Brevet FR2601090A1 — publié le 19880108

Ecrou à rayons de blocage La présente invention concerne des écrous de blocage comportant une pluralité de segments de blocage élastiques qui s'écartent à la manière de rayons, et plus particulièrement, & une réalisation des segments 5 de blocage telle que la zone fendue entre segments de blocage adJacents soit autonettoyante. La présente invention est un perfectionnement apporté à la conception du "LOCK NUT MEMBER" (écrou de blocage) breveté, décrit dans le brevet US n' 3.702.628 10 qui a été délivré le 14 novembre 1972 au nom de Frank J. Cosenza. Subséquemment à cette invention, on a déterminé que le comportement de l'écrou de blocage, ainsi que d'autres écrous de blocage à fonctionnement analogue, est affecté par des débris qui s'accumulent dans la zone fendue entre les parois latérales opposées de segments ou rayons de blocage voisins comme on les appellera dans la suite. Des débris, par exemple de l'huile, de la saleté, etc. qui se trouve, pour toute une variété de raisons, dans l'environnement dans 20 lequel l'écrou de blocage est utilisé, sont extrudés ou retirés de l'intérieur de l'écrou de blocage par l'effet de vissage de l!écrou et du boulon qui repousse les débris à l'extérieur dans les zones fendues comprises entre les rayons de blocage. Avec 25 l'orientation sensiblement parallèle des parois latérales opposées de rayons voisins, les débris restent souvent a l'intérieur de la zone fendue, sauf s'ils sont retirés physiquement par une force extérieure. En fin de compte, la fente se remplit et a 30 un effet fAcheux sur l'élasticité naturelle des rayons de blocage. Cette situation s'aggrave lorsqu'on utilise l'écrou dans un environnement à haute température. Selon la composition des débris, des températures élevées peuvent provoquer le durcissement des débris 35 et, de ce fait, obliger les rayons à rester dans une position ouverte, malgré le retrait du boulon. Des températures élevées ne sont souvent pas nécessaires pour produire cet état aggravé, du fait qu'une accumulation suffisante de particules de débris refoulées dans la zone fendue a pour effet que les rayons restent ouverts. En conséquence, les rayons 5 perdent leur aptitude au blocage, du fait que les débris ne leur permettent pas de reprendre leur position de blocage naturelle. Il s'est avéré que le nettoyage physique de chaque fente dans l'écrou après démontage de l'organe 10 de fixation n'est pas une solution pratique pour l'industrie et qu'il n'est pas désirable de remplacer des écrous obstrués, du point de vue financier. La présente invention procure une structure et un agencement de rayons flexibles autonettoyant et 15 satisfait ainsi à ce besoin particulier de l'industrie. La présente invention est mise en oeuvre dans un écrous & rayons de blocage comportant une pluralité de rayons de blocage élastiques séparés par des intervalles circonférentiels, qui sont conformés 20 spécialement pour empêcher d'éventuels débris accumulés d'empêcher le fléchissement désiré des rayons. Les rayons partent d'un corps pratiquement rigide et une ouverture circulaire s'étend complètement à travers le corps et les rayons de blocage. Les rayons de blocage 25 convergent tous vers l'intérieur, de sorte que l'ouverture circulaire qu'ils délimitent a un diamètre uniformément décroissant. Des filets continus de profondeur pratiquement uniforme sont définis dans les ouvertures alignées, pour recevoir un organe- fileté, 30 les rayons de blocage fléchissant alors élastiquement vers l'extérieur pour immobiliser l'organe en place. Selon l'invention, les parois latérales en regard de rayons voisins sont conformées pour diverger vers l'extérieur l'une par rapport à l'autre, de telle façon 35 que -des débris placés entre elles ne peuvent empêcher le fléchissement des rayons vers l'intérieur, lors du retrait de l'organe fileté. Dans un premier mode de réalisation, les parois latérales de chaque rayon sont conformées de façon à être sensiblement parallèles & la direction de fléchissement intérieur du rayon. Par conséquent, chaque rayon glisse le long de débris placés éventuellement dans les fentes voisines. Selon un 5 second mode de réalisation, les parois latérales sont conformées de façon que le fléchissement intérieur des rayons refoule les débris vers l'extérieur par serrage. Selon un troisième mode de réalisation, les parois latérales sont conformées de façon que le fléchissement 10 intérieur des rayons écarte effectivement les rayons des débris éventuels. On peut modifier ces trois modes de réalisation pour conformer les parois latérales des rayons de façon qu'elles comprennent de petites portions parallèles aux 15 portions de paroi latérale correspondantes des rayons voisins. Ces portions de paroi latérale parallèles ne s'étendent pas, de préférence, davantage que la profondeur des filets des surfaces intérieures des rayons. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre d'exemples de réalisation préférés représentés sur le dessin annexé dont: La figure 1 est une vue en perspective d'un 25 écrou à rayons de blocage flexibles selon un premier mode de réalisation de la présente invention; La figure 2 est une vue en élévation latérale de l'écrou à rayons de blocage flexibles représenté sur la figure 1; La figure 3 est une vue en plan de dessus de l'écrou à rayons de blocage flexibles représenté sur la figure 2, les rayons de blocage étant représentés dans leurs positions intérieures libres; La figure 4 est une vue en élévation latérale de 35 l'écrou à rayons de blocage flexibles de la figure 1, un boulon y étant bloqué; La figure 5 est une vue en plan de dessus de l'écrou à rayons de blocage flexibles de la figure 4, le boulon n'étant pas représenté, mais les rayons de blocage étant néanmoins représentés dans leurs positions extérieures de blocage; La figure 6 est une vue à échelle agrandie d'une portion de l'écrou à rayons de blocage représenté sur la figure 5; La figure 7 est une vue fragmentaire à échelle agrandie d'une portion de ce qui est représenté sur la figure 3, et représentant en traits mixtes les positions relatives de deux rayons flexibles, lorsqu'un 10 organe en forme de boulon est placé à l'intérieur de l'écrou; La figure 8 est une vue en plan de dessus d'un -rayon de l'écrou à rayons - de blocage flexibles, représentant les rayons de courbure différents du rayon 15 et du boulon; La figure 9 est une vue en plan de dessus fragmentaire analogue à la figure 7, mais d'un second mode de réalisation de l'invention, o les parois latérales en regard de rayons voisins divergent l'une 20 par rapport à l'autre dans une moindre mesure; La figure 10 est une vue en plan de dessus fragmentaire analogue à la figure 7, mais d'un troisième mode de réalisation de l'invention, o les parois latérales en regard de rayons voisins divergent 25 l'une par rapport à l'autre dans une plus grande mesure; La figure 11 est une vue en plan de dessus fragmentaire analogue à la figure 7, mais d'une version modifiée du premier mode de réalisation de l'invention, 30 o de petites portions des parois latérales de chaque rayon sont conformées de façon à être parallèles aux portions de paroi latérale correspondantes des rayons voisins. Sur le dessin annexé, on utilise des références 35 numériques semblables pour désigner des éléments identiques ou semblables. La présente invention est un perfectionnement apporté à la structure et au fonctionnement d'écrous à rayons de blocage flexibles ou écrous de blocage A connus, et en particulier à l'écrou de blocage représenté et décrit dans le brevet US n 3.702.628. Des écrous de blocage de ce type sont en général d'une seule pièce. Chaque écrou de blocage 20 comporte une 5 portion non-flexible ou rigide 21 et une pluralité de rayons de blocage ou segments flexibles 22. Chaque rayon flexible est formé d'un seul tenant avec la portion de corps 21 et en part radialement, comme le montrent les figures 1, 2 et 4 qui représentent un 10 premier mode de réalisation de l'invention. La portion de corps 21 comporte une ouverture axiale intérieure s'étendant complètement à travers elle, comme le montre la figure 3. L'ouverture est taraudée de façon à recevoir les filets d'un boulon ou d'un 15 composant analogue d'un dispositif de fixation. La portion de corps 21 peut aussi comporter une pluralité de pans 23 le long de sa surface extérieure. L'écrou de blocage 20 est représenté avec six rayons de blocage flexibles 22. Il est clair, 20 cependant, que l'invention ne se limite à aucun nombre de rayons de blocage spécifique. Chaque rayon de blocage 22 comporte une surface intérieure 24 et une surface extérieure opposée 25, qui est, de préférence, plate. Une surface supérieure 26, 25 qui est typiquement plate, s'étend entre la surface intérieure 24 et la surface extérieure 25 et définit une extrémité libre du rayon. La pluralité de rayons de blocage 22 est disposée circonférentiellement à une extrémité de la portion de corps 21, de telle façon que 30 les surfaces intérieures 24 définissent une ouverture circulaire qui est filetée et en communication, c'està-dire axialement alignée, avec l'ouverture de la portion de corps 21. Les filets des ouvertures alignées de la portion de corps et des rayons s'étendent sur 35 toute la longueur axiale des ouvertures alignées, et ils ont une profondeur pratiquement uniforme sur toute leur circonférence. Chaque rayon de blocage 22 comporte une première paroi latérale 27 et une seconde paroi latérale 28. Chacune de ces parois latérales s'étend entre la portion de corps 21 et les surfaces intérieure, extérieure et supérieure du rayon, respectivement 24, 25 et 26. De préférence, les deux parois latérales sont lisses ou plates. Dans le premier mode de réalisation, représenté sur les figures 1 à 8, les parois latérales 27 et 28 de chaque rayon 22 sont conformées de façon à être sensiblement perpendiculaires à la surface extérieure 10 25 du rayon. Les parois latérales en regard de rayons voisins divergent donc l'un par rapport à l'autre, lorsque la distance radiale augmente, en faisant un angle A. Lorsque l'écrou de blocage 20 comprend six rayons, comme dans le premier mode de réalisation, les 15 parois latérales divergent suivant un angle d'environ degrés. Pour fabriquer l'écrou de blocage 20 selon la présente invention, on peut appliquer des procédés connus d'usinage et de façonnage de têtes des écrous 20 pour former la portion de corps 21, ainsi que la pluralité de rayons 22. Il apparaît qu'il n'y a pas besoin d'outils spéciaux, ni de modification des machines classiques pour former les écrous tels que décrits dans la présente demande. Les figures 1 à 3 représentent l'écrou de blocage 20, tel qu'il apparaft à l'état libre, avant l'insertion d'un organe ou boulon fileté 30. On voit que les portions intérieures des parois latérales 27 et 28 des rayons flexibles sont situées tout près de 30 parois latérales de rayons voisins. Lorsqu'on visse le boulon 30 dans l'écrou de blocage et qu'on l'y fixe, comme le montre la figure 4, les rayons fléchissent vers l'extérieur de la façon représentée sur la figure 5. Lorsqu'on retire le boulon, chacun des rayons 35 reprend son état libre en fléchissant vers l'intérieur. Le mouvement des rayons entre états libres est représenté schématiquement sur la figure 7. Dans l'état agrandi ou de blocage, les rayons sont représentés par des lignes en traits mixtes ou interrompues. Le mouvement de fléchissement extérieur et intérieur de chaque rayon 22 a lieu suivant un axe radial sensiblement perpendiculaire à la surface extérieure 25 du rayon. Cet axe est sensiblement 5 parallèle aux parois latérales 27 et 28. Des débris éventuels placés dans la fente entre les parois latérales en regard de rayons voisins n'empêcheront donc pas le fléchissement intérieur des rayons, lorsqu'on retirera le boulon 30. En conséquence, la configuration de l'écrou de blocage supprime le problème du tassement des débris compacts accumulés, entre les parois latérales en regard, et de l'empêchement du retour des rayons dans leurs positions intérieures libres. La figure 8 est une vue en plan à échelle agrandie d'un seul rayon 22 en association avec le boulon 30. On observera que le rayon de courbure de la surface intérieure 24 du rayon est légèrement supérieur à celui du boulon. Cela garantit que la surface et le 20 boulon sont tangents entre eux seulement en un point central B du rayon, à mi-chemin entre les parois latérales 27 et 28 du rayon. La surface intérieure 24 et le boulon sont légèrement écartés l'un de l'autre en des emplacements plus proches des parois latérales du 25 rayon. Les filets du rayon et du boulon ne peuvent donc interférer et empêcher la rotation relative. La figure 9 est une vue en plan de dessus fragmentaire analogue à la figure 7, mais d'un second mode de réalisation de l'invention, o les paoris 30 latérales 27' et 28' de chaque rayon 22' sont conformées de façon à faire un angle légèrement aigu avec la surface extérieure 25'. L'angle spécifique est choisi de façon que les parois latérales en regard de rayons adjacents divergent encore l'une de l'autre, 35 comme indiqué par l'angle A', mais dans une mesure inférieure au premier mode de réalisation (figures 1 à 8). Dans ce second mode de réalisation, lorsque le boulon (non représenté) est retiré, le fléchissement intérieur des rayons provoque l'inclinaison de leurs 260 1090 parois latérales l'une vers l'autre et, ce faisant, leur fait refouler vers l'extérieur des débris éventuels ânon représentés) situés entre elles. La force extérieure appliquée par les rayons fléchissant vers l'intérieur est désignée par la référence littérale C. Dans le mode de réalisation représenté, qui comprend six rayons, l'angle entre chaque paroi latérale et la surface extérieure qui lui correspond est choisi de façon à être compris entre un minimum de 10 soixante degrés (60') et un maximum de quatre vingt dix degrés (90'). La figure 10 est une vue en plan de dessus fragmentaire analogue aux figures 7 et 9, mais d'un troisième mode de réalisation de l'invention. Dans ce 15 troisième mode de réalisation, les parois latérales 27" et 28" de chaque rayon flexible 22" sont conformées de façon à faire un angle légèrement obtus avec la surface extérieure 25". L'angle A" entre les parois latérales 27", 28" en regard de rayons adjacents est donc 20 supérieur à soixante degrés (60') dans le mode de réalisation représenté. Le fléchissement intérieur des parois latérales, lorsqu'on retire le boulon (non représenté), provoque donc l'écartement des parois latérales de débris éventuels (non représentés) situés 25 entre elles. De tels débris ne présentent donc pratiquement pas de résistance du tout à un tel mouvement. Tout angle obtus compris entre une paroi latérale et la surface extérieure de chaque rayon doit supprimer de façon satisfaisante l'effet indésiré des 30 débris. Cependant, une augmentation fâcheuse de l'angle au-dessus de quatre vingt dix degrés (90') pourrait commencer à avoir un effet facheux sur l'élasticité des rayons. On peut modifier n'importe lequel des trois 35 premiers modes de réalisation des figures 1 à 7, 9 et , respectivement, de telle façon que de petites portions des parois latérales 27? et 28 de chaque rayon 22 soient agencées de façon à être sensiblement parallèles aux portions de paroi latérale g correspondantes de rayons voisins. Cette variante est représentée sur la figure 11, les partions de paroi latérales parallèles étant désignées Bar les références numériques 32 et 34. Il y a lieu de noter que ces 5 portions de paroi latérale parallèles s'étendent sur une distance relativement courte, correspondant, en gros, à la profondeur des filets dans les surfaces intérieures 24 des rayons. La présence des filets garantit que les portions de paroi latérale n'offrent 10 qu'une résistance minimale au fléchissement intérieur des rayons. Il ressort de la description précédente que la présente invention procure un écrou à rayons de blocage, conformés spécialement pour empêcher des 15 débris situés dans des fentes entre les rayons d'entraver le fléchissement intérieur des rayons d'une position de blocage à une position libre. Dans tous les modes de réalisation décrits, les parois latérales en regard des rayons voisins sont conformées pour diverger 20 vers l'extérieur en s'écartant l'une de l'autre. Par conséquent, les débris n'ont pratiquement pas d'effet du tout sur le fléchissement intérieur des rayons, ou bien ils sont refoulés radialement vers l'extérieur en réaction à ce fléchissement vers l'intérieur. Il va de soi que l'on peut apporter à la description précédente et au dessin annexé de nombreuses modifications de détail sans, pour cela, sortir du cadre de l'invention. 260 1 090 Revendications 1. Bcrou à rayons de blocage susceptible de recevoir un organe fileté, ledit écrou à rayons de blocage comprenant: - un corps pratiquement rigide comportant une ouverture circulaire s'étendant & travers lui, et une pluralité de rayons de blocage élastiques, séparés par des intervalles circonférentiels, d'un seul tenant avec le corps rigide et partant vers l'extérieur de l'une de ses extrémités, les rayons de blocage comportant des 10 surfaces intérieures qui définissent une ouverture circulaire alignée avec I'ouverture circulaire pratiquée dans le corps, chacun des rayons de blocage s'incline radialement vers l'intérieur de telle façon que l'ouverture circulaire définie par la pluralité de rayons de blocage à un diamètre uniformément décroissant, caractérisé en ce que les ouvertures circulaires alignées définies par le corps rigide (21) et la pluralité de rayons de blocage (22) respectivemnt comprennent des filets sur toute leur longueur axiale 20 pour recevoir un organe fileté (30), les rayons de blocage (22) fléchissant Plastiquement radialement vers l'extérieur pour immobiliser l'organe en place, - en ce que les différents rayons de blocage (22) comportent chacun des parois latérales (27, 28) 25 disposées à distance et en regard des parois latérales de rayons de blocage circonférentiellement voisins, - en ce que les surfaces intérieures (24) de la pluralité de rayons de blocage (22) ont toutes un rayon de courbure supérieur à celui de-l'ouverture circulaire 30 formée dans le corps rigide (21) et à celui de l'organe fileté (30), de telle sorte que, lorsque l'écrou de blocage reçoit l'organe fileté, l'organe est tangent à chaque rayon de blocage (22) seulement en un point situé à mi-chemin entre ses deux parois latérales, ce 35 qui réduit la résistance à la rotation de l'organe par rapport à l'écrou à rayons de blocage, - et en ce que les différents rayons de blocage sont conformés de façon que pratiquement la totalité des parois latérales en regard de rayons voisins divergent entre-elles lorsque la distance radiale 5 augmente, de telle façon que des débris éventuels situés dans l'intervalle compris entre les parois latérales n'empêchent pas un rappel élastique des rayons dans leurs positions non fléchies, lorsque l'organe fileté est retiré de l'écrou à rayons de 10 blocage. 2. Ecrou à rayons de blocage selon la revendication l, caractérisé en ce que les parois latérales de chacun des rayons de blocage sont sensiblement planes et sensiblement parallèles entre15 elles et à la direction de fléchissement radial du rayon. 3. Ecrou à rayons de blocage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parois latérales de chacun des rayons de la pluralité de 20 rayons de blocage (22) sont pratiquement planes et convergent l'une vers l'autre, lorsque la distance radiale augmente. 4. Ecrou à rayons de blocage selon la revendication l, caractérisé en ce que la pluralité de 25 rayons de blocage comprend six rayons de blocage (22) de même dimension, séparés par des intervalles uniforme. 5. Ecrou & rayons de blocage selon la revendication l, caractérisé en ce que les parois 30 latérales (27, 28) de chaque rayon de blocage (22) comprennent des portions conformées de façon & être sensiblement parallèles & des portions correspondantes des parois latérales en regard de rayons voisins, les portions s'étendant radialement sur une distance 35 sensiblement égale à la profondeur des filets du rayon.