Brevet FR2549914A1 — publié le 19850201

La présente invention se rapporte à un écrou fileté extérieurement pour régler la tension d'un ressort hélicoldal et plus particulièrement à un écrou qui peut être formé à partir d'une bande plate d'un matériauo La fabrication des ressorts est une science bien établie Cependant, du fait d'une multitude de variables, telles que la résistance à la traction de la matière à ressort, les tolérances de diamètre du fil, etc, les tolérances commerciales en ce qui concerne les charges de ressort sont, en général, relativement importantes, par exemple, de l'ordre de + 10 % Les tolérances du ressort, auxquelles s'ajoutent les tolérences des éléments qui sont fixés au ressort, rendent parfois souhaitable que l'on puisse disposer de moyens de réglages appropriés quelconques pour 15 compenser ces variables Des moyens de réglage sont également souhaitables pour permettre d'utiliser un ressort particulier dans une application particulière avec des charges différentes ou pour permettre de modifier la constante de ressort Il est déjà connu d'utiliser dés écrous filetés extérieurement pour régler la tension d'un ressort hélicoidal. On visse l'écrou dans une extrémité du ressort de sorte que la force du ressort est déterminée par la distance entre l'écrou et l'autre extrémité du ressort Cependant, des écrous filetés extérieurement dans lesquels les filetages sont formés par des machines à fileter peuvent être relativement onéreux pour certaines applications. Les bayons de coffre d'automobile ont été équipés de ressorts pneumatiques pour produire une-forcè de soulèvement qui aide à ouvrir le hayon de coffre Les ressorts pneumatiques, n'ont pas été entièrement satisfaisants et l'emploi d'un svstème à ressort hlicoidal a été envisagé par au moins un constructeur d'automobiles Un ressort est utilisé du fait des variations de poids entre différents hayons de coffre 35 et la tension du ressort doit être réglable sans que ceci accroisse notablement le co t du système à ressort. L'invention fournit un écrou de réglage interne pour un ressort hélicoïdal qui peut être fabriqué économiquement et avec précision à partir d'une bande plate d'un matériau S à l'aide d'opération d'estampage et de formage simples On découpe la bande pour former un disque ayant un rebord approximativement circulaire avec au moins une encoche dans la périphérie du rebord On met sous une forme hélicoidale pour former une partie d'une spire d'un filetage qui s'étend 10 autour de la périphérie du rebord, d'un côté de l'encoche à l'autre côté de l'encoche Si désiré, on peut ektruder le centre du disque et le tarauder pour qu'il puisse recevoir une tige filetée ou un boulon On visse l'écrou dans un ressort hélicoidal en insérant le rebord hélicoïdal de 15 l'écrou entre les première et seconde spires du ressort et en faisant tourner l'écrou par rapport au ressort d'encore au moins un tour. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donné à titre 20 d'exemple, en regard des dessins annexés sur lesquels: la Fig 1 est une vue en plan de dessus d'un écrou interne fabriqué selon la présente invention; la Fig 2 est une vue en élévation latérale de l'écrou, prise suivant la ligne 2-2 de la Fig 1; la Fig 3 est une vue en coupe, prise suivant la ligne 3-3 de la Fig 1; la Fig 4 est une illustration, avec arrachement partiel de l'écrou vissé dans un ressort hélicoidal; la Fig 5 est une vue semblable à celle de la Fig 4, 30 montrant l'écrou sous tension; la d'une la d'une 35 la celle Fig 6 est une vue partielle, à plus grande échelle partie de la Fig 4; Fig 7 est une vue partielle, à plus grande échelle, partie de la Fig 5; Fig 8 est une vue en coupe de l'écrou semblable à de la Fig 3, représentant l'organe d'arrêt susceptible de venir en appui contre l'extrémité du ressort; la Fig 9 est une vue en plan de dessus montrant les opérations d'estompage et de formage effectuées sur une bande d'un matériau pour former un écrou; et la Fig 10 est une vue en élévation latérale de la bande montrant des opérations sélectives. Sur les Figs 1 à 3 auxquelles on se référera, on a représenté un écrou interne 15 qui comporte une partie centrale 16 en forme de disque approximativement plate et un rebord 10 circulaire 17 Le rebord 17 comporte une paire d'encoche 18 et 19 diamétralement opposées qui y ont été formées et le rebord est déformé hors du plan de la partie centrale en forme de disque pour former une partie d'une spire d'une hélice ou filet de vis La partie la plus basse 20 du filet 15 de vfs est située sur le côté droit de l' encoche 18 en considérant les Figs I et 2, et le rebord s'étend en hélice vers le haut jusqu'à la partie la plus haute 21 située du côté gauche de l'encoche 18 L'encoche 19 interrompt l'hélice de l'autre côté de l'écrou Le sommet du filet est égal et uniforme autour de la circonférence de l'écrou sauf -aux endroits o il est interrompu pat les encoches Les surfaces supérieure-:et inférieure du rebord 17 sont biseautées ou matricées pour fournir un bord 22 relativement vif. le centre de -la partie 16 en forme de disque est percé et 25 extrudé pour former une'ouverture centrale 23 etun cylindre 24 qui s'étend approximativement perpendiculairement au plan du disque Le cylindre extrudé est taraudé pour former un filetage interne 25. Une patte d'arrêt 27-s'étend dans une direction approxi30 mativement perpendiculaire à partir de la partie 16 en forme de disque à l'intérieur de l'encoche 18 La patte d'arrêt comporte une première partie 28 qui s'étend perpendiculairement à la partie en forme de disque et parallèlement à l'axe du cylindre extrudé 24 et une partie d'extrémité 29 35 qui fait saillie vers l'extérieur en éloignement de l'axe du cylindre extrudé La Fig 4 représente l'écrou interne 25 vissé dans un ressort hélicoïdal 31 On peut facilement introduire le bord vif 22 du rebord en hélice de l'écrou entre l'extrémité de la première spire ou premier tour du ressort et la spire suivante et on peut ensuite visser l'écrou dans le ressort en faisant tourner l'écrou par rapport au ressort Le rebord hélicoïdal de l'écrou a le même pas que l'hélice du ressort hélicoïdal avant que le ressort soit tendu. Dans le mode de réalisation représenté, le bord matricé 22 du rebord hélicoidal est formé par deux parties creuses arrondies 32 et 33 (Fig 3) formées sur les surfaces supérieure et inférieure du rebord Les rayons des parties arrondies 32 et 33 sont approximativement égaux au rayon du fil de ressort hélicoïdal 31 Les parties arrondies facilitent l'insertion de l'écrou dans le ressort, accroissent la sur15 face d'appui entre l'écrou et le ressort et le frottement entre eux et accroissent la force de retenue de l'écrou contre le ressort lorsqu'une force de traction est exercée sur l'écrou. L'écrou doit être vissé dans le ressort hélicoidal de façon qu'au moins deux spires'du ressort soient situées au-dessous de l'écrou, comme représenté sur la Fig 4 Lorsqu'une force de traction est exercée sur l'écrou, comme représenté sur la Fig 5, la première spire du ressort supporte 25 la seconde spire qui est en contact avec le-dessous de l'écrou. L'extrémité en saillie 29 de la patte d'arrêt 27 est conçue pour venir en butée contre l'extrémité 34 du ressort (Fig 8) et sert de moyen de positionnement lorsque l'écrou 30 a été introduit sur la distance désirée La patte d'arrêt peut être omise s'il-n'est -pas nécessaire d'introduire l'écrou jusqu'à une certaine position. Comme représenté sur la Fig 4 à laquelle on continuera de se référer, une barre ou boulon de traction fileté 35 35 est vissé dans l'ouverture centrale filetée de l'écrou Une extrémité du ressort hélicoidal est attachée à un organe 36 par un crochet 37 formé à l'extrémité du ressort et la barre de traction est fixée à un autre organe 38 Les organes 36 et 38 peuvent être deux pièces quelconques sur lesquelles on désire exercer une force de ressort soit lorsque les pièces sont stationnaires soit lorsque les pièces sont séparées Une utilisation spécifique de l'écrou interne 15 a été dans un ensemble à ressort servant à soulever un hayon de coffre d'automobile L'organe 38 auquel la barre de traction était fixée, était une partie fixe de la caisse du coffre et l'organe 36 auquel l'extrémité 37 en forme de crochet du ressort était attachée, était le mécanisme de contrepoids du hayon du coffre Le ressort était sous tension lorsque le hayon du coffre était fermé et, lorsque le hayon du coffre était déverrouillé, la force du ressort agissant sur le mécanisme de contrepoids aidait au soulèvement du hayon. 15 D Qn peut tendre le ressort à partir de sa position de la Fig 4 simplement en faisant tourner le boulon jusqu'à ce que le ressort soit tendu de la manière désirée, comme représenté sur la Fig 5 La force de frottement entre l'écrou et les spires empêche la rotation de l'écrou lorsque le 20 boulon tourne et la poursuite de la rotation de l'écrou dans le sens des aiguilles d'une montre est empêchée par la patte d'arrêt 27 Suivant une variante, on peut tendre le ressort en tirant sur la barre de traction 35 jusqu'à ce qu'elle puisse être attachée à la pièce 38, par exemple, en intro25 duisant l'extrémité de tête de la barre de traction dans une fente formée dans la pièce 38 ou en équipant la barre de traction d'une extrémité en forme de crochet. On peut également régler la tension du ressort en vissant l'écrou dans le ressort afin de réduire la longueur utile du ressort Seules les spires du ressort situées entre l'écrou et l'extrémité 37 en forme de crochet du ressort sont tendues lorsqu'une force de traction est exercée sur le ressort La patte d'arrêt 27 peut être omise si on désire visser l'écrou plus avant dans le ressort Après un réglage initial 35 de l'écrou et de la barre de traction par rapport au ressort, on peut effectuer un nouveau réglage soit de l'écrou soit 6 2549914 soit de la barre de traction,après une certaine période d'utilisation, afin de compenser l'usure, la fatigue etc de l'ensemble. Le sommet du filet de l'écrou est égal et uniforme autour de la totalité de la circonférence de l'écrou à l'exception des encoches 18 et 19 L'écrou est, de ce fait, maintenu dans une position stable par rapport au ressort et l'axe de l'ouverture filetée 23 de l'écrou est maintenu en alignement avec l'axe du ressort lorsque l'écrou est vissé dans le ressort et lorsque le ressort est mis sous tension La barre de traction 35 est, de ce fait, également maintenue en alignement avec l'axe du ressort L'alignement de l'écrou et de la barre de traction avec l'axe du ressort minimise les contraintes exercées sur l'écrou et sur la barre de 15 traction. L'encoche 18 est nécessaire pour l'hélice du filet de l'écrou de façon que le début et la fin du filet puissent être séparés suivant l'axe de l'hélice L'encoche 19 est formé essentiellement en tant que partie de l'opération de formage de l'écrou comme on le décrira ci-après, et l'encoche 19 peut être omise, si désiré, de sorte que dans ce cas le rebord hélicoidal de l'écrou s'étend de manière continue d'un côté de l'encoche 18 jusqu'à l'autre côté de l'encoche 18. Le mode de réalisation préféré de l'écrou est muni de la partie cylindrique extrudée 24 afin de former la partie centrale filetée Cependant d'autres moyens peuvent être prévus pour fixer l'écrou à l'organe tendeur Par exemple on peut former un simple trou percé dans l'écrou pour rece30 voir un écrou rivé ou une barre de traction à tête formée à froid. On peut fabriquer l'écrou au moyen de divers procédés différents, tels qu'un procédé d'estampage, de façonnage à froid, de coulée en matrice, de façonnage de métal en poudre 35 etc selon la charge ou la tension requise On peut également mouler l'écrou dans une matière plastique si la 2549914 '7 charge n'est pas trop grande. Le procédé préféré pour fabriquer l'écrou consiste à l'estamper et à le former dans une bande plate d'un matériau Nous référant aux Figs 9 et 10, on fait avancer une bande plate 40 de métal dans la direction de la flèche A à travers une série de stations d'estampage et de formage prévues dans une machine classique à estamper le métal qui est munie de matrices appropriées A la première station, la bande est percée pour former un trou 42 A la seconde station 10 le trou est matricé comme indiqué par la référence 43 A la troisième station, la bande est extrudée autour de l'ouverture pour former la partie cylindrique extrudée 24 Selon l'épaisseur et la profondeur de la partie extrudée, plusieurs stations peuvent être nécessaires pour cette opération. 15 A la station suivante, une partie de la bande est découpée ou estampée pour former un bord semicirculaire 45 qui' se termine à deux encoches 46 et 47 A la station suivante une autre partie de la bande est découpée ou estampée pour former un bord semicirculaire 48 qui se termine à deux 20 encoches 49 et 50 Les bords semicirculaires 45 et 48 entourent la partie centrale 16 en forme de disque et le disque est porté par deux bandes de liaison 51 et 52 qui sont attachées au reste de la bande 40. A la station désignée "Matricer la périphérie" sur la Fig 10, les bords semicirculaires 45 et 48 sont matrices pour former les parties creuses arrondies 32 et 33 et les bords extérieurs sont ébarbés à la station suivante. Dans la station désignée "Former le pas" sur la 'Fig 10, le bord du disque est mis sous une forme h&licoidale pour 30 former le filet de vis. A la station suivante, la bande de liaison 51 est découpée ou sectionnée de la bande support 40 pour former la patte d'arrêt 27 Ensuite, l'extrémité en saillie 29 de la patte d'arrêt est formée à la station désignée "Préformer" 35 puis la patte d'arrêt est formée de façon à s'étendre perpendiculairement au plan du disque Enfin, la bande de liai- 8 2549914 son 52 est découpée du disque pour séparer la pièce de la bande support et former l'écrou achevé 15. Les bandes de liaison 51 et 52 maintiennent la disposition à l'équerre et la perpendicularité de la pièce pendant les opérations de matriçage et de formage. Dans un mode de réalisation spécifique de l'écrou, le diamètre extérieur de l'écrou a été de 29,2 mm, la longueur des encoches 18 et 19 a été de 12,5 mm et le pas du filetage hélicoidal a été de 5,74 L'écrou a été formé dans de l'acier 10 de 2,25 à 2,60 mm d'épaisseur et chacune des parties arrondies avait un rayon de 2,6 mm. Bien qu'on ait décrit dans la description qui précède un mode de réalisation spécifique, à des fins d'illustration, il est bien entendu que les spécialistes de la technique 15 peuvent modifier un grand nombre des détails donnés ici sans sortir du cadre ni s'écarter de l'esprit de l'invention. REVENDICATION S I Un écrou ( 15) pour régler la tension d'un ressort ( 31), caractérisé en ce au'il comprend une partie centrale ( 16) en forme de disque ayant une encoche ( 18) formée dans sa périphérie et un re5 bord ( 17) s'étendant en une hélice qui s'tend d'un côté ( 20) de l'encoche à l'autre côté ( 21) de l'encoche pour former une partie d'une spire d'un filet de vis de sorte que l'écrou ( 15) peut 9 tre vissé dans l'intérieur d'un ressort ( 31) eélicoldal. l O 2 Ecroc selon la revendication 1, caractérisé en ce aue la partie centrale ( 16) est munie d'une seconde encoche ( 19) diamétralement opposée à la première encoche ( 18) la seconde encoche ( 19) interrompant le rebord ( 17) s'étendant en héliceo 3 Ecrou selon la revendication 1 caractérisé en ca qu'il comporte un organe d'arrgt ( 27) qui s'étend à partir de la partie centrale ( 16) au niveau de l'encoche ( 18) l'organe 'd'arrêt comportant une première partie ( 28) qui s'étend approximativement 20 parallèlement à l'axe de la partie centrale et une partie d'extrémité ( 29) qui s'étend vers l'extérieur en éloignement de l'axe de la partie centrale. 4 Ecrou selon la revendication 1, caraco térisé en ce que la partie centrale ( 16) comporte une 25 ouverture centrale ( 23). Ecrou selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture centrale ( 23) comporte un filet de vis ( 25). 6 Ecrou selon la revendication 1, carac30 térisé en ce que le rebord ( 17) se termine par un bord biseauté ( 22) qui est agencé pour pouvoir être intro- duit entre les spires adjacentes d'un ressort hélicoîdal ( 31). 7 Ecrou selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bord biseauté ( 22) est muni de Dar5 ties arrondies en creux supérieure et inférieure ( 32, 33) qui peuvent venir en appui contre des spires adjacentes du ressort hélicoïdal ( 31). 8 Un ensemble caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison: un ressort hélicoïdal ( 31) 10 et un écrou réglable ( 15) positionné à l'intérieur du ressort hélicoïdal pour régler la tension du ressort, l'écrou ayant une partie centrale ( 16) en forme de disque dans laquelle est formée une ouverture cantrale ( 23) alignée avec l'axe du ressort, la partie centrale 15 comportant une encoche ( 18) formée dans sa périphérie et un rebord ( 17) s'étendant en une hélice qui s'étend d'un côté ( 20) de l'encoche à l'autre côté ( 21) de l'encoche pour former une partie d'une spire d'un filet de vis, le rebord hélicoïdal ( 17) ayant approxinrative20 ment le même pas que les spires du ressort hélicoïdal ( 31) et étant positionné entre les spires adjacentes du ressort hélicoïdal ( 31) de sorte que la position de l'écrou ( 15) à l'intérieur du 'resgort ( 31) peut être ajustée par rotation de l'écrou par rapport au ressort. 25 9 Un ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie centrale ( 16) de l'écrou ( 15) est munie d'une seconde encoche ( 19) diamétralement opposée à la première encoche ( 18), la seconde encoche interrompant le rebord ( 17 s'étendant héli30 co Mdalement. Un ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce cue l'écrou ( 15) comprend un organe d'arrêt ( 27) s'étendant à partir de la partie centrale ( 16) au niveau de l'encoche ( 18), l'organe d'arrêt comprenant une première partie ( 28) qui s'étend appro- ximativement parallèlement à l'axe du ressort ( 31) et une partie d'extrémité ( 29) qui s'étend vers l'extérieur en éloignement de l'axe du ressort et vient en appui contre une extrémité ( 34) du ressort. 11 Un ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie centrale ( 16) est munie d'une ouverture centrale ( 23, 24) intérieurement filetée et une barre de traction ( 35) est vissée dans l'ouverture centrale pour fixer l'écrou ( 15) à-un autre 10 organe ( 38). 12 Un ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce crue le rebord hélicoldal ( 17) de ltcrou ( 15) est muni de parties arrondies en creux supérieure et inférieure ( 32, 33) qui ont un rayon 15 approximativement égal au rayon du fil du ressort hélicoïdal ( 31), les parties arrondies venant en appui contre des spires adjacentes du ressorto 13 Un procédé pour fabriquer un écrou ( 15) extérieurement fileté à partir d'une bande plate ( 40) 20 d'un matériau, caractérisé en ce qu'il consiste à décou Der par estampage des parties de bande pour former un disque ( 16) ayant un rebord ( 17) approximativement circulaire qui comporte au moins une encoche ( 18) et à mettre en forme le rebord du disque pour former une partie d'une spire d'un filet de vis quai s'étend autour de la périphérie du disque d'un côté ( 20) de l'encoche à l'autre côté ( 21) de l'encoche. 14 Procédé selon la revendication 13, carnctérisé en ce qu'il comporte l'étape qui consiste à extruder une ouverture centrale ( 23, 24) dans le disque ( 16). Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape qui consiste à tarauder l'ouverture centrale ( 23, 24) pour y former 35 un filet de v Js interne ( 25). 16 Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la bande ( 14) est avancée à travers une série de stations d'estampage et de formaqe qui effectuent lesdites opérations d'estampaqe et de formage, le disque ( 16) étant relié au reste de la bande par des parties de liaison ( 51, 52) et à mctionner les parties de liaison pour séparer l'écrou de la bande. 17 Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce rue l'une ( 51) des parties de liaison 10 s'étend à partir de ladite encoche ( 13) jusqu'au reste de la bande et en ce qu'il comrorte l'étape qui consiste à sectionner ladite partie ( 51) de liaison du reste de la bande avant que l'autre partie ( 52) de liaison soit sectionnée et à mettre en forme ladite partie ( 51) 15 de liaison pour former un organe d'arrêt ( 57) gi s'étend dans l'ensemble perpendiculairement au disque ( 16).