Brevet FR2619876A1 — publié le 19890303

L'invention est relative à un dispositif d'écrous frein. Elle trouvera notamment son application dans le domaine de la fixation mécanique de sécurité. En dépit de l'existence de nombreux moyens équivalents, le dispositif vis-écrou demeure, en matière de mécanique, l'organe de fixation préféré. Les raisons de ce choix sont multiples, on peut notamment citer la très large gamme dimensionnelle disponible qui permet d'adapter l'élément de serrage à la configuration rencontrée. La fixation n'est pas définitive, ce qui permet un démontage ultérieur et de nombreuses manoeuvres n'entament pas les caractéristiques mécaniques de la liaison. Par conséquent, il s'agit d'un moyen de serrage universel économique et efficace. Sous certaines conditions, les caractéristiques mécaniques du dispositif vis-écrou peuvent être améliorées par le choix d'un matériau très résistant, tel que l'inox, ou le serrage peut être renforcé et ajusté par le choix d'un pas fin de filetage. Dans de nombreuses applications, il est également indispensable de s'assurer, pour des raisons de sécurité ou de fixation d'un réglage, de l'immobilisation de l'écrou sur l'arbre fileté. I1 existe actuellement de nombreuses solutions possibles pour résoudre ce problème. On connaît par exemple l'utilisation du contre-écrou de blocage de l'écrou principal de serrage. Cette technique offre l'avantage d'une grande simplicité mais n'est pas totalement fiable. En effet, les efforts mis en jeu sont liés à l'application du contre-écrou sur l'écrou et par conséquent des bandes du pas de filetage. Ensuite, lorsqu'on serre le contre-écrou, on dérègle la valeur du serrage de l'écrou principal qui forme en quelque sorte une butée s'opposent à l'effort de serrage imposé par le contre-écrou sur la pièce. Dans le cas du serrage des bagues de roulement à billes, qui nécessitent une grande précision de réglage, on connait surtout l'emploi de l'écrou à crens qui présente un pas fin et qui, avec le concours d'une rondelle dentelée, peut être immobilisé en rotation dans une position déterminée. Cet écrou présente cependant plusieurs inconvénients, tout d'abord il n'est pas normalisé et nécessite l'emploi d'un outillage spécialisé pour assurer son serrage. Ensuite, la mise en place de la rondelle dentelée demande la présence d'une rainure sur l'arbre et enfin l'immobilisation ne peut être obtenue dans une position quelconque mais ne peut être réalisée que lorsqu'il y a correspondance d'une dent de la rondelle avec un cran de l'écrou. I1 s'sgit par conséquent d'un organe de serrage spécialisé dont la technologie ne peut être étendue. On connaît également l'immobilisation de l'écrou de serrage par la mise en place d'une goupille radiale. Ce procécé de blocage offre une grande sécurité. Cependent, son utilisation ne peut être généralisée étant donné qu'il existe de sérieuses restrictions. Tout d'abord, l'arbre fileté doit présenter un trou transversal dont l'usinage peut parfois être problémstiique et qui doit être situé exactement à l'endroit du serrage, ce qui parfois ne peut être déterminé à priori. Ensuite, le démontage est complexe et nécessite une bonne accessibilité autour de l'écrou. Ces différentes caractéristiques limitent très sérieusement le domaine d'application de ce type d'écrou. Certains constructeurs se sont plutôt orientés vers des solutions dans lesquelles les écrous présentent un dispositif de freinage incorporé. Par exemple, certains écrous renferment une bague réalisée dans un matériau synthétique qui, de par son frottement sur le filetage de l'arbre, freine la rotation de l'écrou. Il s'agit effectivement d'un perfectionnement, toutefois l'efficacité du freinage n'est pas absolue et ce type d'écrou ne peut supporter de nombreux démontages. Par ailleurs, les dispositifs utilisant partiellement un matériau synthétique ne peuvent être utilisés dans des applications mettant en jeu des températures éventuellement élevées. Une technique quelque peu différente a également fait son apparition, il s'agit de l'utilisation de colle frein de filet. La colle extrêmement liquide à l'origine est disposée dans le taraudage de l'écrou et sur le filetage de la vis, les pièces sont vissées et après quelques instants la colle immobilise l'écrou sur la vis. Cette technique est efficace mais présente des inconvénients lors du démontage qui est parfois rendu très difficile, de plus l'efficacité dépend de la propreté des pièces. Le but principal de la présente invention est de présenter un dispositif d'écrous frein qui peut être mis en place sur les arbres filetés existants sans modification et qui offre une grande sécurité et efficacité de fonctionnement. Son emploi est commode et ne nécessite aucun outillage spécialisé, les clés traditionnelles peuvent parfaitement être employées. Contrairement aux dispositifs écrous contre-écrous traditionnels, le dispositif de la présente invention lors de son blocage ne modifie pas le valeur du serrage initialement réalisé. Par conséquent, son emploi peut également être envisagé dans le cadre de serrage à régler avec précision. Un autre but de la présente invention est de présenter un dispositif d'écrous frein qui puisse s'appliquer aussi bien aux petites qu'aux grosses pièces. La technique mise en oeuvre est en effet indépendante de la dimension de l'écrou. Un autre avantage de la présente invention est ses possibilités de réalisation industrielle sur machine traditionnelle à faible coût de revient. En effet, la réalisation de l'invention ne nécessite aucun matériel coûteux et peut facilement être réalisée en grande série. Un autre avantage du dispositif de la présente invention est qu'il permet de supprimer les filetages pas à gauche principalement sur les filetages en rotation car il suffit de desserrer le contre-écrou (sens contraire de rotation) pour obtenir le même sécurité d'indesserrabilité que l'on obtient, en serrant, pour un pas à droite. D'eutres buts et avantages de la présente invention apparaîtront su cours de la description qui va suivre qui n'est cependant donnée qu' titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Le dispositif d'écrous frein qui trouvera notamment son application dans le domaine de le fixation mécanique de sécurité, quicomprend un jeu d'écrou et contre-écrou taraudés destinés à être vissés sur un arbre fileté, vis ou autre élément de visserie standerd, est caractérisé par le fait que les écrous et contre-écrous comportent des moyens de coopération mutuelle qui assurent le développement d'un effort radial énergique appliquant les taraudages des écrous et contre-écrous contre le filetage de l'arbre. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante sccompagnée de dessins en annexe, parmi lesquels - la figure 1 schématise la mise en place du dispositif d'écrous frein sur un arbre fileté, - la figure 2 représente en vue de coupe l'écrou du dispositif de la présente invention, - la figure 3 représente le contre-écrou du dispositif de la présente invention, - la figure 4 représente en vue de face le contre-écrou de la figure 3. La présente invention vise un dispositif d'écrous frein qui trouvera notamment son application dans le domaine de la fixation mécanique de sécurité ou de précision. Dans le cadre de nombreux montages mécaniques, il est nécessaire de s'assurer du blocage de la fixation. Toutefois, notamment pour permettre des démontages ultérieurs, il est cependant indispensable de prévoir que cette fixation soit également démontable. Jusqu'à présent, le boulon s'est largement imposé pour répondre à cet impératif dans le domaine de la mécanique. Encore faut-il s'assurer du blocage en rotation de l'écrou sur la tige filetée. Selon les exigences, on peut se contenter d'un simple contre-écrou ce qui n'offre que peu de garantie, ou employer des dispositifs plus sophistiqués tels que écrous crantés avec rondelle de blocage correspondante ou écrou à goupille transversale. Malheureusement, ces dispositifs plus sophistiqués nécessitent des usineges de la tige filetée, ce qui limite considérablement les possibilités d'utilisation. La présente invention propose . précisément un dispositif d'écrous frein qui peut être mis en oeuvre sur des éléments de visserie standard sans qu'aucun usinage de ces pièces n'ait à être réalisé. L'efficacité du serrage ne souffre en rien de cette commodité d'emploi. En effet, les efforts mis en jeu garantissant le blocage du dispositif de l'invention. La figure 1 représente la mise en place du dispositif (1) de la présente invention sur un arbre fileté (2). L'arbre fileté (2) est pris à titre d'exemple, il peut s' agir de tout élément de visserie standard tel que vis, tige filetée, goujon ou autres. Le dispositif (1) comprend un jeu d'écrou (3) et contre-écrou (4). Les écrou (3) et contre-écrou (4) sont représentés avec une tête hexagonale pouvant facilement être manoeuvrée avec un outillage standard, néanmoins d'autres formes de têtes pourraient parfaitement être envisagées sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. Par exemple, une tête munie sur sa périphérie de crans de serrage pourrait être également envisagée. Les dimensions des écrou (3) et contre-écrou (4) répondent sux normes de fabrication et s'apparentent aux écrous traditionnels. On peut par conséquent parfaitement envisager de remplacer des éléments de visserie existents par le dispositif d'écrous frein de la présente invention sans à avoir à modifier les pièces concernées. L'accessibilité nécessaire pour manoeuvrer le dispositif d'écrous frein de la présente invention est identique à celle requise pour les dispositifs traditionnels. Selon la caractéristique de l'invention, les écrou (3) et contre-écrou (4) comportent des moyens de coopération mutuelle qui assurent le développement d'un effort radial qui applique énergiquement le taraudage de l'écrou (3) et du contre-écrou (4) contre le filetage de l'arbre (2). L'effort radial développé par l'écrou (3) est schématisé par la flèche (5) sur la figure 1 alors que l'effort radial développé par le contre-écrou (4) est illustré par la flèche (6). Les moyens permettent la création d'efforts radieux alternés exercés respectivement par l'écrou (3) et le contre-écrou (4) sur l'arbre (2). I1 s'ensuit un effort de cisaillement important sur l'arbre (2) et un blocage énergique de l'écrou (3) et contre-écrou (4). I1 faut souligner l'importance de la direction de l'effort radial. En effet, un système écrou - contre-écrou traditionnel développe un effort exial important qui a tendance à modifier la valeur du serrage réalisé par l'écrou seul. Ce phénomène peut être gênant lorsque l'effort de serrage doit être précis. De plus, l'effort de blocage est directement lié à la valeur du pas du filetage. Avec un filetage à pas fin, le blocage du contre-écrou est efficace alors qu'il est pratiquement inopérant si le pas est très grand. Le blocage du dispositif de la présente invention est indépendant de la valeur du pas de vis et de plus, lors du blocage de l'écrou (3) par le contre-écrou (4), aucun effort axial supplémentaire de serrage n'est appliqué. Les efforts de blocage alternés (5) et (6) sont développés par la simple rotation du contre-écrou (k) par rapport à l'écrou (3). Les deux pièces doivent être vissées ensemble sur l'arbre (2), on essure le serrage de l'écrou (3) selon la valeur désirée puis on tourne le contre-écrou (4) d'environ un quart de tour, ce qui provoque le blocage en rotation des deu-x pièces. La figure 2 représente en vue de coupe l'écrou (3). Celui-ci comprend un taraudage intérieur (7). La figure 3 représente le contre-écrou (4) qui renferme un alésage fileté (8). Les parties filetées (7) et (8) respectivement de l'écrou (3) et du contre-écrou (4) correspondent au filetage de l'arbre (2) sur lequel ils sont destinés à être vissés. Les moyens de coopération mutuelle entre l'écrou (3) et le contre-écrou (4) se présentent sous la forme d'un alésage excentré (9) réalisé dans l'écrou (3) et d'une collerette excentrée (10) débordant du contre-écrou (4). La collerette excentrée (10) peut être emboîtée dans l'alésage excentré (9) de telle sorte que les filetages (2) et (8) soient alignés. L'opération inverse aursit également pu être réalisée c'est-è-dire que l'on aurait pu pratiquer un alésage dans le contre-écrou (4) et placer une collerette saillante sur l'écrou (3), toutefois cette solution n'est pas preférentielle étant donné que généralement le contre-écrou (4) présente une épaisseur faible et donc peu propice à la formation d'un alésage interne. L'excentrage de l'alésage (9) et de la collerette (10) vis-à-vis de l'axe des filetages (7) et (8) varie selon les dimensions de l'écrou (3) et du contre-écrou (4). Par exemple, avec un écrou de trente six millimètres de diamètre de filetage (7), un excentrage de cinq dixièmes de millimètre est satisfaisant. Cette valeur est à adapter en fonction des jeux du filetage et des dimensions du dispositif. La figure 4 représente en vue de face le contre-écrou (4) où l'on peut noter le décentrage de la collerette (10) par rapport au taraudage intérieur centré (8). Le diamètre de l'alésage (9) correspond sensiblement au diamètre de la collerette (10). Avec une faible valeur de décentrage pour les collerette (10) et alésage (9), il est possible en raison de la faible pente d'obtenir un effort radial très important lorsque l'on fait pivoter le contre-écrou (4) par rapport à l'écrou (3). Le blocage peut être obtenu en manoeuvrant le contre-écrou (4) dans un sens de rotation quelconque par rapport à l'écrou (3). Pour faciliter la mise en place du dispositif d'écrou (3) et contre-écrou (4) sur l'arbre fileté (2), il est prévu de pouvoir solidariser en rotation l'écrou (3) et contre-écrou (4) durant la phase de mise en place. A cet effet, des moyens de liaison en rotation équipent respectivement l'écrou (3) et contre-écrou (4). A titre d'exemple, on peut percer l'écrou (3) avec un trou (11) et le contre-écrou (4) avec un trou (12) qui permettent l'introduction d'une goupille (13) de liaison en rotation tel qu'illustré aux figures 2 et 3. La mise en place se fait comme suit, on emboîte la collerette (10) du contre-écrou (4) dans l'alésage (9) de l'écrou (3). On enfile la goupille (13) dans l'orifice (12) et (11) de telle sorte que l'écrou (3) et le contre-écrou (4) soient solidaires en rotation meis disposent d'une certaine possibilité de débattement axial l'un par rapport à l'autre. On enfile l'écrou (3) sur l'arbre fileté puis on écarte légèrement le contre-écrou (4) de telle sorte que lui aussi puisse se visser sur l'arbre fileté (2). On serre l'écrou (3) selon la valeur désirée puis tout en immobilisant l'écrou (3), on fait pivoter le contre-écrou (4) d'environ un quart de tôur afin de bloquer l'ensemble. Bien entendu, avant de faire tourner le contre-écrou (4) par rapport à l'écrou (3), il faut au préalable extraire la goupille (13). Le choix des matériaux employés pour la fabrication de l'écrou (3) et du contre-écrou (4) sera adapté en fonction des caractéristiques mécaniques désirées. D'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée' de l'Homme de l'Art, auraient également pu entre envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'écrous frein, qui trouvera notamment son application dans le domaine de la fixation mécanique de sécurité, qui comprend un jeu d'écrou (3) et contre-écrou (4) taraudés, destinés à être vissés sur un arbre fileté (2), vis ou autre élément de visserie standard, c a r a c t é r i s é par le fait que les écrou (3) et contre-écrou (4) comportent des moyens de coopération mutuelle qui assurent le développement d'un effort radial qui applique énergiquement les taraudages des écrou (3) et contre-écrou (4) contre le filetage de l'arbre (2). 2. Dispositif d'écrous frein, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que les moyens permettent la création d'efforts radiaux alternés (5) et (6) exercés respectivement par l'écrou (3) et le contre-écrou (4) sur l'arbre (2). 3. Dispositif d'écrous frein, selon la revendication 2, c a r a c t é r i s é par le fait que les efforts alternés (5) et (6) sont développés par la rotation du contre-écrou (4) par rapport à l'écrou (3). 4. Dispositif d'écrous frein, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que les moyens se présentent sous la forme d'un alésage excentré (9) réalisé dans 1'écrou (3) et d'une collerette excentrée (10) réalisée sur le contre-écrou (4). 5. Dispositif d'écrous frein, selon la revendication 1, c 8 r a c t é r i s é par le fait que les moyens se présentent sous la forme d'un alésage excentré (9) réalisé dans le contre-écrou (4) et d'une collerette (10) excentrée réslisée sur l'écrou (3). 6. Dispositif d'écrous frein, selon la revendication 4, c a r a c t é r i s é par le fait que les excentrages de la collerette (10) et de l'alésage (9) sont identiques. 7. Dispositif d'écrous frein, selon la revendication 6, c a r a c t é r i s é par le fait que la collerette (10) est emboitable dans l'alésage (9). 8. Dispositif d'écrous frein, selon la revendication 3, c a r a c t é r i s é par le fait qu'il présente des moyens de liaison en rotation de l'écrou (3) et du contre-écrou (4). 9. Dispositif d'écrous frein, selon la revendication 8,. c a r a c t é r i s é par le fait que les moyens se présentent sous la forme d'une goupille longitudinale (13) traversant des perçages (11) et (12) respectivement placés sur l'écrou (3) et le contre-écrou (4). 10. Dispositif d'écrous frein, selon le revendication 4, c a r a c t é r i s é par le fait que l'alésage (9) et la collerette (10) présentent un décentrage d'environ 0,5 millimètre par rapport au taraudage (7) et (8) pour un écrou de 36 millimètres.