou borgne dans lequel l'extrémité de la vis opposée à la tête présente un évidement en forme de cuvette cylindrique de diamètre inférieur à celui du noyau de la vis et surmonté d'une couronne crénelée formée par une pluralité de lamelles longitudinales réparties de façon sensiblement régulière sur le bord de la cuvette, tandis que l'écrou borgne est muni dans son fond d'un évidement tronconique dont la petite base,ayant un diamètre correspondant au diamètre extérieur de la couronne crénelée de lavis,constitue l'orifice par lequel il débouche dans l'alésage taraudé de l'écrou et quine pièce dite d'expansion,destinée à s'appliquer contre le fond de l'évidement de l'écrou est aménagée de manière à pouvoir s'engager librement dans la couronne crénelée puis à rabattre à force les lamelles vers l'extérieur au fur et à mesure du vissage pour les appliquer contre la paroi de l'évidement de 1 'écrou. Il doit être entendu que le terme écrou borgne doit être pris dans son sens le plus large et qu'il peut aussi bien constituer une pièce indépendante, qu'une douille taraudée noyée de fonderie ou vissée à force dans une pièce ou un organe de forme et de volume quelconques. La pièce d'expansion peut être une bille sphérique de diamètre légèrement inférieur au diamètre de l'orifice de l'évidement de l'écrou de manière à pouvoir être introduite librement dans celui-ci Ce peut être également une pastille tronconique d'angle à la base sensiblement égal à celui de l'évidement de l'écrou ou encore une pastille en forme de calotte sphérique. Enfin, dans ce dernier cas, il est évident que la pastille en calotte sphérique ou tronconique peut être solidaire de 1' écrou, autrement dit que le fond de l'évidement de l'écrou peut être convexe ou présenter un mamelon tronconique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 montre une vis à tête selon l'invention, destinée à coopérer avec un écrou borgne, la figure 2 est une vue en bout d'une vis semblable à celle de la figure 1, la figure 3 montre un écrou borgne destiné à coopérer avec une vis à tête semblable à celle des figures i et 2, la figure 4 représente,partiellement en coupe, un boulon selon l'invention, constitué d'une vis, d'un écrou borgne et d'une bille d'expansion. la figure 5 représente,partiellement en coupe,un boulon selon l'invention, la pièce d'expansion étant constituée par une pastille tronconique. Les pièces similaires d'une figure à l'autre auront, pour plus de clarté, la même référence. Le boulon selon l'invention comporte une vis 1 à tête dont l'extrémité opposée à cette dernière présente un évidement 2 en forme de cuvette cylindrique de diamètre inférieur à celui du noyau 3 de la vis. Cet évidement 2 est surmonté d'une couronne 4 crénelée, formée par une pluralité de lamelles 5 longitudinales réparties de façon sensiblement régulière sur le bord dudit évidement, ( voir figure 2). Cette vis 1 est destinée à coopérer avec un écrou borgne 6, plus spécialement représenté à la figure 3. Cet écrou borgne 6 est muni dans son fond d'un évidement tronconique 7 dont la petite base a un diamètre qui correspond au diamètre extérieur de la couronne crénelée 4 de la vis et constitue l'orifice par lequel ledit évidement débouche dans l'alésage taraudé 8 dudit écrou 6. Les figures 4 et 5 montrent une vis 1 et un écrou borgne 6 en prise. Une pièce dite d'expansion destinée à s'appliquer contre le fond de l'évidement en 7 de l'écrou 6 est aménagée de manière à pouvoir s'engager librement dans la couronne 4 crénelée de la vis 1 puis à rabattre à force les lamelles 5 vers l'extérieur au fur et à mesure du vissage de la vis dans 1' écrou pour les appliquer contre la paroi de l'évidement 7 dudit écrou. Cette pièce d'expansion est une bille sphérique 9 dans le cas de la figure 4 et une pastille tronconique 10 dans le cas de la figure 5. La bille 9 de la figure 4 a un diamètre légèrement inférieur au diamètre extérieur de la couronne crénelée de la vis et, a fortiori, de la petite base de l'évidement 7 de manière à pouvoir être introduite librement dans ledit évidement. De même dans le cas d'une pastille tronconique 10 ( figure 5) la grande base de ladite pastille a un diamètre légèrement inférieur à celui de la petite base de l'évidement 7, tandis que sa petite base a un diamètre légèrement inférieur à celui du diamètre intérieur de la couronne. De plus son angle de base est sensiblement égal à celui de l'évidement 7 de l'écrou. Les figures 4 et 5 montrent des réalisations dans lesquelles le diamètre extérieur de la couronne crénelée est nettement inférieur au diamètre du noyau 3 de la vis 1, mais il est clair que le mode de réalisation de la figure 1 est snvisageable,la petite base de l'évidement tronconique 7 ayant évidement un diamètre au moins égal au diamètre extérieur de ladite couronne. Il est à remarquer que le système de blocage ainsi constitué est indépendant du filetage et du nombre de spires du filet en prise. Le choix du profil et du pas du filetage se fera donc de façon classique suivant les efforts exercés sur l'assemblage et les matériaux utilisés et conduira à un couple de serrage admissible. Par contre, il est évident que ce couple admissible détermine, suivant la matière constitutive de la vis, 1' épaisseur maximale des languettes et qu'il existe une relation mathématique encre le diamètre extérieur de la couronne ( au plus égal au diamètre du noyau de la vis), l'épaisseur des languettes et l'angle à la base ( ou ce qui revient au même la profondeur) de l'évidement de l'écrou.Cette relation mathématique varie selon la forme de la pièce d'expansion mais reste simple dans tous les cas et il sera facile d'établir les gammes de fabrication pour chaque norme de boulons. Bien entendu la pièce d'expansion peut être différente et prendre la forme par exemple d'une calotte sphérique. Dans ce dernier cas et dans le mode de réalisation de la figure 5, ladite pièce d'expansion peut être solidaire de l'écrou, auquel cas les restrictions de diamètre imposées ci-avant à la bille et à la pastille tronconique pour pouvoir être introduites dans l'évidement ne sont évidement plus nécessaires, puisque celles-ci sont usinées avec ledit écrou. L'utilisation est facile à comprendre. En supposant que la pièce d'expansion est indépensante de l'écrou, l'utilisateur disposera cette dernière dans ledit écrou ou sur la couronne crénelée de la vis suivant qu'il aura à visser cette der manière de haut en bas ou de bas en haut. Si ladite pièce d'expansion est solidaire de l'écrou, la question est évidement résolue. Ensuite, la vis à tête qui traverse généralement deux pièces à assembler est vissée dans l'écrou 6 jusqu'à ce que les lamelles 5 de la couronne crénelée s'écartent vers l'extérieur et viennent s'appliquer sur le bord de l'évidement 7. Une indesserrabilité du boulon est ainsi assurée, puisque les lamelles 5 empêchent tout écartement de la vis et de l'écrou, c'est-à-dire encore toute rotation relative. Il est évident que l'écrou 6 peut être constitué par une douille taraudée noyée de fonderie ou vissée à force dans une pièce ou un organe de forme et de volume quelconques auquel cas la vis ne traverse par exemple qu'une seule pièce à fixer avec jeu ou non avec l'organe solidaire de l'écrou. Le noyau 3 de la vis peut même constituer un axe de rotation pour une pièce tournante par exemple. Le boulon selon l'invention principalement destiné aux assemblages soumis à des y ibrations, assure une parfaite indesserrabilité contre tout desserrage intempestif, mais n'empêche évidemment pas son desserrage volontaire au moyen d'une clé et son réemploi, suivant la résistance à la flexion répétée du matériau utilisé pour les lamelles de la couronne. REVENDICATIONS 1 - Boulon comportant une vis et un écrou borgne, caractérisé en ce que l'extrémité de la vis opposée à la tête présente un évidement en forme de cuvette cylindrique de diamètre inférieur à celui du noyau de la vis et surmonté d'une couronne crénelée formée par une pluralité de lamelles longitudinales ré- parties de façon sensiblement régulière sur. le bord de la cuvette, tandis que l'écrou borgne est muni dans son fond d'un évidement tronconique dont la petite base; ayant un diamètre correspondant au diamètre extérieur de la couronne crénelée de la vis,constitue l'orifice par lequel il débouche dans l'alésage taraudé de l'écrou et qu'une pièce dite d'expansion destinée à s'appliquer contre le fond de l'évidement de l'écrou est aménagée de manière à pouvoir s'engager librement dans la couronne crénelée puis à rabattre à force les lamelles vers l'extérieur au fur et à mesure du vissage pour les appliquer contre la paroi de l'évidement de l'écrou. 2 - Boulon selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce d'expansion est une bille sphérique de diamètre légèrement inférieur au diamètre de l'orifice de l'évidement de l'écrou de manière à pouvoir être introduite librement dans celui-ci 3 - Boulon selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce d'expansion est une pastille tronconique d'angle à la base sensiblement égal à cdui de l'évidement de l'écrou ou encore une pastille en forme de calotte sphérique. 4 - Boulon selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pastille en calotte sphérique ou tronconique est solidaire de l'écrou c'est-à-dire que le fond de t'évidement de l'écrou est respectivement convexe ou présente un mamelon tronconique.