Brevet FR2481766A1 — publié le 19811106

La présente invention concerne les écrous. Elle vise plus particulièrement à apporter des écrous autobloquants ou anti- desserrants relativement peu coûteux, de forme relativement simple, faciles à fabriquer et sûrs dans l'emploi. Bien que les travaux à la base de l'invention aient été axés sur les besoins de l'industrie aérospatiale, l'application des écrous autobloquants selon l'invention n'est pas limitée à cette seule industrie. Les écrous autobloquants ont une histoire longue et pleine de vicissitudes. Les premieséécrous autobloquants sûrs possé- daient un corps d'écrou métallique hexagonal de type conventionnel, auquel était superposée,â une extrémité axiale, une bague en maté- riau fibreux ou analogue qui était rigidement maintenue en place sur le corps d'écrou et dont le trou central avait un diamètre égal ou légèrement supérieur au diamètre du noyau du filet. A l'insertion d'une vis dans un tel écrou, elle se comporte normalement jusqu'à ce que, en avançant, elle vienne en contact avec la bague fibreuse. A ce moment, la résistance opposée par la bague dans le sens axial presse les filets de l'écrou et de la vis l'un contre l'autre et engendre ainsi un couple résistant s'opposant à la rotation de l'écrou sur la vis. Lorsque celle-ci est vissée davantage dans l'écrou, elle produit, par déformation plastique, un contre-filet dans la bague, ce qui crée un couple résistant secondaire. Ce type d'écrou autobloquant a rapidement et universel- lement été adopté. De nombreux perfectionnements de ce dispositif de base ont été conçus, en particulier pour assurer que la bague fibreuse n'ait pas tendance à tourner par rapport au corps d'écrou, car la moindre rotation relative affaiblirait ou supprimerait les propriétés de blocage de l'écrou, Avec le développement des matières plastiques et leur adoption par l'industrie depuis la seconde guerre mondiale, la bague fibreuse des écrousautobloquantsconventionnels a été remplacée par du plastique, avec un certain succès. Il y a eu, bien entendu, de très nombreuses autres propositions pour la construction et la fabrication d'écrou autos bloquants. On peut même dire que, dans ce domaine, la littérature et en particulier la littérature de la propriété industrielle est on remplie de propositions sur le papier. La grande majorité de ces propositions se sont avérées des échecs purs et simples. Certains dispositifs semblant travailler convenablement au stade expérimental se sont révélés insuffisamment sûrs dans des essais pratiques ou lorsqu'ils étaient fabriqués à grande échelle. De très nombreux dispositifs demandaient des équipements trop compliqués pour fabriquer les écrous à un prix économique. Il existe toujours dans l'industrie un besoin d'écrous autobloquants simples, sûrs et bon marché. De plus, il y a des demandes particulières pour de tels écrous, mais qui soient en plus légers, dans les industries aérospatiales et en d'autres industries o la réduction du poids est d'importance primordiale. Il existe aussi un besoin insatisfait d'écrous autobloquants simples, bon marché et sûrs pour des applications o, pour des raisons magnétiques ou autres, la masse de métal d'un écrou doit être maintenue minimale. Des tentatives de produire des écrous autobloquants en plastique ont échoué dans l'ensemble. Les essais effectués à cet égard par la demanderesse ont montré, primo, que l'écrou autobloquant entièrement en plastique, du fait qu'il est élastique, ne développe pas le couple résistant désiré; secundo, que cet écrou a tendance à s'évaser, à éclater par la rupture de sa paroi latérale ou à se diviser en deux parties axiales sous l'effet du serrage, ayant une fonction de blocage. Cette particularité est indésirable en soi et peut en outre conduire à la destruction de l'écrou. La demanderesse a découvert qu'il est possible, par des moyens simples, de produire des écrous autobloquants en plastique qui sont bon marché et sûrs, sans que l'action de blocage ait ten- dance à faire éclater l'écrou. Selon l'invention, un écrou autobloquant, comprenant un corps d'écrou pourvu d'un trou fileté qui s'ouvre à une extrémité axiale du corps, est adapté pour recevoir la tige fileté d'une vis coopérante et se termine à l'intérieur du corps par une partie de diamètre réduit, dont le diamètre maximal est plus petit que le diamètre maximal du reste du trou, est essentiellement caractérisé en ce que le corps d'écrou est en matière plastique, ou en une autre matière légère, et est renforcé par un ou plusieurs renforts inclus dans le corps et ayant une étendue axiale prédéterminée, le ou les renforts étant en une matière dont la résistance à la traction est plus grande que celle de la matière du corps d'écrou et étant noyé(s) ou encastré(s) complètement ou partiellement dans le corps à un rayon plus grand que le rayon maximal du filet. Le corps d'écrou est formé de préférence d'une matière plastique telle que leeNylon, à laquelle peuvent être ajoutées d'autres matières, des fibres de verre *par exemple, pour influencer les propriétés de la matière de base. Le renfort peut être noyé ou encastré à l'emplacement voulu dans le corps d'écrou pendant la pro- duction de ce corps par moulage par injection ou un autre procédé approprié. De préférence, la partie de diamètre réduit du trou est non filetée et possède un diamètre égal ou supérieur au diamètre de noyau du filet. Le renforcement peut être constitué d'un ou plusieurs anneaux complets coaxiaux au trou, ou d'une ou plusieurs bandes ou viroles disposées de façon analogue, ou prendre d'autres formes, par exemple celle d'une hélice faite d'une longueur de fil. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que du dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue en bout d'un écrou selon un exemple de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une coupe axiale prise suivant la ligne II-II de la figure 1; et les figures 3 et 4 sont des vues semblables à la figure 2 mais montrant des écrous selon des variantes de réalisation de l'invention. L'écrou autobloquant représenté sur les figures 1 et 2 et désigné dans son ensemble par 1 possède un corps d'écrou 2 qui est moulé ou coulé selon un procédé adéquat d'une matière plastique ou synthétique relativement dure telle que le4Nylon"dur. Le corps d'écrou possède un trou fileté 3 s'étendant vers l'intérieur à partir d'une face d'extrémité axiale 4ducorps d'écrou. Le filet peut être l'un quelconque des filets conventionnels, rendant le trou 3 apte recevoir la tige filetée d'une vis coopérante portant le même filet conven- tionnel. Le trou se termine à l'intérieur du corps d'écrou par une partie 5 de diamètre réduit qui, dans l'exemple représenté, s'étend jusqu'à l'autre face d'extrémité axiale 6 du corps d'écrou. D'une manière générale, la partie 5 de diamètre réduit doit avoir un diamètre qui est plus petit que le diamètre maximal de la partie filetée principale 3 du trou et elle peut être filetée elle-même, quoique jusqu'à une profondeur partielle seulement. Cependant, selon le mode de réalisation préféré, la partie 5 n'est pas filetée et possède un diamètre qui est supérieur ou égal (de préférence un peu plus qu'égal) au diamètre de noyau de la partie filetée 3. Une bande ou virole métallique 7 d'aluminium, d'acier ou d'une autre matière ayant une bonne résistance à la traction est disposée comme renfort dans la matière plastique du corps d'écrou 2 autour de la partie non filetée 5 du trou et à un rayon supérieur au rayon maximal du filet. Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, la virole 7 S'étend pratiquement sur toute la longueur de la partie non filetée du trou a partir de la face d'extrémité 6. La virole 7 peut aussi être noyée complètement dans la matière constitutive du corps d'écrou, donc sans s'étendre jusqu'à la face d'extrémité 6, mais il est possible aussi de l'encastrer en partie seulement dans la matière du corps d'écrou, de sorte qu'une partie de la virole fait librement saillie de la surface d'extrémité 6 à l'extérieur de l'écrou. D'autres dis- positions encore sont possibles. Il n'est pas toujours nécessaire que le renfort s'étende sur toute la longueur axiale de la partie non filetée. Il n'est pas nécessaire que la virole soit complète (c'est-à-dire soit fermée en soi-en un cylindre). Il peut y avoir également plusieurs renforts formant ensemble un anneau discontinu autour de l'axe du trou. Il est avantageux de disposer le renfort, quelle que soit sa forme, dans la matière du corps d'écrou pendant la production de ce corps par moulage par injection ou un autre pro- cédé approprié; il est possible aussi de pousser le renfort simple- ment en place après la production du corps d'écrou. Au moment de son emploi, quand l'écrou 1 est présenté à une vis complémentaire, l'écrou peut tourner librement sur la vis jusqu'à ce que cette dernière arrive à la fin de la partie filetée 3 248 1766 à l'intérieur du corps d'écrou; le filet de la vis exerce ensuite une pression sur puis coupe dans et/ou déforme et comprime la matière du corps d'écrou dans la partie non filetée 5. Comme dans l'écrou autobloquant conventionnel, la résistance à l'avance de la vis a tendance à presser les filets de l'écrou et de la vis l'un contre l'autre dans le sens axial, exerçant ainsi une action de - blocage. Une résistance supplémentaire à la poursuite du vissage de l'écrou sur la vis ou du dévissage de l'écrou est créée par la résistance directe que la matière de la partie non filetée 5 du trou oppose au filet de la vis. La virole métallique 7 oppose une résistance à la déformation radialement vers l'extérieur du corps d'écrou sur la longueur non filetée du trou, ce qui tend à augmenter l'effet de blocage et, en même temps, à empêcher des dommages au corps d'écrou dans le sens de son éclatement par l'ouverture de sa paroi latérale. La virole augmente également la résistance axiale de l'écrou contre l'arrachement du filet. La demanderesse a constaté que la vis a tendance, dans certains cas, par sa poussée, à séparer la partie non filetée d'un écrou comme celui des figures 1 et 2 de sa partie filetée, de sorte que l'écrou peut céder par la séparation axiale de ces deux parties. Afin d'éliminer ce problème supplémentaire et de fournir un écrou considérablement plus renforce, tout en restant essentiellement en plastique ou une matière légère semblable, la demanderesse a créé l'écrou comme celui représenté figure 3. La comparaison des figures 2 et 3 fait ressortir que la configuration d'ensemble de l'écrou de la figure 3 est identique à celle de l'écrou de la figure 2. La différence entre les deux écrous provient essentiellement de différences dans l'emplacement et l'éten- due axiale du renfort dans les deux cas. Dans le cas de la figure 3, utilisant les mêmes références que celles employées précédemment, la virole 7 est noyée entièrement dans la matière plastique et s'étend d'un point situé à proximité de la face d'extrémité 4 jusqu'à un point situé près de la face d'extrémité 6, de sorte qu'elle renforce le corps d'écrou de façon considérable sur pratiquement toute son étendue axiale. Pour éviter toute tendance de l'écrou de se partager en deux parties axiales, la virole métallique 7 est pourvue de moyens d'ancrage sur ses surfaces latérales intérieure et extérieure en vue de la fixation solide de la virole dans le corps d'écrou. Ces moyens d'ancrage peuvent notamment être formés par une série de protubérances 8 sur la surface intérieure et la surface extérieure de la virole. Il est possible aussi de former une ou plusieurs nervures hélicoïdales sur ces deux surfaces. La virole peut également présenter des trous de différentes formes et tailles pour assurer une bonne liaison de la matière plastique entre la partie radialement intérieure et la partie radialement extérieure du corps d'écrou. L'écrou de la figure 4 correspond en gros à celui des figures 1 et 2 sauf que le renfort est formé dans ce cas par une hélice 9 faite d'une longueur de fil d'acier et comportant plusieurs spires complètes. Bien que les écrous des exemples représentés possèdent extérieurement la forme d'un écrou hexagonal conventionnel, l'inven- tion n'est nullement limitée à cette forme d'écrou. Le corps d'écrou peut avoir toute forme extérieure conventionnelle, notamment celle d'un écrou à oreilles, d'un écrou à moins ou à plus de six pans, d'un écrou crénelé ou portant un collet ou analogue du côté non portant du corps d'écrou, ainsi que de différents écrous tels que les écrous à chapeau, d'ancrage et ainsi de suite. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Ecrou autobloquant, comprenant un corps d'écrou pourvu d'un trou fileté qui s'ouvre à une extrémité axiale du corps, est adapté pour recevoir la tige filetée d'une vis coopérante et se ter- mine à l'intérieur du corps par une partie de diamètre réduit, dont le diamètre maximal est plus petit que le diamètre maximal du reste du trou, caractérisé en ce que le corps d'écrou (2) est en matière plastique, ou en une autre matière légère, et est renforcé par un ou plusieurs renforts (7, 9) inclus dans le corps et ayant une éten- due axiale prédéterminée, le ou les renforts étant en une matière dont la résistance à la traction est plus grande que celle de la matière du corps d'écrou et étant noyé(s) ou encastré(s) complète- ment ou partiellement dans le corps à un rayon plus grand que le rayon maximal du filet. 2. Ecrou selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps d'écrou (2) est en'Nylon, pouvant contenir une charge fine- ment divisée pour influencer les propriétés de la matière de base. 3. Ecrou selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps d'écrou (2) est en Nylon contenant une charge de fibres de verre. 4. Ecrou selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie (5) de diamètre réduit du trou n'est pas filetée et possède un diamètre égal ou supérieur au diamètre de noyau du filet. 5. Ecrou selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que le renforcement est constitué d'un ou plusieurs anneaux complets coaxiaux au trou ou d'une ou plusieurs bandes ou viroles (7) complètes coaxiales au trou. 6. Ecrou selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que. le renforcement est constitué d'une hélice (9) faite d'une longueur de fil. 7. Ecrou selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le renforcement est constitué de plusieurs ren- forts séparés formant ensemble un anneau discontinu autour de l'axe du trou. 248 1766 8. Ecrou selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que le renfort ou chaque renfort est entièrement noyé dans la matière du corps d'écrou (2) et s'étend axialement sur une portion considérable à la fois de la partie (5) de diamètre réduit du corps d'écrou et du reste du corps d'écrou, et en ce que le renfort ou chaque renfort présente des moyens d'ancrage (8) pour sa fixation solide dans la matière du corps d'écrou. 9. Ecrou selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que le renfort (7, 9) ou les renforts est ou sont disposés à l'emplacement voulu dans le corps d'écrou (2) pendant la production de ce corps par.moulage par injection ou un autre procédé approprié. 10. - Ecrou selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le renfort (7, 9) ou les renforts est ou sont mis en place dans le corps d'écrou (2) après la formation du corps d'écrou.