Brevet FR2350498A1 — publié le 19771202

La présente invention appartient au domaine des écrous à blocage où un écrou est bloqué sur-une pièce filetée engagée dans le trou fileté de écrou par l'effet de la déformation locale d'une portion de la paroi du trou fileté, une fois que l'écrou a été vissé en place sur la pièce filetée. La technique antérieure abonde en écrous à blocage comportant un filetage déformé localement ou un trou fileté déformé localement, provoquant un ajustage serré, de valeur prédéterminée, entre le filetage de l'écrou et le filetage d'une pièce màle sur laquelle l'écrou est vissé. De tels écrous à blocage, appelés quelquefois écrous à blocage à couple prédomi -nt, nécessitent l'application à l'écrou d'un couple important pour le visser sur la pièce filetée.Dans la technique antérieure on trouve aussi des structures d'écrous à blocage qui comportent une pièce on métal mou déformable ou en matière plastique, annulaire ou longitudinale, rapportée dans le trou fileté de l'écrou, pour fournir une quantité substantielle de frottement intervenant entre le filetage interne de l'écrou et le filetage externe de la pièce filetée engagée dans le trou fileté. Ces structures d'écrous à blocage de la technique antérieure présentent l'inconsé- nient de nécessiter des couples additionnels, quelquefois d'une valeur excessive, pour serrer l'écrou sur la pièce filetée et de provoquer une déformation substantielle de la pièce filetée.La résistance limitée par frottement au déplacement relatif entre l'écrou et la pièce filetée, réali- sée par ces structures, diminue notablement à la suite des démontage. re- pétés des éléments qui causent une usure rapide et des détériorations de l'écrou luf-même et de la pièce filetée engagée avec l'écrou. I1 en résulte finalement une diminution de la capacité de blocage å la suite d'une perte de couple due à }'usure des pièces en métal mou ou en matière plas tique rapportées dans le trou fileté de l'écrou. On trouve aussi dans la technique antérieure d'autres dispositifs de blocage d'écrou tels que : celui fourni par un écrou classique et un contre écrou serrés en engagement ferme l'un avec l'autre par une rondelle de sâ- reté dont les languettes out reeurbées lorsque l'écrou a été vissé on place de façon à engager une partie plate de la périphérie extérieure du corps d'écrou pour l'immobiliser en position; celui fourni par le perçage d'un trou transversal à travers le corps de l'écrou et la pièce mile filetée et le blocage en position de l'écrou au moyen d'une clavette formée par une goupille ou un fil; ou mdme celui fourni par des assemblages per manants dans lesquels l'écrou est soudé ou brasé à la pièce mfile filetée après serrage de l'écrou en position. D'autres moyens de blocage d'écrou dans la technique antérieure consistent en trous filetés disposés radialement dans le corps d'écrou, mu- nie chacun d'une vis de serrage dÈnt une extrémité est amenée en engagement avec la périphérie de la pièce filetée lorsque l'écrou a été serré en pla ce. Il est manifeste qu'un tel dispositif peut endommager le filetage de la pièce filetée au point qu'il faut éviter le démontage des éléments. En outre, on trouve des structures d'écrou à blocage dans la technique antérieure, telles que celles décrites dans le brevet suédois Brogren NO 5002Q-'-ou le brevet britannique Pollard- NO 871 405, qui nécessitent une gorge intercoupant la portion de trou fileté pour créer la caractéristique de blocage. Une vis de pression est utilisée ici pour déformer l'é- lément de blocage afin de venir en contact avec la pièce filetée située dans l'écrou à blocage.Non seulement le serrage de la vie de pression crée des forces de maintien extrêmeDent localisées, mais il fait agir l'élément de blocage comme une filière, coupant de ce fait dans la pièce mt- le filetée pendant le blocage en position dans l'écrou. De plus, la distribution de la force de blocage est telle que la plus grande concentration se trouve à une extrémité de 11 organe de blocage tandis qu'il n'y a virtuellement aucune foNce de blocage à l'autre extrémité de l'organe de blocage. C'est en raison de cette distribution non uniforme de la force de blocage que ces types d'écrous à blocage tendent à agir comme des filières lorsqu'ils sont vissés sur une pièce mile. Les techniques antérieures mentionnées, aussi bisa que celle de Berto, brevet norvégien Ne 70 883 > présentent l'inconvénient de créer des forces de blocage extrêmement localisées, endommageant par ce fait les filetages de la pièce lale sur laquelle est vissé l'écrou à blocage. De plus, la distribution non uniforme de la force de blocage le long de l'axe du trou fileté donne une force de maintien substantielleient plus faible nécessitant donc une déformation excessive de l'élément de blocage, ce qui, avec le tempe, entralnera une détérioration des filetages de la pièce mile filetée. La présente invention évite les inconvénients des écrous à blocage munis d'un trou fileté subissant une déformation permanente d'une portion de la paroi ou les inconvénients d'écrous à blocage munis de parties rapportées déformables, étant donné qu'un écrou à blocage selon la présente invention peut être vissé en place, pour l'assemblage d'éléments sur une pièce filetée, aussi facilement qu'un écrou clastique, et, une fois en place, peut tre facilement bloqué dans cette position jusqu'à ce que le démontage soit nécessaire. Dans un écrou à blocage selon la présente invention, l'importance de-la force de blocage n'est pas prédéterminée et peut entre adaptée à volonté à n'importe quelle valeur demandée.De plus, il n'y a pas de risque d'endommager le filetage de la pièce filetée à cause de la répartition uniforme de la force de blocage sur toute la longueur axiale du trou fileté. La disposition d'écrou à blocage selon la présente invention, qui ne nécessite pas d'écrou de blocage auxiliaire ni de rondelle de sûreté, s'applique à n'importe quel type d'écrou à blocage classique ou non classique, et donne un assemblage d'apparence nette, qui occupe peu de place, ne cause pas d'interférences avec les outils, tels que clés de serrage, utilisés généralement polr visser les écrous en position et donne un assemblage sflr avec n'importe quel degré d'effet de blocage désiré. La présente invention fournit ainsi un écrou à blocage qul peut âtre fait de ntimporte qual corps écrou classique et qui, par déformation uniforme de la paroi du trou fileté de l'écrou lorsque l'écrou a été vissé en position, produit un effet de serrage et de blocage uniforme de l'écrou sur la pièce filetée avec laquelle il est engagé et qui, nécessitant généralement une déformation uniforme du trou fileté à l'intérieur de la limite élastique du matériau constituant le corps de l'écrou, permet à la paroi du trou fileté de I'écrou de revenir à sa forme originelle avant le dévissage de l'écrou de la pièce filetée lorsqu'on désire démonter l'as- semblage.De plus, la force de blocage créée par la réalisation d'écrou à blocage de la présente invention est répartie uniformément sur toute la longueur du trou fileté de l'écrou à blocage, créant ainsi un effet de serrage et de blocage substantiellement plus important que celui obtenu jus- qu'ici par les écrous à blocage classiques. De plus, l'écrou à blocage de la présente invention, de structure simple, facile à fabriquer par les moyens d'usinage classiques, est essentiellement bon marché, d'apparence nette et indéfiniment réutilisable. D'autres objets et avantages de la présente invention apparattront aux spécialistes après la lecture de la description suivante de la meilleure réalisatson envisagée lors de la mise en pratique de 1-' invention, donnée en se référant aux dessins joints. La fig 1 est un exemple de l'emploi de l'écrou à blocage de l'invention pour maintenir un palier sur un arbre La fig 2 est une vue en plan de l'écrou à blocage réalisé selon la présente invention; La fig 3 est une vue en coupe de la fig 2 selon la ligne 3-3; La fig 4 est une vue en plan selon la présente invention mais montrant une modification de la disposition de blocage; La fig 5 est une vue en coupe partielle de la fig 4 selon la ligne 5-5t La fig 6 est une vue en plan d'un écrou à blocage selon la présente invention, montrant d'autres modifications de la disposition de blocage telle que celle utilisée sur les écrous à blocage de plus petite taille; La fig 7 est une vue en coupe de la fig 6 selon la ligne 7-7;; La fig 8 est une vue en plan analogue à la fig S comportant la modification de la disposition de blocage représentée sur les fig 4 et 5; La fig 9 est une vue en coupe de la fig 8 selon la ligne 9-9; La fig 10 est une vue partielle en coupe montrant l'engagement typique des filets entre deux pièces filetées en position engagée; La fig 77 est une vue en coupe partielle d'un engagement typique des filets entre une pièce filetée mâle et un écrou à blocage selon la présente invention après déplacement de l'écrou de blocage dans la position représentée sur la fig 1, l'organe de blocage étant montré en position de travail. En se référant maintenant aux dessins, et plus particulièrement à la fig 1, on voit un exemple d'assemblage mécanique utilisant l'écrou à blocage selon la présente invention. Dans l'exemple représenté, on utilise le corps d'écrou 10 pour maintenir un palier 50 sur la portion à diamètre réduit 61 d'un arbre 60 en aboutement contre un épaulement 62 de l'arbre situé entre la portion à diamètre normal et la portion à diamètre réduit 61 de celui-ci. L'extrémité de la portion à diamètre réduit 67 de l'arbre est munie d'un filetage 63 sur lequel le corps de l'écrou est fileté jusqu'à ce que la face 20 du corps de l'écrou s'engage avec la surface latérale annulaire 52 de la bague de roulement intérieure 51 du palier 50.Des vis de pression 40 sont alors étroitement serrées dans des trous filetés 30 prévus à cet effet, de manière à faire engager le filetage intérieur 12 du corps d'écrou 10 étroitement avec la portion filetée 63 de l'arbre 60 selon l'invention décrite plus loin, ce qui retient le corps d'écrou 10 et, par conséquent, le palier 50 de manière sdre en place sur l'arbre 60. Quand on désire enlever le palier 50 de l'arbre 60, les vis de pression 40 sont 8tées et le corps d'écrou 10 est alors relâché de sorte qu'on peut librement le dévisser à son tour pour le dégager d'avec la portion filetée mâle 63 de l'arbre 60. L'invention selon la réalisation préféré est plus articulièrement représentée sur les fig 2 et 3. Un écrou à blocage selon l'invention comprend un corps d'écrou classique 10 muni d'un trou axial 12 pourvu d'un filetage 14. Le corps d'écrou 10 comporte une surface périphérique généralement cylindrique 15.La surface cylindrique peut avoir des encoches, com- me on le voit en 16, pour permettre au corps d'écrou d'être entratné en rotation par une clé de serrage convenable afin de serrer l'écrou de manière classique pour réunir les éléments dans n'importe quel assemblage mécanique désiré. I1 est clair que toute autre forme de corps d'écrou peut être utilisée, tel, par exemple, un corps d'écrou muni, sur sa périphérie, de surfaces planes disposées de façon appropriée pour permettre l'entraînement du corps d'écrou au moyen de clés convenables ou d'outils d'entrafncment analogues. Le corps d'écrou 10 a deux faces annulaires opposées 18 et 20, respectivement disposées dans des plans sensiblement perpendiculaires à l'axe longitudinal du corps écrou 10. La section conique 17 montrée dans l'exemple de l'écrou à blocage, qui donne à la face annulaire 20 un diamètre ex- térieur plus petit que celui de la face annulaire 18, n'est donné u'à titre d'illustration. Il est évident que la configuration du corps d'écrou 10 est une question de choix et de genre de construction, et de nombreuses autres formes apparattront facilement aux personnes compétentes en la matière, sanesortir du cadre de l'invention. Selon la présente invention, on forme dans le corps d'écrou 10 une rainure au moins, ou de préférence plusieurs rainures, montrées d'une façon générale en 24. Les-rainures peuvent entre droites ou en arcs de cercle, comme on l'a représenté, et on prévoit qu'elles peuvent s'étendre de la face 18 du corps d'écrou 10 à travers toute l'épaisseur de l'écrou jusqu'à son autre face 20, ou au moins en partie, en s'enfonçant profondément dans le corps d'écrous partir de la face 18. I1 est important de noter que, bien que les rainures 24 puissent être droites ou en arcs de cercle; elles ne doivent pas couper le trou fileté 12 sur sa longueur axiale, de la face 18 à la face 20, même sur une partie de cette longueur. Ene gorge circulaire 26 est creusée sur la surface du trou fileté 12 du corps d'écrou 10.La gorge circulaire 26 est située, de préférence, dans une position éloignée de la face 18 du corps-d'écrou 10 de sorte que cette gorge circulaire rencontre les rainures 24 dans une position longitudinale prédéterminée correspondant approximativement au bau des trous filetés 30 ou logements dans les rainures 24. Les rainures 24 représentées dans la réalisation préférée de l'invention ont deux parois opposées sensiblement parallèles 28 et 29 respective- ment. Entre ces parois on a placé des moyens de coincement qui coopèrent avec chacune de ces parois pour provoquer une déformation uniforme sur toute la longueur du trou fileté 12 du corps d'écrou 10. La déformation occasionnée au trou fileté 12 du corps d'écrou 10 lui fait prendre une forme non circulaire. Dans l'exemple d'écrou à blocage représenté, les moyens de coincement consistent en un trou ou logement 30 percé sensiblement au centre de la rainure 24, comme on le voit mieux sur la fig 3 et le trou ou logement 30 est muni d'un filetage 32 pour recevoir une vis de pression conique 40. lorsque le corps d'écrou 10 a été amené en position serrée sur la pièce mil. filetée, chaque vis de pression conique 40 est serrée de manière que la paroi 29, offrant une moindre résistance à la force engendrée par la vie de pression 40, s1 éloigne de la paroi opposé. 28, déformant ainsi la paroi du trou interne fileté 12 du corps d'écrou 10 pour provoquer des interférences de degré ajustable et variable du filetage d'écrou 14 avec le filetage de la pièce mile.Avec une pièce mâle filetée et le filetage 14 du-trou axial d'écrou 12, ayant des filets étroitement ajustés, il suffit d'une faible déformation pour bloquer l'écrou à blocage 10 sur la pièce mâle filetée de façon store. La déformation se situe dans la limite élagti- que normale du métal formant le corps de l'écrou 10, de sorte qu'il suffit de dévisser légèrement les vie de pression coniques 40 pour permettre au corps d'écrou 10 de se libérer de son engagement de blocage avec la pièce mile filetée qui agissait conjointement. Avec la structure des fig 2 et 3, quand les vie de pression coniques 40 sont-enfoncées de manière serrée, de sorte que l'action de coincement des vis de pression coniques 40 provoque l'écartement des parois 28 et 29 comme décrit ci-dessus, la gorge circulaire 26 permet à la portion de trou fileté 12, désignée en 13, comprise entre la gorge circulaire 26 et la face 18 du corps d'écrou 10, de se déformer uniformément et de créer ainsi une force de maintien uniforme sur toute la longueur de la portion 13 décrite. La portion 19 entre la gorge circulaire 26 et la paroi opposée 20 ou autre face du corps d'écrou 10, dans l'exemple illustré, garde une forme sensiblement circulaire et n'éprouve pas de déformation de quelque nature que ce soit. Les fig 4 et 5 illustrent une réalisation différente de l'invention dans laquelle les moyens de coincement qui permettent la déformation des parois 28-29 de la rainure, sont réalisés en ménageant un trou fileté 35 de la périphérie extérieure 15 du corps d'écrou 10 à la rainure 24 de la face 18 du corps 10. Les moyens de coincement sont réalisés ici par les vis de pression 36 qui passent dans le trou fileté 35. Lorsque le corps d'écrou 10 a été enfoncé de manière serrée sur la pièce mâle filetée, chaque vis de pression 96 est serrée de manière telle qu'elle provoque la déformation de la paroi 29 corme décrit plus haut. Aussi, comme on l'a décrit précédemment, la déformation du trou interne fileté 12 de l'écrou à blocage est ajustable et variable selon l'importance du couple appliqué aux vis de pression filetées 36. La déformation est étudiée pour rester à l'intérieur de-la limite élastique normale du métal formant le corps d'écrou 10, de sorte que, lorsque la vis de pression 36 est dévissée du trou fileté, la paroi interne 29 du corps d'écrou 10 peut prendre sa position d'origine ce qui permet ainsi au trou interne fileté 12 de prendre une forme circu laire et e l'écrou a blocage 10 de se désengager de sa pièce mile filetée. Les fig 6 à 9 montrent une autre modification de la réalisation préférée. Cette modification est principalement orientée vers de plus-petits écrous à blocage dans lesquels l'épaisseur de l'écrou est suffisamment faible pour que la déformation uniforme des parois de la rainure, telle qu'elle a été décrite ci-dessus, soit réalisée sans qu'on ait besoin de la gorge circulaire dans le trou interne fileté. Des fig 8 at 9 montrent de façon spécifique le procédé de blocage périphérique tel qu'il a été montré dans les fig 4 et 5. D'après les descriptions données ci-dessus, on voit que ia réalisation préférée de l'invention présente la capacité de fournir des forces de blocage subatantiellement plus grandes que ne le faisaient les techniques antérieures à cause de la capacité du corps d'ecrou à blocage 10 (on se réfèrera à nouveau à la fig 2) de déformer uniformément sur toute sa longueur axiale le trou fileté 12 depuis la face 18 jusqu'à l'endroit ou la gorge circulaire 26 coupe le trou interne fileté 12 ainsi que la rainure 24. De nombreux essais ont montré que la déformation a un caractère uniforme de sorte que le corps d'écrou fileté 10 s bloque sur toute la lon- gueur axiale de cette déformation.Chaque filet entre la paroi 18 du corps d'écrou 10 et la gorge circulaire 26 se bloque sur chaque filet de la pièce mile filetée. Cela apparat facilement lorsqu'on regarde les fig 10 et 11. La fig 10 montre les conditions d'accouplement typiques d'un engagement normal de filets entre une pièce mile telle qu'un arbre 60 et une pièce filetée femelle telle que l'écrou à blocage 10. Généralement, quand des pièces filetées mile et femelle sont engagées, les filets stengagent le long d'une portion de flanc 64, 11 de chacun des filets. Cela provient des limites de tolérance entre le filetage de la pièce mâle et le filetage de la pièce femelle. Maintenant, si l'on considère la fig 11, on reconnaît facilement la réalisation préférée de l'invention telle que décrite précédemment.On voit sur cette figure les conditions d'accouplement entre une pièce mile et une pièce femelle, dans le cas des réalisations selon l'inven- tion. On remarquera que la déformation entre la face 18 du corps à blocage 10 et la gorge circulaire 26 sur le trou interne 12 du corps à blocage 10 provoque ltinterengagement de tous les filets de écrou à blocage avec la pièce mile. En situant la gorge circulaire 26 à cet endroit prédéterminé, de nombreux essais ont montré que la portion de trou interne 12 de l'écrou à blocage 10 entre la gorge circulaire 26 et la face 18 se déforme de manière sensiblement uniforme.C'est cette déformation uniforme qui permet à l'écrou à blocage 10 de présenter une force de blocage sensiblement plus grande que celle obtenue par les techniques antérieure^. Corme on l'a dit plus haut, une déformation non uniforme sur toute la longueur axiale du corps d'écrou à blocage peut engendrer des forces extrêmement localisées provoquant des détériorations, généralement sur la pièce mile, aussi bien qu'un abaissement sensible da la force de maintien. Dans les exemples de l'invention représentés, les rainures 24 sont sensiblement concentriques par rapport au trou fileté 12 du corps d'écrou 10. Cela donne une réalisation symétrique èt facilite la coupe des rainures à l'aide d'une fraise appropriée le corps d'écrou étant monté sur un mandrin fileté d'une tablè de machine et la fraise effectuant une coupe pendant que la table tourne d'un nombre de degrés approprié. Rien que-l'exem- ple d'écrou à blocage selon l'invention ait été représenté avecvtrois ou quatre rainures, il est évident que, dans certaines applications, une seule rainure 24 peut tre nécessaire et, pour d'autres configurations, en particulier lorsque le corps d'écrou 10 a un diamètre très grand 15, et lorsque, de plus, on désire une forte action de blocage1 on peut ménager plus de trois ou quatre rainures dans le corps d'écrou. I1 est préférable de disposer les rainures 24 relativement près du trou fileté 12 de sorte que le métal ou autre matériau du corps d'écrou 10 entre la rainure et la surface périphérique 15 du corps d'écrou 10 ait une plus grande rigidité que le métal ou le corps d'écrou 1G entre les rainures 24 et le trou fileté 12. Les trous filetés de rainures ou évidements 30 sont, de préférence, équidistants des extrémités des rainures mais ils ne requièrent pas une situation centrale par rapport aux parois opposées 28 et 29 des rainures et ils peuvent m8me être formés sur une seule de ces parois opposées. Les personnes compétentes en la matière verront rapidement que l'écrou à blocage de l'invention peut être modifié en omettant le filetage interne 14 pour former un-écrou à blocage modifié qui peut entre ajusté sur un arbre non fileté, donnant ainsi une bague de blocage. De plus, l'écrou à blocage de l'invention peut être modifié en prévcyant un trou interne cannelé qui peut être monté sur un arbre cannelé, donnant ainsi des pièces m & les et femelles cannelées de blocage. REVENDICATIONS 1 - Ecrou à blocage comprenant un corps d'écrou de structure classique avec deux faces terminales, et un trou longitudinal s'étendant d'une. face à l'autre, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une rainure interposée entre les deux faces du corps de l'écrou, et des moyens de coincement pouvant s'engager avec deux parois opposées de cette rainure pour coopérer avec celles-ci de manière à provoquer une déformation uniforme du trou longitudinal. 2 - Ecrou à blocage selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette rainure est tangente au trou longitudinal mais espacée de celui-ci radialement. 3 - Ecrou à blocage selon la revendication 1 caractérisé en ce que la rainure est en arc de cercle-et concentrique au trou longitudinal. 4 - Ecrou à blocage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de coincement comprennent une vis de pression conique 8 engageant dans un logement fileté prétendant partiellement dans Itune au moins des parois opposées de la rainure. 5 - Ecrou à blocage selon la revendication 1, caractérisé on ce qu'il comprend en outre une gorge circulaire formée dans le trou longitudinal, la gorge circulaire s'étendant radialement vers l'extérieur au-delà au moins de l'une des parois de la rainure. 6 - Ecrou à blocage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le trou longitudinal est fileté. 7 - Eorou à blocage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le trou longitudinal porte une cannelure. 8 - Ecrou à blocage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le trou longitudinal est fileté et la gorge circulaire s'étend radialement vers l'extérieur au-delà de l'une des parois de la rainure. 9 - Ecrou à blocage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la gorge circulaire est formée dans le trou longitudinal dans une position longitudinale située sensiblement dans le 8se plan que l'extrémité de la vis de pression quand cette vis est complètement engagée dans le logement fileté. 10 - Ecrou à blocage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rainure est une rainure allongée en arc de cercle sensiblement concentrique au trou longitudinal et formée dans l'une des faces d'ertrémité du corps d'écrou et en ce qu'une gorge circulaire est formée dans le trou longitudinal. Il - Ecrou à blocage selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de coincement comprennent un logement fileté s'étendant partielle ment dans au moins l'une des parois opposées de la rainure en arc de cercle, et une vis de pression conique pouvant être vissée dans le logement fileté. 12 - Ecrou à blocage selon la revendication 10, caractérisé en ce que le trou longitudinal est fileté. 13 - Ecrou à blocage selon la revendication 10, caractérisé en ce que le trou longitudinal est cannelé. 14 - Ecrou à blocage selon la revendication 10, caractérisé en ce que la gorge circulaire fait saillie dans la rainure disposée sur la face du corps d'écrou. 15 - Ecrou à blocage selon la revendication 14, caractérisé en ce que la gorge circulaire est disposée dans une position longitudinale située sensiblement dans le meme plan que l'extrémité de la vis de pression quand celle-ci est complètement engagée dans le logement fileté. 16 - Ecrou à blocage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une gorge circulaire est formée dans le trou longitudinal, fait saillie dans la rainure, et se trouve placée dans une position longitudinale située sensiblement dans le meme plan qge l'extrémité des moyens de coincement quand les moyens de coincement sont complètement engagés entre les deux parois opposées de la rainure.