Brevet FR2621087A1 — publié le 19890331

ASSEMBLAGE A VIS INDESSERRABLE, SON PROCEDE DE FABRICATION ET APPLICATION DE CELUI-CI NOTAMMENT AUX MONTURES DE LUNETTES La présente invention concerne les assemblages à vis indesserrables du type mettant en oeuvre une vis, un écrou, une pièce intercalaire disposée entre écrou et la vis et traversée librement par celle-ci, cette pièce intercalaire étant montée solidaire en rotation mais déplaçable axialement par rapport à l'écrou, et la vis et la pièce intercalaire présentant des surfaces d'appui tranversales situées en vis-à-vis et munies de moyens à crabots, qui sont aptes à coopérer pour éviter un desserrage intempestif de l'assemblage, les crabots étant constitués par une alternance de bosses et de creux. Un tel assemblage est décrit par exemple par le FR-2 457 4G6 et peut être utilisé plus particulièrement dans les assemblages de montures de lunettes, pour la fermeture des cercles métalliques et la liaison des branches avec le corps de celles-ci. Or, la réalisation d'un tel assemblage à vis, indesserrable au moyen de crabots, présente d'importantes difficultés dès lors qu'il s'agit de petites dimensions, comme c'est notamment le cas pour des montures de lunettes. Plus précisément, il s'est avéré pratiquement impossible de réaliser, par les techniques traditionnelles de fabrication, les crabots montrés dans ce FR-2 457 407 qui constituent les parties actives de l'assemblage indesserrable, tant sur la partie mâle (vis) que sur la partie femelle (pièce intercalaire de celui-ci). En effet, dans le cas de petites dimensions, la réalisation de crabots par usinage avec enlèvement de matière est quasiment impossible pour des raisons de centrage. Par ailleurs, cette réalisation de crabots par la technique de déformation à froid est également quasiment impossible. En effet, les deux éléments, que sont la vis et la pièce intercalaire, doivent, après l'opération ayant permis d'obtenir les crabots, avoir conservé leur forme géométrique générale. Or, cette conservation de la forme géométrique n'a pu jusqu'alors être obtenue par des moyens techniques usuels. En effet, la déformation à froid, qui est la seule technique permettant actuellement d'obtenir les formes de crabots souhaitées pour de si petites dimensions, a l'inconvénient de déformer les pièces bien au-delà des tolérances autorisées. Deux methodes différentes ont été essayées soit séparément, soit en combinaison, pour tenter d'éviter ces déformations - en conférant aux pièces à craboter deux duretés différentes, une dureté faible sur la zone à déformer et une dureté élevée sur la zone à conserver intacte - en logeant les pièces à craboter dans des empreintes qui emprisonnent les zones devant être conservées intactes lors de l'opération de déformation pour l'obtention des crabots. Mais, dans ces deux cas, les techniques se heurtent au problème des petites dimensions des pièces. En effet, dans le premier cas, le chauffage nécessaire pour faire varier la dureté localement, soit pour la diminuer dans la zone à déformer, soit pour l'augmenter dans la zone à conserver, se communique d'une partie à l'autre et annule l'effet souhaité. Dans le second cas, les enveloppes qui pourraient entourer les zones des pièces, dans les parties à conserver dimensionnellement, doivent être intimement en contact avec ces pièces. Or, les tolérances de fabrication accessibles même en mécanique de précision sont encore trop grandes pour permettre un jeu négligeable entre pièce et enveloppe de maintien.Ce jeu, lors de la déformation, donne lieu, entre la pièce et son enveloppe de maintien à un intervalle, qui, lors de la déformation, est rempli par la zone de pièce devant être conservée dimensionnellement et celle-ci perd donc sa forme. De plus, maintenir à un trou de petit diamètre sa cote sous l'effet d'un écrasement conduit à y insérer, en tant qu'enveloppe de maintien, un mandrin dont le dévêtissage est irréalisable, compte-tenu de la fragilité que lui confère le petit diamètre pour une telle longueur. Outre la réalisation proprement dite d'un tel assemblage à crabot, se pose également le problème de la forme des crabots proprement dits. En effet, le brevet FR-2 457 406 précité mentionne pour ceux-ci une alternance de bossages et de creux qui sont, comme indiqué ci-avant, irréalisables par les techniques de fabnication usuelles. Cependant, la forme idéale serait théoriquement celle de portions d'hélices, dont le pas serait supérieur à celui de la vis de façon que la surface du crabot soit plus inclinée que les filets de celle-ci et qui seraient alternativement inclinées dans le même sens et en sens inverse du filetage de la vis. En effet, c'est ce type de surface qui occasionne le moins d'usure pour les surfaces actives en contact en donnant à ces surfaces la plus grande superficie de contact. Cependant, de telles portions d'hélices sont pratiquement irréals- sables en micromécanique. compte tenu de la petite dimension des pièces concernees. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et d'améliorer un système d'assemblage du type décrit par le FR-2 457 456 et, notamment, de prévoir des formes de crabots qui puissent être réalisées techniquement même avec de petites dimensions, tout en conservant les caractéristiques d'indesserrabilité du système d'assemblage de ce brevet. Un autre but est également de prévoir un procédé de fabrication de tels assemblages. Ce but est atteint dans l'assemblage à vis selon l'invention, qui est du type précité, en ce que les moyens à crabots des surfaces d'appui transversales sont constitués par au moins une portion de surface plane intersectant une surface de révolution ou une surface plane perpendiculaire à l'axe de l'assemblage. De telles surfaces d'appui sont plus faciles à réaliser par des techniques usuelles de fabrication que les surfaces hélicoïdales ou en demi-ondes alternées prévues dans le brevet précité. En outre, l'Inventeur s'est aperçu que ce type de surface d'appui permettait d'obtenir des caractéristiques d'indesserrabilité très satisfaisantes pour le type d'assemblage concerné. Selon une forme de réalisation préférée, chaque surface plane d'intersection est inclinée par rapport à l'axe de l'assemblage. Dans le cas où la surface de révolution est une surface tronconique, I'angle d'inclinaison de la surface plane par rapport à l'axe du tronc de cône sera différent de l'angle d'inclinaison d'une génératrice de ce cône par rapport à son axe, c'est-à-dire de l'angle au sommet de ce cône divisé par deux. Les surfaces de crabotage de la vis seront réalisées par usinage avec enlèvement de matière, tandis que celles de la pièce intercalaire seront réalisées par électro-érosion au moyen d'une électrode usinée de la même façon que la vis. Cette disposition permet d'obtenir des formes de surfaces exactement complémentaires pour la vis et la pièce intercalaire, et compense donc les éventuelles imperfections d'usinage. De toute façon, l'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques de celle-ci seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs exemples de réalisation du système d'assemblage selon l'invention. Figure I est une vue en perspective éclatée d'un système d'assemblage pour monture de lunettes avec coupe longitudinale de la pièce intercalaire Figure 2 est, à échelle agrandie, une vue de détail du système d'assemblage de figure 1, la vis étant représentée en plan et la pièce intercalaire étant représentée en coupe longitudinale Figure 3 est une vue de dessous en coupe de la vis de figure 2, Figure 4 est une vue de dessus de la pièce intercalaire de figure 2 Figure 5, 6, 8, 10 et 11 sont des vues en plan d'une vis selon différentes formes de réalisation des surfaces de crabotage Figure 7 est une vue en coupe selon VII-VII de figure 6, Figure 9 est une vue en coupe selon IX-IX de figure 8, Figure 12 est une vue en coupe selon XII-XII de figure 11. La figure I montre un assemblage à vis indesserrable I selon l'invention appliqué à une monture 2 de lunettes. Cet assemblage, destiné à la fermeture du cercle 2a de la monture 2, met en oeuvre une vis 3, un écrou 4 réalisé dans la monture de lunettes 2 et une pièce intercalaire 5 disposée entre la vis 3 et l'écrou 4. Cette pièce intercalaire 5 est également réalisée sur la monture de lunettes 2 et est apte à se déplacer coaxialement par rapport à l'écrou 4. Elle présente, ainsi que la tête 3b de la vis 3, des surfaces d'appui transversales complémentaires respectivement 6 et 7. Ces surfaces d'appui 6,7 constituent des moyens à crabots qui coopèrent pour éviter un desserrage intempestif de l'assemblage. Les différentes formes de réalisation des surfaces d'appui transversales sont montrées plus en détail sur les figures 2 à 12. La figure 2 montre, tout d'abord, une première forme de réalisation dans laquelle la vis 13 présente une tige filetée 13a et une tête cylindrique 13b, à la base de laquelle sont réalisées quatre surfaces planes 15 inclinées de 60 par rapport à l'axe 16 de la vis et alternant avec quatre surfaces horizontales 14 délimitées par la face inférieure même de la tête de vis 13b, ces surfaces étant angulairement réparties de façon régulière sur le pourtour de cette tête de vis. La pièce intercalaire 18 présente des surfaces d'appui de forme complémentaire, c'est-à-dire une alternance de surfaces planes 19 inclinées de 600 par rapport à l'axe 16 de la vis et de portions de surfaces horizontales 20 coaxiales à l'axe 16 de la vis. Ainsi que le montrent plus particulièrement les figures 3 et 4, chacune des surfaces d'appui 14,15,19,20 s'étend selon un secteur angulaire ou arc de cercle déterminé. Dans le cas de la vis 13 notamment, les portions planes 15 s'étendent sur un secteur angulaire d'environ 60", tandis que les autres portions de surfaces 14 s'étendent chacune sur un secteur angulaire de 300. De même, dans le cas de la pièce intercalaire, les portions inclinées 19 s'étendent sur des secteurs d'environ 60", tandis que les portions horizontales 20 s'étendent sur des secteurs d'environ 300. Dans les deux cas, les portions planes 15,19 pourraient s'étendre chacune sur 90". Ce type de surface permet de réaliser un assemblage par crabot avec un bon rapport d'indesserrabilité par rapport à un assemblage dans lequel les surfaces de crabotage seraient constituées par des portions d'hélice. Le rapport d'indesserrabilité d'un tel assemblage peut se traduire par le rapport du déplacement axial des deux pièces vis 13-pièce intercalaire 18 sur le déplacement axial que peut fournir la vis, ceci pour un même angle de rotation de cette vis conduisant à un déplacement axial de ces pièces. On pourra estimer que le système est efficace en ce qui concerne son aptitude à ne pas se desserrer accidentellement, lorsque le rapport précité est supérieur à 1.Ce rapport peut être calculé de la façon suivante - Si l'on suppose une vis de diamètre 1,4 mm, de pas iso 0,3 mm et présentant des crabots dont le déplacement axial entre eux maximal est de G,15 mm pendant que ceux-ci restent en contact entre eux sur un secteur angulaire d'environ 30", le chemin axial parcouru par la vis 13 par rapport à la pièce intercalaire 18 lorsqu'elle effectue une rotation de 30" sera égale à û,3 x 30 mm 3600 soit environ (j,025 mm. Le rapport d'indesserrabilité sera donc égal à 0,10 mm (déplacement axial maximal entre crabots) û,025 (déplacement de la vis) soit 4. Dans le cas illustré dans la figure 2, le rapport d'indesserrabilité obtenu est de quatre et, par conséquent, l'assemblage ainsi obtenu offre des caractéristiques d'indesserrabilité très satisfaisantes. La réalisation d'un tel assemblage pourra être effectué à l'aide des techniques de décolletage et d'électro-érosion. La vis 13 peut être entièrement réalisée, en un seul cycle d'opérations et sans reprise, sur un tour à décolleter. Sur ce tour seront réalisés successivement à partir d'un barreau cylindrique, le filetage 13a de la vis, la tête cylindrique 13b de celle-ci puis les surfaces planes de crabotage 15, ces dernières étant réalisées, de façon connue en soi, à l'aide d'un appareil à polygoner (non représenté sur le dessin) dont l'axe de broche est parallèle à l'axe de la broche du tour. L'obtention des surfaces de crabotage 15 sur la vis est donc beaucoup plus facile à réaliser, puisqu'il ne s'agit que de réaliser des surfaces planes au lieu de surfaces sinusoidales. La pièce intercalaire 18 est, quant à elle, réalisée par une technique "d'enfonçage" en électro-érosion. Cette technique consiste à obtenir dans une pièce des- surfaces en creux d'un profil déterminé en enfonçant dans celle-ci une électrode ayant un profil complémentaire du profil désiré. Dans ce cas, I'électrode d'enfonçage aura un profil similaire à celui de la tête 13b de la vis 13. Cette électrode sera donc réalisée de la même façon que la vis 13 au moyen d'un tour à décolleter et d'un appareil à polygoner monté sur celui-ci. Par cette technique de fabrication, I'on est assuré que les surfaces de crabotage et notamment les surfaces planes 15 présentées par la tête de la vis 13 et par l'électrode d'enfonçage seront quasiment identiques et que, par conséquent, I'empreinte -(c'est-à-dire la succession de plans inclinés 19, de portions de surfaces horizontales 20) réalisée sur la pièce intercalaire 18 et les surfaces de crabotage 14,15 de la vis 13 seront complémentaires et qu'il y aura, par conséquent, un contact parfait entre les surfaces de crabotage de la tête de vis 13 et de la pièce intercalaire 18. Cette technique de fabrication permet donc de compenser les défauts de réalisation des surfaces planes, qui peuvent se produire notamment dans le cas d'un usinage sur des pièces de faibles dimensions et permet donc de réaliser à faible coût un assemblage indesserrable tout à fait satisfaisant. Bien entendu, il va de soi que l'électrode utilisée pour l'opération d'électro-érosion devra être changée fréquemment du fait de l'usure inévi table de celle-ci. On notera que la présente invention permet d'obtenir un assemblage indesserrable de la vis 13 sur la pièce intercalaire 18 sans qu'il n') ait nécessité d'augmenter les dimensions de ces éléments. Ceci est particulièrement intéressant dans le cas de produits ayant des dimensions réduites comme c'est le cas pour les vis d'assemblage de montures de lunettes. Ce système d'assemblage indesserrable peut donc être appliqué non seulement à la fermeture d'un cercle 2a de lunettes, comme représenté sur la figure 1 mais également à l'articulation des branches de la monture de lunettes sur le corps de celle-ci. En effet, dans le cas montré à la figure 2, le diamètre de la vis 13 n'est pas modifié par rapport à celui d'une vis classique et la valeur axiale supplémentaire nécessaire pour réaliser les surfaces de crabotage est de l'ordre de 5,15 mm. Un tel supplément de cote axiale est minime et peut dans la totalité des cas être prélevé directement sur une pièce déjà existante, sans nuire aux qualités, ni aux autres fonctions de celle-ci. Les figures 5 à 12 illustrent d'autres exemples de réalisation de surfaces de crabotage pouvant être obtenues par les mêmes techniques de fabrication que celles appliqués en corrélation avec les figures 3 et 4. Dans ces différentes figures, seule la vis de l'assemblage est représentée, la forme des surfaces de crabotage de la pièce intercalaire se déduisant par complémentarité de celles de la vis représentée. Dans le cas de la figure 5, la vis 23 a une tête 23b cylindrique et présente, sur la face inférieure de celle-ci, quatre portions de surfaces planes 25 inclinées de 60" par rapport à l'axe 26 de la vis. Dans ce cas, chaque surface plane 25 s'étend sur un secteur angulaire d'environ 80". Le rapport d'indesserrabilité obtenu est alors égal à 3,4. Dans le cas des figures 6 et 7, la vis 33 présente une tête 33b fraisée selon un cône de 1200. Les surfaces de crabotage 35 sont constituées par des surfaces planes inclinées de 45" par rapport à l'axe 36 de la vis. Dans ce cas, chaque surface inclinée 35 s'étend sur un secteur angulaire de 50 et le rapport d'indesserrabilité obtenu est de 4,3. Dans le cas montré à la figure 8, la vis 43 a une tête 43b cylindrique et elle présente sur celle-ci des surfaces de crabotage 45, constituées par des surfaces planes inclinées à 45" par rapport à l'axe 46 de la vis. Dans ce cas, les surfaces inclinées 45 sont au nombre de huit et s'étendent chacune sur un secteur angulaire d'environ 38 , ainsi que le montre la figure,9. Le rapport d'indesserrabilité obtenu est égal à 4,1. La figure 10 montre un exemple de réalisation assez similaire à celui de la figure 8, dans lequel la vis 53 a une tête 53b cylindrique sur laquelle sont réalisées huit surfaces planes 55 inclinées de 60 par rapport à l'axe 56 de la vis. Dans ce cas, chaque surface plane 55 s'étend sur un secteur angulaire d'environ 38 et le rapport d'indesserrabilité obtenu est égal à 2,2. Dans le dernier exemple de réalisation montré sur les figures Il et 12, la vis 63 a une tête 63b fraisée à 1200. Sur celle-ci sont ménagées des surfaces planes 65 inclinées de 45" par rapport à l'axe 66 de la vis. Ainsi que le montre notamment la figure 12, huit surfaces 65 sont prévues dans ce cas, et chacune de celles-ci s'étend sur un secteur angulaire d'environ 380. Le rapport d'indesserrabilité obtenu avec de telle surfaces est égal à 4,4. On notera que des meilleurs rapports d'indesserrabilité sont obtenus avec une tête de vis fraisée à 125 et des surfaces planes inclinées de 450 par rapport à l'axe de la vis. On notera également que le rapport d'indesserrabilité le moins intéressant est obtenu pour une tête cylindrique présentant huit surfaces inclinées à 60". Il va de soi que le nombre de surfaces inclinées ou de crabotage est limité par la dimension des pièces de l'assemblage. Cependant, il est intéressant d'avoir un nombre assez élevé de surfaces de crabotage de façon à affiner la plage de serrage de l'assemblage. Ainsi, par exemple, la présence de huit surfaces planes de crabotage sur la tête d'une vis de pas 0,30 mm permet un blocage de l'assemblage par paliers de : 0,3 mm 8 soit tous les 0,0375 mm. On notera que, chaque fois, le contact entre vis et pièce intercalaire s'effectue sur la périphérie de ces deux éléments et, par conséquent, sur des surfaces de contact les plus grandes possible. De ce fait, I'usure des surfaces de contact est minimale et le centrage des deux pièces l'une par rapport à l'autre est amélioré. Par ailleurs, la présente invention ne se limite pas aux exemples d'application à des montures de lunettes montrés ci-avant, mais s'applique également à tout type d'assemblage par vis avec pièce intercalaire pour lequel l'on désire éviter un desserrage intempestif. - REVENDICATIONS 1- Assemblage à vis indesserrable du type mettant en oeuvre une vis (3,13), un écrou (4), une pièce intercalaire (5,18) disposée entre l'écrou (4) et la vis (3,13) et traversée librement par celle-ci, cette pièce intercalaire (5) étant montée solidaire en rotation mais déplaçable axialement par rapport à l'écrou (4) et la vis (3) et la pièce intercalaire (5) présentant des surfaces d'appui transversales respectivement (6,7,15,19) situées en vis-à-vis et munies de moyens à crabots, qui sont aptes à coopérer pour éviter un desserrage intempestif de l'assemblage, caractérisé en ce que les moyens à crabots des surfaces d'appui transversales sont constitués par au moins une portion de surface plane (15,19) intersectant une surface de révolution (13b) ou une surface perpendiculaire à l'axe de l'assemblage. 2- Assemblage à vis selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque surface plane d'intersection (15,19;25;35;45;55;65) est inclinée par rapport à l'axe de l'assemblage. 3- Assemblage à vis selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans le cas où la surface de révolution est une surface tronconique (33b,63b), I'angle d'inclinaison de la surface plane (35,65) par rapport à l'axe (36,66) du tronc de cône est différent de l'angle d'inclinaison d'une génératrice de ce cône par rapport à son axe. 4- Assemblage à vis selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque surface plane inclinée (15,19;25;35;45;55;65) est répartie angulairement de façon régulière sur le pourtour de la surface de révolution. 5- Procédé de fabrication d'un assemblage à vis selon l'une quelconque des revendications 1 à 4; caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser les surfaces de crabotage de la vis (13) par usinage avec enlèvement de matière et à réaliser les surfaces de crabotage de la pièce intercalaire (18) par électro-érosion à l'aide d'une électrode usinée de la même façon que la vis (13). 6- Procédé de fabrication selon la revendication 5, caractérisé en ce que les surfaces planes inclinées de la vis (13) et de l'électrode sont réalisées au moyen d'un appareil à polygoner. 7- Procédé de fabrication selon la revendication 6, caractérisé en ce que toutes les opérations d'usinage de la vis (13) sont effectuées successivement sur un même tour à décolleter, I'appareil à polygoner étant monté sur ce tour de façon que son axe de broche soit parallèle à celui de ce tour.