Brevet FR2440489A1 — publié le 19800530

L'invention concerne un accouplement pour des éléments mécaniques, ces éléments comprenant des éléments ayant une section transversale pleine ou tubulaire, et également une section transversale semi-pleine,par exemple des fils ou éléments analogues. On connaît actuellement un grand nombre de types différents d'accouplements ou raccords destinés a faciliter la jonction entre deux éléments, comme des joints permanents, par exemple par soudage, et également différents types d'accouplements et autres joints non permanents, par exemple différents types d'accouplements pour tubes, fixations pour axes, moyens de blocage pour fils, fixations pour câbles et analogues. Des accouplements ou jonctions permanents ont un incon-. vénient évident puisque les élZments joints sont déformés ou endommagés lorsque la jonction est supprimée. Des types connus d'accouplements non permanents ont également un inconvénient parce que les éléments attachés sont plus ou moins déformés plastiquement et/ou mécaniquement lorsque la jonction est établie. Cette déformation fait que le joint est moins résistant aux vibrations et à la pression, et que des assemblages/désassemblages répétés ne peuvent être effectués en conservant les propriétés souhaitées de la jonction. Le but de l'invention est de divulguer un développement original d'un accouplement de type non déformant, basé sur la tecS nique connue par le brevet suédois no. 7201350-1 (publication no. 372 607). Ce brevet divulgue un accouplement dans lequel une bague élastique tronconique est tordue ou déformée sur un élément tubulaire, la partie périphérique de la bague étant en contact avec cet élément. La bague sert de moyen de transmission de force, cette force étant transmise par l'élément tubulaire à un élément devant être attaché par l'accouplement. Cette conception connue comprend donc un élément principal, la bague élastique tordable ou déformable, agencée pour transformer la force produite par le mouvement du moyen d'application de la force en une force de retenue agissant sur la partie périphérique de l'élément tubulaire. L'on souhaite évidemrr.ent éliminer la bague élastique tordable ou déformable de la conception connue susmentionnée, tout en conservant la transformation de force souhaitée, puisque le dispositif serait plus simple et moins cher, et que le risque d'une rupture de la bague serait également éliminé, rupture due par exemple à une trempe incorrecte du matériau de la bague. Une tentative d'utilisation d'un élément tubulaire ayant une surface conique vers l'intérieur, destinée à coopérer avec une surface conique vers 1'extérieur d'un second élément tubulaire lors d'un mouvement linéaire, et à exercer une force sur le second élément tubulaire qui est pressé contre un moyen tubulaire entouré destiné a être attaché, est présentée dans le brevet des Etats Unis d'Amérique no. 2 640 716. Le second élément tubulaire est partiellement pressé dans l'élément tubulaire entouré, déformant ainsi celui-ci plastiquement/mécaniquement.Cette déformation, en liaison avec les surfaces coniques des éléments, e"',pêcbe La pour tion de se défaire, en partie à cause de la déformation du second élément tubulaire qui a été pressé dans la paroi tubulaire, en partie à cause de l'effet d'auto-blocage entre les surfaces enrd- ques. Le but de l'invention est de divulguer un mécanisme original de transformation de force, destiné à remplacer des mécanismes connus comme la bague élastique tordable ou déformable précédemment décrite; ce mécanisme produit la transformation de force requise et permet également d'appliquer la force de retenue eu un point prédéterminé contre un moyen de contact ayant une section transversale longitudinale en forme de poutre. D'autres aspects, caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront de la description détaillée qui sert, et des dessins annexés sur lesquels La Figure 1 représente schématiquement la relation entre le coefficient de frottement et la force applique, pour obtenir des propriétés de retenue similaires, La Figure 2a présente un mode de réalisation d'un accou- plement selon l'invention, au repos, La Figure 2b présente l'accouplement selon la Figure 2a dans un premier stade de fixation, partiellement attach uit 'lé- ment tubulaire, La Figure 2c présente l'accouplement selon les Figures 2e et 2b en position d'application complète, La Figure 3 présente deux graphiques destinés a rentrer la relation entre l'angle de l'élément de transformation de la force et le couple résultant, La Figure 4 présente un autre mode de réalisation de l'élément de transformation de la force, La Figure 5 présente un autre mode de réalisation de l'élément de transformation de la force, En se reportant à la Figure 1, on voit la relation entre le coefficient de frottement et la force appliquée lorsqu'il faut atteindre certaines propriétés de retenue prédéterminées.On peut voir que, pour un coefficient de frottement aux environs de 1,0, ce qui signifie en pratique une prise mécanique entre les organes, la force requise pour empêcher un glissement est relativement faible. En augmentant la surface de contact, et en maintenant la même force de retenue par unité de surface, on peut obtenir une fixation de propriétés correspondantes avec un coefficient de frot- tement inférieur à 0,2. La force totale appliquée, indiquée dans le dessin par une ligne verticale, serait évidemment bien plus grande. La présente invention, basée sur un contact à frottement entre les éléments à joindre, est basée sur le fait que l'on peut également atteindre une fixation par frottement avec un coefficient de frottement relativement faible, à la condition que l'on puisse appliquer la force requise. Dans ce but, on utilise un mécanisme de transformation de la force, agencé pour transmettre le mouvement linéaire d'un élément d'application de la force 1, par exemple un écrou, à un anneau de transformation de la force 2, disposé en contact avec un élément de retenue 3 prévu pour réaliser un contact à frottement, par sa partie périphérique opposée, avec un élément 4 destiné à être fixé. L'élément de retenue 3 a une section longitudinale en forme de poutre et est désigné par élément de contact dans la description qui suit. Comme on le voit aux Figures 2a-2c, l'anneau 2 de transformation de la force peut être fabriqué d'une pièce, avec une sur- face de contact avec l'élément d'application de la force 1 s'éten-! dant essentiellement perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'élément 4. L'anneau 2 est de plus pourvu d'une surface de contact inclinée d'étendue longitudinale relativement limitée, agencée pour entrer en contact avec une surface inclinée de I'lément de contact 3 à l'opposé de l'élément 4. Dans le mode de réalisation représenté, l'élément de contact 3 est joint de façon détachable à un nez 5 destiné à assurer l'étanchéité mais, dans le cas où l'on souhaite une étanchéité, le nez 5 peut également être agencé comme une partie intégrante de l'élément de contact 3. Comme on le voit à la Figure 2a, l'élément de contact 3 est pourvu de rainures sur la surface de contact dirigée vers l'élément 4, ce qui améliore la fixation, mais ces rainures ne sont pas nécessaires dans tous les cas. En faisant burner l'écrou agissant comme élément 1 d'application de la force, on obtient un mouvement axial qui est transmis à l'élément de contact 3 par l'anneau 2 qui monte légèrement le long de la surface inclinée de l'élément de contact 3. L'élément de contact 3, qui est calculé comme une poutre sur laquelle une force est appliquée en un point prédéterminé, est donc soumis à une force en un point dans la direction longitudinale, cette force l'amenantàentrer en contact avec l'élément 4, la force appliquée étant également distribuée par unité de surface sur l'élément 4 (Figure 1). On a donc obtenu la grande surface de contact sou haitée, avec une force appliquée distribuée uniformément. Comme on le voit à la Figure 3, l'anneau intermédiaire 2 qui transforme le mouvement axial de l'élément d'application de la force 1 réduit le couple requis pour obtenir la force de retenue souhaitée. L'élément de contact 3 est avantageusement pourvu d'une rainure traversante dans la direction longitudinale, pour obtenir des propriétés de contact améliorées. Lorsque l'on souhaite non seulement des propriétés de retenue, mais également une étanchéité, par exemple pour une jonction de tubes, un nez 5 est avantageusement joint à la poutre 3, comme décrit précédemment. Ce nez 5 est pourvu d'une surface convexe à l'opposé de l'élément 4, destinée à coopérer avec une surface inclinée dans le corps 6 auquel est attaché l'élément i d'ap- plication de la force. Pour obtenir l'étanchéité, on utilise également les propriétés élastiques et la possibilité de comprimer la matière du nez 5. Pour obtenir un guidage radial amélioré de l'anneau 2 et des éléments y reliés, l'anneau 2 peut avantageusement être pourvu d'une surface de contact inclinée pour l'élément d'application de la force (écrou) 1 qui est pourvu d'une surface de contact d'incli naison correspondante. Deux exemples d'une telle conception sont présentés aux Figures 4 et 5. En utilisant un angle convenable, de préférence supérieur à 450 par rapport à l'axe longitudinal de l'élément attaché 4, il ne faut toujours qu'un couple extrêmement faible pour appliquer la force, et on améliore considérablement les propriétés de guidage. En ce qui concerne les modes de réalisation comprenant un nez d'étanchéité 5, la surface de contact avec l'élément 4 est avantageusement façonnée comme une combinaison de surfaces convexes/concaves ou de surfaces planes, surfaces de préférence séparées l'une de l'autre, dans la direction longitudinale, de fa çon à former au moins deux surfaces séparées. I1 faut remarquer que l'anneau 2 selon l'invention, qui se distingue des modes de réalisation connus comprenant deux éléments tubulaires à surfaces coniques coopérantes, permet d'appliquer une force relativement plus grande sur une surface limitée dans la direction longitudinale. On atteint ainsi une application de force essentiellement équivalente à ce que l'on atteint avec les bagues élastiquestordables ou déformables connues, et l'an- neau permet également d'appliquer une force sur une surface relativement limitée dans la direction longitudinale. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits, qui n'ont été choisis qu'd titre d'exemple. REVENDICATIONS. 1. Accouplement pour éléments mécaniques, comprenant un premier élément (4) à attacher et un élément de contact de préférence tubulaire (3) entourant la surface extérieure de l'élément (4), un élément de transformation de force (2) en contact avec la surface périphérique de l'élément de contact (3) éloignée de l'élément (4) et agencé pour exercer sur l'élément de contact (3) une pression de fixation lorsqu'un élément d'application de force (1) est déplacé linéairement, amenant l'élément de contact (3) en contact à frottement avec la surface adjacente de l'élément (4), caractérisé en ce que l'élément de transformation de force (2) comprend un anneau ayant une surface de contact inclinée coopérant avec une surface de contact inclinée correspondante de l'élément de contact (3), cet élément (3) comprenant une rainure traversante longitudinale, l'anneau 2 étant agencé pour appliquer une force de retenue sur une partie périphérique limitée de l'élément de contact (3) lorsque l'élément d'application de force (1) est déplacé linéairement. 2. Accouplement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi de l'élément de contact 3 a la forme d'une poutre en coupe longitudinale, poutre dimensionnée comme une poutre soumise à une force en un point, ce point étant déterminé comme le point ou l'anneau (2), après déplacement linéaire par rapport à l'élément de contact (3), produit une force de retenue prédéterminée, l'élément de contact (3) étant agencé pour exercer une pression de contact essentiellement uniforme sur toute la surface en contact avec l'élément à attacher. 3. Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'anneau (2) est pourvu d'une surface de contact inclinée pour l'élément d'application de force (1), cette surface étant inclinée vers ou à l'opposé de la direction de mouvement de l'élément (1) lorsqu'il est déplacé en vue de la fixation, et en ce qu'une surface coopérante d'inclinaison correspondante est prévue sur l'élément (1). 4. Accouplement selon la revendication 3, caractérisé en ce que les surfaces coopérantes sur l'anneau (2) et l'élément (1) sont inclinées par rapport à l'axe longitudinal de l'élément à attacher (4), avec un angle d'inclinaison supérieur à 450. 5. Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la partie terminale de l'élé ment de contact éloignée de l'élément (2) est jointe de façon amovible à un nez (5) pourvu d'une surface essentiellement convexe du côté opposé à l'élément (4), en contact avec une surface inclinée dans le corps (6) dans lequel est attaché l'élément (1), le nez (5) étant agencé pour entrer en contact étanche avec la surface inclinée et la surface adjacente de l'élément (4) lorsqu'il est déplacé axialement dans la direction dans laquelle se déplace l'élément (1) en vue de la fixation. 6. Accouplement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le nez est élastique et est prévu pour être légèrement comprimé lorsqu'il établit un contact avec la surface inclinée du corps (6) et la surface adjacente de l'élément attachable. 7. Accouplement selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la partie du nez (5) prévue pour entrer en contact avec la surface adjacente de l'élément attachable (4) est pourvue d'au moins une rainure séparant la surface de contact en au moins deux parties séparées dans le sens longitudinal.