Brevet FR2561327A1 — publié le 19850920

La présente invention se rapporte à des écrous auto- serreurs, ou écrous de blocage, dévissables, du type qui est utilisable avec des arbres et broches, pour nmaintenir par exemple des paliers de roues sur une fusée avec une poussée axiale correcte. Des écrous de blocage qui peuvent être vissés sur une broche clavetée et bloqués à une position déterminée sont connus. Parmi leurs meilleures utilisations connues, il y a l'écrou de palier de roue qui est serré de façon à obtenir un résultat donné tel qu'une légère traction, puis est bloqué en place. Les écrous classiques sont en général serrés, puis dévissés à la position suivante appropriée d'alignement avec une clavette. Mais ils ne sont pas autoser- reurs et ils dépendent de la clavette pour assurer le blocage. Sans la clavette, l'écrou peut se desserrer sous l'effet de vibrations. Si la clavette casse, l'écrou peut se desser- rer. Pour remédier aux défauts de ces écrous connus, il a été tenté de réaliser des écrous comportant des éléments de serrage qui, lorsque l'écrou a été bloqué, doivent être dégagés pour qu'il soit possible de dévisser l'écrou de l'arbre. Des écrous de ce genre sont décrits par exemple dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 3 581 609, n 3 705 524, n 3 851 690 et n' 3 942 570. Les tentatives faites pour remédier aux inconvénients des écrous clavetés ont elles-mêmes impliqué des difficultés qui ont retardé l'acceptation d'une bonne idée. L'une de ces difficultés consiste dans la nécessité d'avoir toujours un outil spécial pour desserrer ou serrer l'écrou. Les répa- rations sur place ne sont pas possibles sans cet outil, ce qui est un net inconvénient. Un écrou selon la présente invention peut être serré et desserré avec tout outil exer- çant un couple de torsion, capable de venir en prise avec lui, mais il ne peut être desserré que si un couple suffisant est appliqué sur un élément particulier de cet écrou, ce qui peut être fait avec des outils ordinaires de nombreux genres. get élément puarticulïer ne peut se desserrer, sauf sous l'action de ces efforts directs. Un autre objet de l'invention est de réaliser un écrou de blocage composite qui, bien que facile à assembler, reste ensuite un ensemble inséparable, ce qui évite le risque d'en oublier un élément ou de mal orienter des éléments séparables. L'invention a encore pour but facultatif de réaliser un écrou de blocage qu'il soit plus facile de serrer que de desserrer, ce qui améliore sa caractéristique d'auto- serrage. Un écrou de blocage selon l'invention comprend une rondelle de poussée comportant un disque à axe central, une ouverture centrale de passage d'un arbre, d'une broche ou d'un goujon (appelés de façon générale "arbre"), un tenon destiné à se loger dans une rainure axiale de cet arbre et une jupe périphérique partant de ce disque. Cette jupe com- porte un logement de clavette orienté axialement. Une bague taraudée et une bague de blocage sont logées dans la jupe. Cette bague de blocage est disposée entre le disque et une partie de la bague taraudée, et un ressort de poussée est disposé entre ladite bague de blocage et ce disque et repous- se cette bague vers la bague taraudée. Celle-ci présente un taraudage destiné à venir en prise avec l'arbre. La bague de blocage comporte un ergot qui coulisse dans le logement de clavette, si bien qu'elle ne peut tourner par rapport à la rondelle de poussée, mais peut se déplacer axialement contre la poussée du ressort. La bague taraudée et la bague de blocage portent des dents complémentaires qui se font face. Elles viennent en prise entre elles, sauf si la bague de blocage est écartée axialement de la bague taraudée, contre l'action du ressort. La bague taraudée comporte un élément destiné A venir en prise avec un outil, tel qu'une encoche dans laquelle un doigt peut être inséré pour faire tourner cette bague et aussi pour déplacer (déblo- quer) si désiré la bague de blocage. L'invention sera décrite de manière plus détaillée en regard des dessins annexes, titre d'exemple nullement limitatif, sur lesquels la figure 1 est une élévation latérale, avec coupe et arrachement partiels, de l'écrou autoserreur monté sur un arbre, mais non serré; la figure 2 représente l'écrou de la figure i en cours de serrage; la figure 3 représente l'écrou complètement bloqué; la figure 4 est une coupe par la ligne 4-4 de la figure 1; la figure 5 est une coupe par la ligne 5-5 de la figure 1; la figure 6 est une coupe par la ligne 6-6 de la figure 3; la figure 7 est une vue de détail dans le sens des flèches 7-7 de la figure 5; et la figure 8 est une vue de détail des dents de la bague taraudée et de la bague de blocage. Le terme "arbre" utilisé dans la description désigne tout corps allongé et fileté tel qu'un goujon, un arbre ou une broche. Les figures représentent une fusée il1 d'essieu, qui est la meilleure utilisation actuellement connue de l'invention et qui est incluse dans le terme général "arbre". L'arbre présente un filetage 15 sur lequel l'écrou de blocage est destiné à être vissé et bloqué. Cet écrou 10 de blocage a un axe coaxial à l'axe 12 de la fusée ou arbre ll et comporte une rondelle 20 de pous- sée. Cette rondelle comporte une partie 21 centrale en forme de disque, qui est plane et présente une face 22 destinée à porter contre une bague 14 et une face intérieure 23 qui réagit avec une autre partie de l'écrou, comme on le verra plus loin. Le disque comporte une ouverture centrale 24, dans laquelle l'arbre ll est destiné à passer. Un tenon 25, faisant corps avec le disque, fait saillie de cette ouverture de façon à pénétrer dans le logement 13 de clavette de l'arbre ll en empêchant la rondelle 20 de tourner par rapport à ce dernier..Une jupe 26 périphérique, qui fait corps avec le disque, s'en écarte vers le haut et axialement. Trois logements 27 de clavette ou ergot, orientés axialement, sont formés dans la jupe 26, ce façonnage étant permis par une série de fentes 28 qui facilitent la fabrication de la ron- delle par estampage d'un flan métallique d'une seule pièce, Les fentes forment des languettes 29 dans lesquelles les logements de clavette sont formés. Ces languettes sont pratiques pour assembler l'écrou, car elles peuvent s'écarter élastiquement pour passer sur des ergots d'une bague de blo- cage qui va être décrite plus loin, ce qui fait de l'écrou un ensemble solidaire. Une bague taraudée 30 montée à l'intérieur de la jupe comporte un collet central 31 orienté axialement et délimi- tant une ouverture centrale portant un taraudage 32 destiné à se visser sur le filetage 15 de l'arbre 11. Cette bague 30 se prolonge jusqu'à ulfe face de portée 33, qui s'applique contre la face intérieure 23 de la rondelle 20 de poussée, de façon à lui transmettre une poussée. La bague taraudée présente aussi à une extrémité un épaulement saillant 34 qui com- porte des dents 35 sur son flanc tournê vers la partie 21 en forme de dis- que, et vient au contact du disque 21 quand l'écrou 10 de blocage est serré. Des encoches 36 sont découpées dans l'épaulement 34 et laissent apparaître une partie du mécanisme qui va être décrit. Ce sont des encoches de prise pour un outil pouvant pénétrer par l'autre extrémité de la bague et exerçant un couple de torsion. Ces encoches 36 comportent des flancs 37 et 38 destinés à recevoir le couple exercé par cet outil, de façon à faire tourner la bague taraudée. Une bague 40 de blocage est disposée entre la bague taraudée 30 et le disque 21, ou plus précisément entre l'épaulement 34 saillant et ce disque 21. Cette bague 40 de blocage comporte une ouverture intérieure 41 qui est plus petite que la partie extérieure du collet 31. Elle comporte des dents 42, qui font face aux dents 35 de l'épaulement 34 et en sont complémentaires. La bague 40 de blocage présen- te encore trois ergots 43 qui pénètrent dans les logements 27 respectifs de la jupe 26 en empêchant pratiquement cette bague de tourner, mais en lui pemettant un fort déplacement axial. Un ressort 45 de poussée, qui est de préférence un ressort circulaire ondulé, est disposé autour du collet 31 et porte entre le disque 21 et la bague 40 de blocagee en repoussant celle-cl contre l'épaulement 34 de la bague tarau- dée 30. La forme des dents 35 et 42 est une caractéristique importante de l'invention. Dans toutes les formes de réalisa- tion, ces dents ont des flancs 46 et 47 inclinés en sens inverses, qui se rejoignent à un sommet. Ce sommet peut être aplati, pointu ou légèrement arrondi, en fonction de la natu- re de la matière de constitution, de Façon que les flancs ne soient pas des surfaces de verrouillage et offrent la résistance voulue au saut des dents. C'est-à-dire qu'ils ne sont pas compris dans l'angle de coincement de la matière, mais sont inclinés de façon à permettre aux dents de sauter, mais avec une résistance encore suffisante. Cela signifie que, lorsqu'un couple suffisant est appliqué sur la bague taraudée 30. les flancs 46 et 47 glissent les uns sur les autres et, puisque cette bague 30 est en prise avec un file- tage, elle est déplacée contre la poussée élastique et permet à la bague 40 de blocage de s écarter en sautant de cette bague taraudée 30, même sans que l'outil applique un effort axial. Cela permet de monter ou retirer l'écrou 10 de blocage avec ou sans outil spécial. Mais il est mieux en pratique d'utiliser un outil, notamment en atelier ou à la fabrica- tion. Un outil 50 de ce genre est représenté sur les figures et 2. Il est avantageusement tubulaire et comporte quatre doigts pointus 51, qui sont destinés à être insérés dans les encoches 36. La largeur de ces encoches 36 et celle de ces doigts 51 sont déterminées de manière que ces derniers puissent recouvrir au moins plusieurs dents de façon que, dans toute position angulaire, le doigt respectif s'applique toujours contre au moins une dent. Par conséquent, lorsque l'outil 50 est utilisé, son épaulement 52 est appliqué contre l'écrou 10 et ses doigts 51 le sont contre les sommets de dents 42 de la bague 40 de blocage, de façon à la déplacer, 1327 et la bague taraudée 30 peut être mise en place et retirée sans qu'il y ait besoin de faire sauter les dents les unes sur les autres. Ces dents se dégagent simplement les unes des autres sous l'effet de la poussée appliquée par l'outil 50. Bien que les dents puissent être symétriques, leurs deux flancs faisant le même angle avec une droite de référen- ce parallèle à l'axe, on peut obtenir des avantages impor- tants si ces angles sont différents. La figure 8 représente une forme de réalisation avantageuse. Les flancs de serrage ou torsion 62, 63 des dents des bagues 30 et 40, respective- ment, font un angle 61 avec une tangente 64 à une génératrice 65. Des flancs de desserrage 70, 71 sont formés sur les dents de ces bagues 30 et 40, respectivement. Ils font un angle 60 entre une telle tangente 64 et la génératrice 65. Ils sont représentés dans le cas d'un écrou de filetage à droite, dont le sens de serrage est indiqué par la flèche 75. L'angle est plus grand que l'angle 61. Ces angles sont par exemple égaux à 45e et 30", respectivement. S'il faut faire reculer la bague taraudée 30, l'angle de saut des flancs 70 et 71 est plus raide et cela rend le desserrage plus difficile que le serrage, parce que l'angle de saut est plus faible pour le serrage réalisé par appli- cation d'un effort de torsion. Il apparaît que le fonctionnement de l'écrou est évi- dent d'après la description ci-dessus. Comme le représente notamment la figure 1, cet écrou 10 est monté sur l'arbre ll et est vissé avec ou sans utilisation de l'outil 50. Quand on effectue le serrage final de l'écrou 10., l'outil 50 est repoussé contre lui ainsi que le représente la figure 2. de façon à déplacer la bague 40 de blocage et à permettre d'effectuer le blocage sans avoir a faire sauter les dents. Cette bague 40 de blocage vient s'appliquer contre la partie 21 en forme de disque, de manière à transmettre à celle-ci la poussée axiale créée par l'interaction des filets 35, 42. Puis l'outil 50 est retiré, comme le représente la figure 3, et la bague taraudée 30 revient d'elle-même en arrière. en sautant s'il le faut, au contact intime complémentaire représenté sur la figure 3. Quand l'écrou de blocage est serré, une extrémité de l'épaulement 34 vient en contact de la partie 21, en forme de disque, de la rondelle 20. Les opérations inverses peuvent être exactement inverses des précédentes et peuvent être exécutées simplement par application d'un outil exerçant un couple de torsion (qui n'a pas besoin de déplacer la bague taraudée), et simple dévissage de l'écrou, écartant les bagues en faisant sauter leurs dents en raison de la forme de ces dents. Les flancs des dents seront ordinairement plans, mais n'ont pas besoin de l'être. Ils peuvent au contraire être ondulés. Si l'écrou a un taraudage à gauche, l'orientation des flancs de serrage 62, 63 et de dévissage 70, 71 est inversée. Il va de soi qu'il est possible, sans s'écarter du domaine de l'invention, d'apporter diverses modifications à l'écrou autoserreur dévissable représenté et décrit'. B REVENDICATIONS 1. Ecrou (10) de blocage destiné à être vissé et retenu automatiquement sur un arbre (11) comportant un logement (13) de clavette. cet écrou comportant un axe central,et étant caractérisé en ce qu'il comprend: une rondelle (20) de poussée présentant une partie (21) en forme de disque, lequel est percé d'une ouverture centrale (24) destinée au passage de l'arbre (11), un tenon (25) faisant saillie dans cette ouverture (24) de façon à i1 pénétrer dans le logement (13) de clavette, et une jupe péri- phérique (26), qui part axialement du disque (21) et dans laquelle est formé au moins un logement (27) d'ergot orienté axialement; une bague taraudée (30) ayant une ouverture centrale bordée par une paroi intérieure qui porte un taraudage (32), des dents (35) à une extrémité de cette bague et des éléments (36) de mise en prise avec un outil (50) exerçant un couple de torsion, dans lesquels cet outil peut pénétrer par l'autre côté de la bague; unebague (40) de blocage ayant une ouverture centrale (41), comportant d'un côté des dents (42) qui sont complé- mentaires des dents (35) de la bague taraudée et au moins un ergot de retenue (43) disposé et conformé de façon à pénétrer dans un logement (27) correspondant, ménagé dans la jupe (26) pour empêcher cette bague (40) de blocage de tourner, mais lui permettre de se déplacer axialement dans cette jupe (26); et un organe (45) de poussée élastique. qui repousse la- bague (40) de blocage contre la bague taraudée (30) de façon à mettre leurs dents (42,35) en prise, ces dents étant pro- portionnées et disposées de manière à écarter les deux bagues (3U,,UI) l'une de l'autre]lorsqu'un couple de torsion suffi- sant est appliqué. 2 Ecrou de blocage selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la bague taraudée (30) comprend un collet central (31) portant le taraudage (32), en ce que les dents (35) de la bague taraudée (30) sont portées par un épaulement (34) faisant saillie de cette bague (30), et en ce qu'une extrémité de l'épaulement (34) vient au contact de la partie (21) en forme de disque quand l'écrou (10) de blocage est serré. 3. Ecrou de blocage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément de mise en prise avec l'outil (50) exerçant un couple de torsion est une encoche (36) de l'épaulement (34) de la bague taraudée (30). 4. Ecrou de blocage selon la revendication 3, caracté- risé en ce que l'encoche (36) permet d'accéder à plusieurs dents (42) de la bague de blocage (40). 5. Ecrou de blocage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est destiné à servir avec un outil comportant des doigts (51) capables de pénétrer dans l'encoche (36) et de venir en contact avec le sommet des dents (42) de la bague de blocage (40), de façon à dépla- cer cette dernière et à la dégager de la bague taraudée (30). 6. Ecrou de blocage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les flancs (46, 47) des dents (35.42) sont symétriques. 7. EcrouL de blocage selon la revendication 1. caracté- risé en ce que les dents (35.42) sont complémentaires, mais asymétriques. 8. Ecrou de blocage selon l'une quelconque des revendi- cations 1, 2 et 5, caractérisé en ce que les dents (35, 42) sont complémentaires, mais asymétriques, l'angle (61) que font avec une tangente (64) les flancs (62,63) qui trans- mettent à l'écrou le couple de serrage étant plus faible que l'angle (60) que font avec cette tangente les flancs (70,71) qui transmettent le couple de desserrage. 9. Ecrou de blocage selon la revendication 1 ou selon les revendications 2 et 8 prises ensemble, caractérisé en ce que l'élément de poussée est un ressort circulaire ondulé (l45).