Brevet FR2537225A1 — publié le 19840608

La présente invention a trait à un ensemble vis-écrou et, plus particulièrement, à un ensemble vis-écrou perfection- né du genre décrit dans le préambule de la revendication 1. L'invention concerne aussi un outil perfectionné pour la pose 5 de tels ensembles vis-écrou. L'un des plus anciens modèles proposés d'un ensemble vis-écrou du genre sus-indiqué est celui décrit dans le brevet US 3 394 623 qui a trait à un outil pour la pose de tels en- sembles vis-écrou Ici, l'extrémité de la vis présente un évi- 10 dement carré dans lequel on peut insérer un doigt carré afin d'immobiliser angulairement la vis, à partir de son extrémité, pendant qu'on visse l'écrou sur elle à partir du même côté. Un dispositif quelque peu analogue est décrit dans une brochure de la Lamson & Sessions, Cleveland, Ohio, imprimée 15 aux Etats-Unis en 1975 et qui décrit l'outil dit Una-Drive- tool Le brevet US 3 789 705 décrit aussi un dispositif analogue, mais dans lequel le logement est hexagonal. Un dispositif assez semblable est vendu par la Nippon Steel Bolt Company Ltd , qui vend des boulons T C dits à 20 haute résistance, les initiales T C représentant l'expres- sion "à tension contrôlée" Dans ce cas, l'extrémité de la vis présente un doigt de prise au moyen duquel on maintient la vis pendant vissage de l'écrou Le doigt casse ou du moins est présumé casser lorsque le couple souhaité se trouve at- 25 teint. Chacun des dispositifs précités soulève des problèmes qui lui sont propres Ainsi-, l'un des problèmes posés par les ensembles vis-écrou dans lesquels l'extrémité de vis est évi- dée est que l'évidement de l'extrémité de vis ne peut être 30 obtenu directement par les techniques actuelles de matriçage à froid, mais doit être ménagé par opération additionnelle dans une seconde machine Une autre difficulté de fabrication apparait lors de l'opération très courante de zingage, pendant laquelle les évidements des extrémités de vis sont souvent 35 bouchés par le zinc. Un autre problème soulevé par les ensembles vis-écrou dans lesquels la vis présente dans son extrémité un évidement offrant une prise se manifeste lors de la pose en hiver, attendu que l'on pose d'abord manuellement l'ensemble vis-écrou et 2 que l'on opère ultérieurement le serrage final, parfois au bout de plusieurs jours Du fait de conditions atmosphériques alternées de neige, dégel et pluie, puis de temps froid, les évidements peuvent être bouchés par de la glace, dont l'éli- 5 mination peut être difficile et oblige en tout cas à prendre quelque mesure avantde pouvoir insérer l'outil de serrage. Dans le cas d'ensembles vis-écrou comportant un doigt à l'extrémité de la vis, on opère d'abord la pose manuellement, après quoi on applique l'outil de serrage et l'on serre jusqu' 10 à atteindre le couple préfixé Souvent, l'outil de serrage est conçu de telle sorte qu'un manchon intérieur agrippe le doigt tandis qu'un manchon extérieur serre l'écrou jusqu'à ce que le couple voulu se trouve atteint, après quoi le doigt est détaché par torsion De ce fait apparaît bien sûr une surface 15 de cassure qui donne lieu à une corrosion si elle n'est pas peinte En outre, il est évidemment très difficile de dimen- sionner la saignée de cassure du doigt de façon que des varia- tions de la résistance mécanique de la vis ne nuisent pas au serrage. 20 La présente invention a pour but de proposer un ensemble vis-écrou de nature à supprimer les inconvénients sus-indiqués et, secondairement, un outil de pose pour ensemble vis-écrou du genre décrit qui soit relativement simple et peu coûteux, mais agisse néanmoins de manière sûre et fiable. 25 A la fin sus-indiquée, l'ensemble vis-écrou selon la pré- sente invention est conçu selon le principe énoncé dans la partie caractéristique de la revendication 1. L'outil correspondant pour la pose de l'ensemble vis- écrou tel que défini est conçu selon le principe énoncé dans 30 la partie caractéristique de la revendication 3. On va maintenant décrire l'invention plus en détail en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 représente un ensemble vis-écrou selon 1 ' invention utilisé dans une construction en acier 35 la figure 2 est une vue en bout de l'ensemble vis-écrou représenté sur la figure 1 ; la figure 3 est une vue latérale partiellement en coupe d'une première réalisation d'outil de pose selon l'invention ; la figure 4 est une vue en bout de dessus de l'outil 3 représenté sur la figure 3 ; la figure 5 est une vue latérale partiellement en coupe axiale d'une seconde réalisation de l'outil de pose selon 1 ' invention ; 5 la figure 6 est une vue en plan'de dessus de l'outil représenté sur la figure 5 ; la figure 7 est une vue latérale-partiellement en coupe axiale d'une troisième réalisation de l'outil de pose selon l'invention ; 10 La figure 8 est une vue en plan de dessus de l'outil représenté sur la figure 7. L'ensemble vis-écrou, désigné par la référence générale 10 sur la figure 1, comporte une vis 11 à tige 12 présentant à l'une de ses extrémités une tête 13, de forme hexagonale 15 dans l'exemple choisi, et à son autre extrémité un doigt de maintien 14 offrant une prise à un manchon de maintien appro- prié La tige de vis présente un tronçon fileté 15 et son tronçon non fileté 12 A est de longueur axiale telle que la sortie de filet, c'est-à-dire la transition entre le tronçon 20 non fileté 12 A et le filetage 15, soit située juste à l'exté- rieur des deux éléments 16, 17 qui sont à réunir au moyen de l'ensemble vis-écrou La sortie de filet est indiquée en 12 B sur la figure 1. L'extrémité de vis qui forme le doigt de maintien ou de 25 prise 14 est simplement constituée par un tronçon de diamètre réduit de la tige de vis qui a été aplati à partir-de deux côtés opposés pour offrir à l'outil deux surfaces de prise 18, 19 L'extrémité de vis peut aussi présenter d'autres prises de clef, par exemple hexagonales. 30 L'écrou 20 est un écrou en acier du type assurant en auto-blocage, dans le présent cas du fait qu'un goulet 21 for- mé sur l'écrou a été repoussé radialement vers l'intérieur en trois-endroits 22, 23, 24, de sorte que le trou d'écrou est initialement légèrement triangulaire De cette manière, on 35 obtient à l'intérieur du taraudage d'une part un tronçon de blocage, à peu près situé à l'intérieur du goulet d'écrou 21, et d'autre part un tronçon se vissant librement, situé entre le tronçon de blocage et un interstice 26 Il est essentiel que le tronçon se vissant librement soit assez long pour per- 4 mettre de visser aisément l'écrou sur la vis jusqu'à ce que le doigt 18 de la vis soit accessible à l'outil de serrage. Bien entendu, l'effet de blocage peut être obtenu autrement que comme décrit ci-dessus, par conception correspondante * 5 soit de l'écrou soit de la vis L'écrou présente, de son côté faisant face aux pièces 16, 17 à assembler, un-rebord périphé- rique 25 délimitant un interstice 26 dans lequel est logée la sortie de filet Grâce à la structure qu'on vient de dé- crire, comportant un rebord périphérique 25, on évite d'avoir 10 à interposer la rondelle usuelle entre l'écrou et la pièce la plus voisine 17. La réalisation d'outil de pose représentée sur les figu- res 3 et 4 comporte une clef de blocage 30, connue en soi et qu'il est-donc inutile de décrire en détail On peut faire 15 agir la clef dans le sens de serrage ou celui de desserrage en agissant sur une manette de commande 31 La clef de blocage 30 comporte une roue dentée 32 dont la partie inférieure est -par exemple carrée et porte un manchon entraîneur 33 A tra- vers la roue dentée 32 s'étend un manchon intérieur 34, à sec- 20 tion circulaire dans le présent cas, muni à son extrémité inférieure d'un manchon 35 conçu pour entrer en prise avec le doigt de prise 14 de la vis L'extrémité supérieure du manchon intérieur dépasse au-dessus de la roue dentée 32 et est munie d'une poignée 36 Le manchon intérieur 34 est sollicité axia- 25 lement par un ressort 37 de façon que son extrémité inférieure et celle du manchon 33 soient normalement situées relativement près l'une de l'autre. Le mode d'utilisation de l'outil est le suivant : D'abord, on place l'ensemble vis-écrou dans les pièces 30 à assembler 16, 17, puis on serre manuellement l'écrou sur la vis dans toute la mesure possible De ce fait, le doigt de prise 14 fait saillie, au moins légèrement, sur la surface terminale de l'écrou Ensuite, on applique la clef sur l'en- semble vis-écrou de façon à placer simultanément l'extrémité 35 du manchon 33 sur l'écrou et l'extrémité du manchon 35 sur le doigt de prise 14 Ensuite, tandis que l'on immobilise angu- lairement la vis en tenant la poignée 36 on visse l'écrou sur la vis en faisant basculer à va-et-vient la poignée de la clef 30 le nombre de fois voulu jusqu'à ce que l'assemblage 5 boulonné soit réalisé avec application du couple préfixé. La réalisation selon les figures 5 et 6 correspond à celle décrite ci-dessus en ce qu'elle comporte une-clef de blocage 30 munie d'une roue dentée 32 qui porte un manchon 5 entraîneur 33 et à travers laquelle s'étend un manchon inté- rieur 34, mobile tant axialement qu'en rotation, muni d'une douille de prise ou de maintien 35. Dans le présent cas, l'extrémité supérieure du manchon intérieur 34 porte un bras de maintien articulé, agencé pour 10 être immobilisé angulairement par rapport au manchon intérieur au moyen d'un galet 38 pouvant pénétrer dans une fente axiale 39 ménagée dans l'extrémité supérieure du manchon intérieur. Le galet est maintenu en position de verrouillage par un cylindre de verrouillage 40 pouvant tourner sous l'effet d'une 15 manette 42, sollicitée vers la position de verrouillage par un ressort 41 Lorsqu'on fait pivoter la manette 42 dans le sens anti-horaire sur la figure 6, à l'encontre du ressort 46, un méplat du cylindre de verrouillage 40 se trouve placé en face du galet 38 qui peut s'écarter légèrement et libérer 20 ainsi le bras de maintien 43 afin qu'il pivote autour du man- chon intérieur 34 Dans son extrémité extérieure, le bras de maintien 43 présente un ou plusieurs alésages dont les axes sont parallèles à celui du manchon intérieur ; dans ces alé- sages, on peut insérer une goupille de maintien 44 à la distance sou haitée de l'axe du manchon intérieur, et l'on peut verrouiller la goupille de maintien en toute position axiale souhaitée au moyen d'une vis d'arrêt 45 qui agit radialement sur la goupille de maintien. L'assemblage de maintien comportant le bras 43, la gou- 30 pille 44 etc est pressé axialement par un ressort 46 dans le sens voulu pour que l'extrémité extérieure du manchon entraîneur 33 et la douille du manchon intérieur 34 soient axialement aussi dis- tantes que possible l'une de l'autre La sollicitation par ressort est prévue parce qu'il peut être souhaitable, lors de 35 la pose, de presser de dessous le manchon entraîneur 33 sur l'écrou, de presser ensuite la douille 35 sur le doigt de pri- se 14 de la vis, puis de presser simplement l'assemblage de maintien vers le haut : on s'en remet dans ce cas au ressort 46 pour maintenir la clef de blocage et les autres pièces en 6 position haute tandis que le manchon entraîneur 33 est engagé sur l'écrou Ensuite, il suffit de déplacer à va-et-vient la poignée de la clef de blocage pour réaliser l'assemblage bou- lonné sous application d'un couple préfixé. 5 La figure 6 montre que la poignée de la clef de blocage porte des repères M 12, M 14 et M 16, destinés à indiquer l'em- placement de préhension de la poignée en vue de l'obtention du couple préfixé voulu pour telle ou telle application Ain- si, pour la pose d'un ensemble écrou-vis de format M 12, il 10 faut placer la main plus près de l'axe du manchon entraîneur que pour la pose d'un ensemble vis-écrou de format M 14 ou M 16. On peut bien entendu réaliser ces repères sous d'autres formes, par exemple en prévoyant sur la poignée trois zones étran- glées espacées. 15 A propos de la réalisation selon les figures 5 et 6, on peut envisager de placer la cheville de maintien 44 du bras de maintien 43 contre une partie de structure fixe afin de 1 ' immobiliser pendant le serrage ou le desserrage de l'écrou. Parfois, il n'est pas possible de procéder ainsi et, dans ce 20 cas, on peut prévoir à l'extrémité du doigt de maintien un filetage à visser dans l'extrémité du bras de maintien suivant l'axe de ce dernier, de gauche à droite sur la figure 5 Dans un tel cas, il peut être éventuellement nécessaire d'épaissir d'une manière ou d'une autre l'extrémité extérieure du bras 25 de maintien 43 afin de pouvoir y ménager un alésage suffisam- ment grand. Par les détails de structure, 1 a réalisation selon les figur E 7 et 8 correspond sensiblement à celle selon les figu- res 5 et 6, et il n'est donc pas nécessaire de la décrire en 30 détail On notera seulement que pour faciliter le rapprochement avec la réalisation selon les figures 5 et 6, les divers éléments de la réalisation selon les figures 5 et 6 sont désignés par les mêmes références numériques, affectées du suffixe A On pourra adopter diverses modifications et variantes de détail 35 sans sortir pour autant du cadre de l'invention C'est ainsi que la force de serrage peut être obtenue au moyen d'outils entraîneurs hydrauliques, pneumatiques ou électriques. REVENDICATIONS 1 Ensemble vis-écrou perfectionné du genre dans lequel la vis comporte une tige de vis ( 12) présentant une tête ( 13) à une extrémité et à l'autre extrémité un doigt de prise ou 5 de maintien ( 14) offrant une prise, à un manchon de prise ou de maintien, et dans lequel la tige de vis présente un tron- çon fileté ( 15) près du doigt de prise ( 14) et un tronçon non fileté ( 12 A) près de la tête, earactérisé-en ce que la lon- gueur axiale du tronçon non fileté ( 12 A) de la tige de vis est 10 égale ou légèrement supérieure à l'épaisseur combinée des pièces ( 16, 17) à assembler, et en ce que la longueur axiale du tronçon de tige de vis fileté ( 15) est telle que, une fois l'écrou ( 20) engagé sans serrage, éventuellement avec une rondelle, un tronçon majeur au moins du doigt de prise ( 14) 15 fait saillie à l'extérieur de l'écrou ( 20) pour être à la portée du manchon de prise ou de maintien pendant que l'écrou ( 20) est en cours de serrage au moyen d'un manchon entraîneur ( 33). 2 Ensemble vis-écrou selon la revendication 1, caracté- 20 risé en ce que l'écrou ( 20) est un écrou à auto-blocage, pré- sentant un rebord périphérique ( 25) de diamètre suffisant pour définir un interstice ( 26) recevant la sortie de filet ( 12 B). 3 Outil pour la pose d'un ensemble vis-écrou du genre comportant un écrou ( 20) et une vis présentant une tête ( 13) 25 et une tige ( 12) munie, à son extrémité extérieure, d'un moyen de maintien ( 14) offrant une prise à un outil de maintien ( 35 A) au cours du serrage de l'écrou ( 20) au moyen d'un manchon en- traîneur ( 33 A), caractérisé par un moyen du type ressort ( 46) agencé pour agir axialement entre l'outil de maintien ( 35 A) 30 et le manchon entraîneur ( 33 A) de façon à solliciter l'outil de maintien ( 35 A) et le manchon entraîneur ( 33 A) axialement à l'opposé l'un de l'autreen sorte que, quand l'outil de main- tien ( 35 A) est appliqué sur le moyen de maintien ( 14), le manchon entraîneur ( 33 A) est automatiquement maintenu en 35 prise avec l'écrou.