Brevet FR2497301A1 — publié le 19820702

i La présente invention se rapporte à une rondelle de blocage élastique dont les surfaces latérales annulaires présentent des saillies et des creux, Des rondelles de blocage élastique de ce type pré- sentent dans leurs surfaces latérales annulaires plusieurs rainures circulaires disposées concentriquement (modèle d'u- tilité DE 8 002 314), des cannelures radiales disposées à proximité les unes des autres (Prospectus de la Philadelphia Steel and Wire Corporation, janvier 1977, page 18) ou des stries s'étendant et se croisant sur les surfaces latérales annulaires (modèle d'utilité DE 1 814 398). Toutes ces for- mes de réalisation connues présentent une caractéristique commune qui consiste dans le fait que les rainures, cannelu- res ou stries créent des protubérances ou saillies en forme de dents, de section sensiblement triangulaire et dont les sommets doivent pénétrer dans la surface de transmission de pression d'un écrou, d'une vis ou d'une surface d'appui afin d'augmenter les forces de retenue empêchant un desserrage. L'effet désiré est obtenu lorsqu'il s'agit d'écrous ou de vis réalisés en une matière relativement tendre, ce- pendant des problèmes non négligeables apparaissent lorsque ces éléments sont fabriqués en une matière dont la qualité fait qu'ils'présentent une plus grande dureté. Dans ce cas les sommets ou les arêtes des protubérances sont plus ou moins écrasés lors du serrage de façon que l'effet désiré, c'est-à-dire la pénétration de ces sommets ou arêtes dans la surface de transmission de pression de l'écrou ou de la vis, ne puisse plus être obtenu qu'imparfaitement. La conséquence est une diminution sensible de la sûreté vis-à-vis d'un desserrage involontaire des éléments par suite de sollicitations dynamiques s'exerçant perpendi- culairement à l'axe longitudinal de la vis. Pour cette rai- son on recommande fréquemment des dispositifs de sûreté oné- reux et compliqués (par exemple des vis de blocage à saillies en forme de dents de scie, des adhésifs ou analogues) qui doivent empêcher tout desserrage lorsqu'il s'agit de vis d'une grande dureté. La présente invention a pour objet de créer une ron- delle de blocage présentant des surfaces latérales annulaires d'une structure complètement nouvelle et qui garantit une plus grande sécurité contre tout desserrage involontaire que les rondelles-freins connues et ceci également pour des liai- sons par vis dont les éléments sont réalisés en une matière très dure. Les problèmes exposés ci-dessus sont résolus con- formément à l'invention par une rondelle de blocage qui est caractérisée en ce que chaque protubérance présente un côté supérieur en forme de plateau dont la surface vue en coupe est incurvée de façon concave au moins dans le sens périphé- rique de la rondelle afin de créer des arêtes de raclage dans la zone des bords du plateau. La rondelle de blocage suivant l'invention ne com- porte pas des pointes ou des arêtes destinées à pénétrer dans les surfaces de transmission de pression voisines lors du serrage, La nouvelle rondelle présente uniquement des bords de raclage dont les arêtes actives ne peuvent pas être émoussées ou aplaties lors du serrage grâce à leur disposition protégée dans la zone des bords du plateau, Ceci a pour con- séquence que le pouvoir tranchant et l'efficacité des arêtes de raclage ne diminuent pas pendant le serrage, La surface coopérante de la liaison par vis est de plus avivée par les arêtes re raclage lors du serrage de façon qu'elle présente un plus grand coefficient de friction vis-à-vis d'un desser- rage, Non seulement la résistance résultant de la plus gran- de force de friction entre la surface en forme de plateau et la surface coopérante de la liaison à vis s'oppose à un cou- ple agissant dans le sens du desserrage mais également la ré- sistance produite par les bords de raclage, Des essais ont montré qu'on obtient un meilleur com- portement contre tout desserrage non seulement avec des ron- delles de blocage suivant l'invention à l'état brut mais éga- lement avec des rondelles graissées et revêtues d'une pein- ture anti-corrosive. Les rondelles de blocage suivant la présente inven- tion peuvent être fabriquées à un prix de revient relative- ment bas et la nouvelle structure permet d'éviter tout amor- çage de rupture dans le sens de la section transversale de la rondelle, Suivant une forme de réalisation préférée de l'in- vention les protubérances s'étendent de façon rectiligne ou incurvée à partir du bord intérieur jusqu'au bord extérieur de chaque surface latérale annulaire, Grâce à la présence des protubérances prévues de façon serrée les unes à côté des autres et qui font saillie dans le sens périphérique,on obtient une structure en forme de grille dont les protubé- rances délimitent entre elles des creux de forme rhomboïdale. Dans cette forme de réalisation l'angle formé par le creux dans la zone adjacente au bord de raclage et la surface du plateau est égal ou inférieur à 1440. La hauteur des pro- tubérances est d'environ 150 oimn et la profondeur du creux dans la surface en forme de plateau est au moins de 5 fma,. Le pas entre les protubérances dans le sens circonférentiel peut être compris entre 0,5 et 1,0 mm en fonction du rap- port désiré entre toutes les surfaces en forme de plateau et la surface totale afin d'obtenir une valeur de rugosité mo- yenne Ra comprise entre 10 et 25 frm. Des essais ont permis de constater que la structure suivant l'invention peut être utilisée aussi bien pour des rondelles de blocage suivant la norme B DIN 127 que pour cel- les répondant à la norme A DIN 128 ainsi que pour des rondel- les de blocage suivant d'autres normes et destinéesau frei- nage de vis en matière dure, Diverses autres caractéristiques de l'invention res- sortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit, Unf forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 est une vue de dessus à plus grande échelle d'une partie d'une rondelle de blocage suivant l'in- vention, La fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1, La rondelle de blocage représentée partiellement à la fig. 1 présente sur chacune de ses surfaces latérales an- nulaires 1 des-protubérances 2 et des creux 3. Comme cela ressort de la fig. 1, les protubérances 2 s'étendent dans la forme de réalisation représentée sous une forme incurvée à partir du bord intérieur jusqu'au bord extérieur de chacune des surfaces latérales annulaires. Etant donné qu'une des rangées des protubérances est incurvée dans un sens et l'autre rangée dans le sens op- posé par rapport au sens périphérique de la rondelle, elles forment une grille qui délimite des creux 3 de forme rhom- boldale et entourés de toutespar-tpar des protubérances. Les creux ouverts vers le bord intérieur ou vers le bord ex- térieur des surfaces latérales annulaires,et qui ne sont en- tourés que partiellement par les protubérances, présentent une forme sensiblement triangulaire, Comme cela ressort de la fig. 2, les protubérances 2 présentent une section à peu près trapézoïdale. La sur- face en forme de plateau de chaque protubérance comprend une partie concave 4, Dans l'exemple de réalisation illustré et ayant fait ses preuves la hauteur de la protubérance est dien- viron 150 pm et la profondeur de la surface concave est d'environ 20 po, En raison de la surface concave 4 et de la sec- tion trapézoïdale des protubérances 2, on obtient dans la zone des bords des plateaux des arêtes ou bords de raclage 5 dont l'angle formé par le creux 3 au niveau de la zone adjacente au bord de raclage et la surface de plateau 4 est égal ou inférieur à 144 dans le présent exemple. Lorsqu'une rondelle de blocage présentant la struc- ture décrite ci-dessus est placée de façon habituelle, par exemple entre une surface de support et un écrou ou une vis, les bords de raclage 5 ne peuvent pas être écrasés, aplatis ou repliés lors du serrage en raison de leur emplacement pro- tégé dans la zone du bord de la surface 5 en forme de pla- teau des protubérances, En conséquence le serrage ne nuit pas au pouvoir tranchant et à l'efficacité des bords de ra- clage, Pendant le processus de serrage la surface coopérante de la liaison par vis est de plus avivée par les bords de ra- 249730 1 clage de manière qu'elle présente un plus grand coefficient de frottement vis-à-vis d'un desserrage. De ce fait, non seu- lement la résistance résultant de la force de friction plus élevée entre la surface en forme de plateau et la surface coopérante de la liaison par vis agit dans le sens contraire à un couple de desserrage mais également la résistance pro- duite par les bords de raclage agit dans le même sens, L'effet de raclage produit lors du serrage nettoie et égalise la surface coopérante dure des vis ou des écrous de sorte que le coefficient de friction de la surface plus petite des protubérances augmenre aussi. Par comparaison aux rondelles de blocage à surface lisse, cet effet augmente le couple de serrage jusqu'à la force nominale de la liaison par vis. Il en résulte aussi automatiquement un couple de desserrage plus élevé et présen- tant un coefficient supérieur à 0,8 par rapport au couple de serrage ainsi que cela résulte d'essais statiques, Ces essais ont permis de constater que le couple de desserrage pour des filetages métriques et en utilisant des rondelles de blocage suivant l'invention est égal ou supérieur à 80 % au couple de serrage. Lors de l'utilisation des rondelles de blocage de conception classique, cette valeur est générale- ment inférieure à 80 %, Lors d'essais dynamiques réalisés à l'aide d'une ma- chine d'essai à table vibranzeon obtient après 3000 cycles d'effort des couples de desserrage qui présentent, en fonction de la réalisation de la protection de la surface et des varia- tions de la hauteur des protubérances, un rapport compris en- tre 0,9 et 1,75 et ceci en utilisant des vis des coefficients qualitatifs 8,8 et 10,9. Pour des forces de précontrainte N suivant la norme VDI 2230/77, tableau 1 et inférieures à 0,125 /VGP on a cons- taté des couples de serrage Nm inférieurs à /"K 0,16. Ceci correspond à une augmentation de 15 % du couple de serrage, REVENDICATIONS i - Rondelle de blocage élastique dont les surfaces latérales annulaires présentent des saillies et des creux, U caractérisée en ce que chaque protubérance (2) présente un côté supérieur en forme de plateau dont la surface (4) vue en coupe est incurvée de façon concave au moins dans le sens périphérique de la rondelle afin de créer des arêtes de ra- clage (5) dans la zone des bords du plateau. 2 - Rondelle de blocage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la proportion superficielle de toutes les surfaces (4) en forme de plateau par rapport à la surface totale (1) de l'une des surfaces latérales annulaires de la rondelle est comprise au moins entre 35 et 55 %. 3 - Rondelle de blocage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'angle formé par le creux (3) au ni- veau de la zone adjacente au bord de raclage (5) et de la surface de plateau (4) est égal ou inférieur à 144 . 4 - Rondelle de blocage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la hauteur des protubérances (2) est comprise entre 90 et 150 À/m sans cependant être supérieure à 5 % de l'épaisseur de la rondelle. - Rondelle de blocage suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le pas t des protubérances (2) est compris entre 0,5 et 1,0 mm dans le sens pérîphérique de fa- çon à obtenir une valeur de rugosité moyenne (Ra) comprise entre 10 et 25 bis. 6 - Rondelle de blocage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la profondeur de la surface concave (4) est au moins de 5 p. 7 - Rondelle de blocage suivant l'une des revendica- tions 1 à 6, caractérisée en ce que la section des protubé- rances (2) est sensiblement rectangulaire et/ou trapézoïdale dans la zone supérieure du sens périphérique et dans le sens radial. 8 - Rondelle de blocage suivant l'une des revendica- tions 1 à 7, caractérisée en ce que les protubérances (2) s'é- tendent à partir du bord intérieur jusqu'au bord extérieur sur chaque surface latérale annulaire (1). 9, Rondelle de blocage suivant la revendication 8, caractérisée en ce que les protubérances (2) forment un an- gle qui est nettement inférieur ou supérieur à 9Q0 par rap- port à une tangente à la rondelle. - Rondelle de blocage suivant la revendication 8, caractérisée en ce que les protubérances (2) sont de forme rectiligne ou incurvée, 11 - Rondelle de blocage suivant l'une des revendi- cations 9 et 10, caractérisée en ce que les protubérances rectilignes ou incurvées (2) se croisent pour former une grille.