Brevet FR2609761A1 — publié le 19880722

GOUPILLE AUTOBLOQUANTE La présente invention se rapporte aux goupilles autobloquantes utilisées pour assembler ou maintenir ensemble des pièces mécaniques, par exemple, pour unir les deux éléments d'une charnière ou pour bloquer en position un écrou sur un boulon. Lorsque l'on souhaite s'assurer du maintien en place d'une telle goupille, tout en gardant la possibilité de l'extraire à nouveau, alors que celle-ci disparaît complètement à l'intérieur des pièces à assembler, il faut prévoir un système de fixation localisé sur sa longueur, par opposition au système connu placé aux extrémités, et dont l'effet de blocage puisse être annulé ou surmonté. Un premier type de goupille, le plus fréquemment utilisé dans ces cas, est constitué d'une feuille de métal roulée sur elle même ou d'un cylindre de métal fendu sur sa longueur ayant ainsi un effet de ressort radial. Un deuxième type de goupille, plus solide, comprend une rainure transversale circulaire dans lequel est monté soit un ressort d'acier en forme de C, soit un anneau de caoutchouc, dont le diamètre excède légèrement celui de la goupille. Un système plus sophistiqué, présenté dans l'exposé SU 804 885, consiste en un ressort métallique, aussi en forme de C, disposé au milieu d'une petite fente traversant longitudinalement la goupille. Malheureusement, ces modes de fixation élastique ne sont réalisables que sur des goupilles de diamètre au moins supérieur à 3 mm, donc ayant peu d'application en micromécanique. On rencontre, dans ce dernier domaine, deux méthodes assez proches de fixation de goupille, l'une comprend un décolletage sur la goupille d'un tenon circulaire s'emboîtant dans une mortaise pratiqué à l'intérieur de la pièce à assembler : l'autre est le sertissage, c'est-à-dire qu'une fois la goupille montée, on pince l'ensemble avec un outil pour créer une légère déformation locale sur les deux pièces à la fois. Pour autant que ces modes de fixation soient solides, leur démontage en est quasiment impossible. Par analogie au blocage de micro-vis réalisé à l'aide d'un fil de nylon monté dans une rainure creusée au travers du filet, on a essayé d'insérer un fil identique lors de l'introduction de la goupille dans la pièce mécanique. Mais ces deux éléments n'étant pas fixés l'un à l'autre, le fil dérapait aux premiers efforts de compression. La présente invention a pour but une goupille autobloquante, pouvant autre réalisée en de petites dimensions, de l'ordre du millimètre ou moins, utilisable en micromécanique. De plus, le maintien en position doit être efficace tout en respectant la possibilité de multiples montages et démontages. En d'autres termes, la force nécessaire et suffisante pour dégager la goupille doit pouvoir Autre préétablie lors de sa conception et de sa fabrication en fonction des éxigences de l'usage à venir. Le freinage doit avoir aussi bien un effet dans le sens longitudinal qu'en rotation. Enfin, une telle goupille doit rester de conception simple pour pouvoir être réalisée à un coût raisonnable, et ne pas nécessiter d'outil spécial pour son utilisation. Ces buts sont atteints, selon l'invention, grâce à une goupille dont la fixation comprend un matériau élastique et déformable encastré dans une ou plusieurs entailles. De plus, au moins chaque extrémité de ces entailles s'ouvrent à angle vif sur une ou plusieurs encoches latérales. Avantageusement, le matériau élastique et déformable est un fil ou un dépôt de nylon, de téflon, de plastique ou de caoutchouc, pouvant être aisément remplacer. Selon les besoins, la ou les entailles sont des rainures droites longitudinales réparties d'un seul côté ou de part-et d'autre de la goupille : ou des rainures hélicoidales. Suivant une autre caractéristique, une encoche latérale fait un angle compris entre 300 et 1500 avec l'entaille, notamment 90 . il peut être utile de disposer ces encoches par paires, de façon symétrique par rapport à l'entaille. En particulier, chaque encoche traverse la rainure à angle droit. L'invention est décrite ci-après de facon plus détaillée à l'aide d'exemples d'exécution, sans caractère limitatif, illustrés au dessin annexe, dans lequel - la figure 1 est une vue aggrandie en perspective de la partie de la goupille comprenant une extrémité de la rainure, - la figure 2 est une vue en perspective de l'insertion de la goupille présentée dans la figure 1 dans une pièce mécanique, et - la figure 3 présente différentes formes de réalisation de rainures et d'encoches. En référence à la figure 1, une rainure longitudinale 110 est fraisée sur la goupille 100. Chaque extrémité de cette rainure est traversée perpendiculairement par une encoche 120, dont la profondeur est sensiblement égale à celle de la rainure. En d'autre termes, la rainure et les encoches constituent le tracé d'une lettre H majuscule élargie, où apparaissent quatre angles droits 130. Dans cette rainure 110 est encastré un fil de nylon 300 pour créer ou augmenter des forces de frottement goupille/pièce mécanique, immobilisant d'autant mieux la goupille en place. La forme de la rainure selon un plan transversal dépend de l'outil de fraisage utilisé. On peut ainsi tailler une rainure de section carrée, de section carrée aux angles inférieurs chanfreinés, de section carrée complétée d'un côté inférieur arrondi. Dans ces configurations, les parois verticales participent par forces de frottement au maintien du fil de nylon dans la rainure. Les chanfreins ou la forme arrondie du fond de la rainure permettent d'ajouter une surface supplémentaire de frottement fil/rainure, mais sont de réalisation plus difficile. Le choix du matériau parmi ceux précédemment cités constituant le fil 300 dépend d'une part de la longévité souhaitée, c'est-8-dire du nombre d'utilisations maximales de la goupille, d'autre part de son coefficient de frottement propre, qui couplé avec la longueur et le diamètre du fil 300, détermine la force nécessaire et suffisante pour déplacer la goupille. Ainsi, pour une goupille à usage unique, on préfère du caoutchouc alors que pour une goupille à- usage fréquent on choisit le nylon ou le téflon. En tous les cas, le matériau retenu doit être à la fois déformable et élastique. Par déformable on entend un matériau qui sous une faible pression modifie son volume suffisamment pour épouser une partie des contours du réceptacle. Par élastique, on comprend la propriété du matériau-, une fois contenu dans un espace restreint, de résister à une variation de volume par des efforts de pression, et de reprendre sa forme initiale une fois libéré de ces contraintes. Il est à remarquer que le remplacement d'un fil vieilli soit par déformation résiduelle lors de chaque usage soit par le phénomène de fluage dans le temps, est aisé. En effet, celui-ci n'est maintenu dans le sens vertical que par les forces de frictions sur les parois de la rainure. Le mécanisme de l'invention sera mieux compris à l'étude de la figure 2 représentant une goupille 100 lors de son insertion dans l'orifice 150 de la pièce mécanique 140. Au moment où le fil de nylon 300 vient buter sur le bord supérieur 320, il s'exerce sur ce fil une force orientée vers le bas et l'arrière. La composante de la force orientée vers le bas a pour effet d'écraser l'extrémité de ce fil, qui s'épend à l'intérieur de l'encoche 120, créant dans celle ci, de part et d'autre, un bourrelet 310. Chaque bourrelet entourer l'angle 130 correspondant, et réalise ainsi un accrochage du fil dans le sens longitudinal.Il apparaît de manière évidente sur la figure 2 que l'apparition de ce bourrelet, donc de l'accrochage du fil, précède l'augmentation de la force orientée vers l'arrière jusqu'à une valeur suffisante pour vaincre les forces de frottement situées entre le fil et les parois verticales de la rainure 110. En référence à la figure 3a, des encoches supplémentaires 125 peuvent être taillées alternativement sur un seul cté seulement de la rainure. Ceci créé une disymétrie, augmentant les forces de frottement latérales entre le fil et la rainure. Selon la figure 3b, les encoches taillées aux extrémités de la rainure peuvent présenter la forme d'une flèche, augmentant d'autant la vivacité de l'angle d'intersection de l'encoche et des rainures 130, et accrochant mieux le fil à la goupille, à condition que le matériau de celui ci soit suffisamment dur pour ne pas se briser. Cette configuration est préférable pour les matériaux moins déformables, mais plus résistants à l'usure et aux déformations permanentes tel que le nylon ou le téflon. Au fur et à mesure que la goupille continue sa course dans l'orifice 150, le fil subit selon la valeur de son diamètre et de celui de l'orifice une diminution de son volume plus ou moins importante, réagissant par une augmentation des efforts de pression au niveau du contact inférieur goupille/pièce métallique et du contact supérieur matériau/pièce métallique. Cette augmentation des efforts de pression résulte en une augmentation des forces de frottement, immobilisant ainsi la goupille en place. En p-lus du choix du matériau composant le fil, et du diamètre de ce dernier, différentes configurations de rainure permettent aussi de moduler la force de frottement entre la goupille et la pièce. Ainsi, en ne plaçant les rainures que d'un seul côté de la goupille, tel que présenté sur la figure 3b, on joue à la fois sur l'important coefficient de frottement matériau/métal d'une part et sur le coefficient métal/métal plus précis d'autre part. En pratiquant une ou plusieurs rainures longitudinales côte-à-côte on multiplie d'autant la part des forces de frottement dues au contact matériau/métal. Dans les cas où seul le coefficient de frottement matériau/métal doit intervenir, on peut soit placer deux rainures diamétralement opposées, soit une ou plusieurs rainures hélicoïdales 115 tout le long de la goupille, tel qu'il est présenté sur la figure 3c. Bien entendu, l'invention ne se limite pas à des rainures de longueur sensiblement égale à celle de la goupille. Ainsi, en référence à la figure 3d, il peut entre avantageux de placer plusieurs rainures courtes à chaque extrémité de la goupille. Tel est le cas de celles maintenant un bracelet sur un boîtier de montre. Le fraisage de rainure sur des goupilles est une opération industrielle facile, qui de plus peut être effectuée sur des goupilles de très faible diamètre. Ce procédé de fabrication, particulièrement adapté aux problèmes de la micromécanique, peut toutefois être aussi utilisé sur des goupilles de diamètre plus large. Dans ce cas, l'invention permet de calibrer de façon plus exacte les efforts de frottement nécessaires pour déplacer ces goupilles. De manière avantageuse, on peut aussi pratiquer sur l'arête extérieure de l'orifice où doit être insérée la goupille un chanfrein, facilitant d'autant l'insertion de ce type de goupille. REVENDICATIONS 1. Goupille autobloquante utilisée pour assembler ou maintenir des pièces ensemble, caractérisée en ce que la fixation comprend un matériau élastique et déformable (300) encastré dans une ou plusieurs entailles (110) dont chaque extrémité, au moins, s'ouvre à angle vif sur une ou plusieurs encoches latérales (120). 2. Goupille selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau élastique et déformable est un fil ou un dépit de nylon, de téflon, de plastique ou de caoutchouc. 3. Goupille selon la revendication 2, caractérisée en ce que le fil ou le dépôt de matériau souple et déformable est remplaçable. 4. Goupille selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque entaille est une rainure longitudinale. 5. Goupille selon la revendication 4, caractérisée en ce que deux rainures longitudinales au moins sont disposées d'un même côté de la goupille. 6. Goupille selon la revendication 4, caractérisée en ce que les deux rainures longitudinales au moins sont disposées de part et d'autre de la goupille. 7. Goupille selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque entaille est hélicoidale. 8. Goupille selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une encoche latérale fait un angle de valeur compris entre 300 et 1500 avec l'entaille. 9. Goupille selon la revendication 8, caractérisée en ce que des encoches sont disposées par paires, de façon symétrique par rapport à l'entaille. 10. Goupille selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque encoche traverse la rainure à angle droit.