Brevet FR2622648A1 — publié le 19890505

RondeLLe déformable, permettant notamment de prédéterminer la force minimaLe de serrage d'un écrou ou d'une vis. Il est important, notamment dans les fabrications en grandes séries, par exemple dans la construction automobile, d'ef- fectuer le serrage des écrous sur les vis ou des vis dans des trous taraudés avec une force de serrage suffisante. Or, dans ce genre de fabrication, on utilise fréquemment des visseuses moto- risées et le couple développé par ce genre de machines dépend de leur réglage; ce couple peut varier assez rapidement au cours de l'emploi, entraînant des variations quelquefois importantes de la force de serrage de la vis ou de l'écrou, et, par conséquent, des pièces à assembler. Si l'opérateur n'effectue pas en temps utile la vérification du serrage, par exemple au moyen d'une clé dynamo- métrique, il existe un risque que certains assemblages soient insuffisamment serrés. La présente invention a pour objet une rondelle -défor- mable, permettant de prédéterminer une force de serrage minimale d'une vis ou d'un écrou. La déformation prévue de la rondelle n'intervient en effet qu'après le dépassement d'une force prédéter- minée par la structure de la rondelle, de sorte que, si la déforma- tion n'est pas visible, on peut en déduire avec certitude que la force minimale n'a pas été atteinte. Une rondelle est constituée, comme il est connu, par une pièce massive, généralement métallique et en forme de disque plan, de faible épaisseur par rapport aux dimensions de sa périphérie et présente un perçage central correspondant sensiblement au diamètre de la vis sur laquelle elle doit être montée. Selon l'invention, la rondelle présente sur l'une de ses faces, de préférence sur celle destinée à venir en appui sur l'une des pièces à serrer, un lamage circulaire, concentrique au perçage central, dont le diamètre extérieur est notablement supérieur à celui du perçage central et dont la profondeur est, de préférence, voisine de la largeur de l'anneau lamé. La rondelle comporte, d'autre part, sur sa tranche une gorge visible, dont le fond cylindrique est également coaxial au perçage central. Ce fond cylindrique présente un diamètre au plus égal au diamètre extérieur du lamage circulaire et, de préférence, très voisin de ce diamètre extérieur. L'épaisseur de la gorge est aussi voisine que possible de la profondeur du lamage. L'invention sera mieux comprise et diverses caractéris- tiques secondaires ainsi que ses avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre, en référence au dessin annexé, dans lequel: La figure 1 est une vue en coupe d'une rondelle défor- mable selon l'invention, avant et après serrage. La figure 2 est une vue en coupe partielle avec arrache- ment d'un écrou équipé d'une rondelle selon la figure 1 et consti- tuant avec elle une pièce unique. La figure 3 est une vue en plan de l'écrou représenté sur la figure 2. Si l'on se reporte à la figure 1, on voit une rondelle désignée par la référence générale 1 constituée, ainsi qu'on le sait, par une pièce plate, par exemple un disque, présentant un perçage central la dont le diamètre d est suffisant pour permettre le passage de la tige filetée 2a d'une vis 2 (représentée en trait ponctué> dont la tête 2b peut prendre appui sur la rondelle. La rondelle 1 prend elle-même appui sur une pièce à serrer représentée schématiquement en trait ponctué et désignée par la référence 3. Sur sa face inférieure lb, c'est-à-dire sur celle qui est en contact avec la pièce à serrer 3, la rondelle 1 présente un lamage circulaire lc coaxial au perçage la. Le diamètre D du lamage est bien évidemment supérieur au diamètre d du perçage la et, de préférence, notablement supérieur à celui-ci. Par exemple, dans le cas d'une rondelle circulaire, dont la coupe axiale serait celle qui est représentée sur la figure 1, le diamètre D du lamage sera avantageusement voisin du diamètre moyen de l'anneau que constitue la rondelle. Toutefois, on soulignera dès maintenant et on préci- sera encore plus loin que la formpe de la périphérie extérieure de la rondelle 1 n'est pas imposée par l'invention, bien que la forme d'un disque annuLaire soit la pLus courante et, en généraL, La plus avantageuse. - La profondeur p du Lamage lc n'est pas exactement déter- minée par L'invention, mais eLLe sera de préférence voisine de La Largeur de L'anneau Lamé, c'est-à-dire de La moitié de La Largeur de L'anneau constituant La rondelle eLLe-même. Sur La tranche de La rondeLLe 1 iL est prévu une gorge ld dont Le fond le est cyLindrique et coaxial au perçage centraL la ainsi qu'au Lamage lc. Le diamètre D' de ce fond cyLindrique est au plus égaL au diamètre D du Lamage lc et de préférence très voisin de ce diamètre D. D'autre part, l'épaisseur e de la gorge 1d est elle-même aussi voisine que possible de la profondeur p du Lamage. La raison de ces dispositions apparaîtra plus loin. Bien évidemment, ainsi qu'on le voit sur la figure 1, il subsiste une certaine épaisseur f de matière entre la gorge ld et Le Lamage lc. C'est cette épaisseur f qui permet, comme on va le montrer, de prédéterminer une force de serrage minimale de la vis sur une pièce à serrer ou d'un écrou sur une vis. En effet, lorsqu'on tourne la tête 2b de la vis 2, ce qui a pour effet d'écraser la rondelle 1 sur la pièce à serrer 3, La partie supérieure de la rondeLLe joue Le rôLe d'un poinçon de cisaillement par rapport à la partie inférieure. La force s'exer- çant sur La zone annulaire 1f d'épaisseur f provoquera le cisaiL- Lement de cette zone si le couple exercé sur la tête de La vis est suffisant. Dans cette hypothèse, la partie supérieure de la rondelle peut venir coiffer à peu près exactement La partie infé- rieure (voir figure 1, partie gauche) puisque le fond cylindrique le a un diamètre au plus égal à celui du Lamage et que l'épais- seur e de la gorge est pratiquement égale à la profondeur p du Lamage. Dans le cas, visé par la présente invention, o La vis 2 est entraînée par une visseuse motorisée, cette dernière poursuit son mouvement après le cisaillement de La zone 1f de la rondelle. En pratique, le couple de blocage de la visseuse ne peut se dérégler pendant cette dernière phase de l'opération de serrage qui s'effectue généralement sur moins d'un tour de l'arbre de la visseuse et l'on est donc certain, lorsque la rondelle a pris la position représentée sur la partie gauche de la figure 1, qu'elle est serrée avec une force au moins égale à celle nécessaire au cisaillement de la zone lf. A cet égard, on rappellera que la force F nécessaire au cisaillement de la zone 1g est donnée par la formule F =5 DfR o D est le diamètre moyen de la zone If et f son épaisseur, R étant la résistance du matériau constituant la rondelle. En ce qui concerne la gorge 1d, son épaisseur e sera avantageusement comprise entre 0,5 mm et 2 mm, en fonction des dimensions de la rondelle. Le lecteur a déjà compris l'intérêt de l'invention pour faciliter le contrôle des fabrications, plus particulièrement du serrage des assemblages de pièces par des vis et/ou des écrous. Si l'on examine en effet l'état de la rondelle, on voit immédiatement la gorge ld, lorsque l'assemblage n'est pas suffisamment serré. Il est alors possible de procéder à un nouveau serrage, en général suivi d'une vérification au moyen d'une clé dynamométrique. Au contraire, si la gorge ld a disparu, le contrôleur sait que le serrage est suffisant. D'autre part, le lecteur a également compris que la rondelle selon l'invention peut être placée sous une tête de vis comme dans l'exemple représenté sur la figure 1 ou, au contraire, sous un écrou susceptible d'être monté sur une tige filetée. Il est également évident que le sens de montage de la rondelle est indif- férent, le cisaillement de la zone If se produisant quelle que soit la face de la rondelle en appui sur la pièce à serrer. On soulignera maintenant que la rondelle selon l'inven- tion peut être facilement incorporée à un écrou, pour ne constituer qu'une seule pièce avec lui. Cette variante de réalisation est représentée aux figures 2 et 3. Si l'on se reporte au dessin, on voit un écrou 4 massif à six pans dont le perçage central 4a est taraudé. La base 4b de l'écrou présente un lamage 4c et une gorge 4d dont les caractéristiques ne seront pas à nouveau décrites car elles correspondent respectivement à celles du lamage lc et de la gorge ld décrites en référence à la figure 1. On soulignera seulement que le taraudage de l'écrou se prolonge jusqu'au lamage 4c de la base 4b, laquelle peut être cons- tituée par une collerette circulaire, comme on le voit sur les figures, ou au contraire, présenter une forme hexagonale corres- pondant à celle du corps de l'écrou 4. L'utilisation de l'écrou 4 ainsi que ses avantages sont bien évidemment analogues à ceux qui ont été décrits plus haut, la gorge 4d de la base de l'écrou disparaissant après un serrage suffisant de l'écrou et cisaillement de la zone de raccordement des deux parties constituant la base 4b. REVENDICATIONS 1. Rondelle déformable, permettant notamment de prédéter- miner la force de serrage d'un écrou monté sur une vis ou d'une vis coopérant avec un trou taraudé, constituée par une pièce massive de faible épaisseur par rapport aux dimensions de sa péri- phérie présentant un perçage central correspondant sensiblement au diamètre de la vis sur laquelle elle doit être montée, caractérisée en ce qu'elle présente sur l'une de ses faces (1b), C de préférence celle destinée à venir en appui sur l'une des pièces à serrer, un lamage circulaire lc) concentrique au perçage central (la), dont le diamètre extérieur (D) est notablement supérieur à celui du perçage central et dont la profondeur (p) est de préférence voisine de la largeur de l'anneau lamé et en ce qu'elle comporte sur sa tranche une gorge (1d) visible dont le fond cylindrique (le) est également concentrique au perçage central (la) et présente un diamètre (D') au plus égal au diamètre extérieur (D) du lamage circulaire et de préférence très voisin de ce diamètre extérieur, l'épaisseur (e) de ladite gorge étant aussi voisine que possible de la profondeur (p) du lamage. 2. Ecrou équipé d'une rondelle selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écrou et sa rondelle constituent une pièce unique (4), le perçage central (4a) de la rondelle étant taraudé. 3. Ecrou selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente sur l'une de ses faces (4b) une collerette circulaire, dans laquelle sont pratiqués le lamage (4c) et la gorge (4d) de la rondelle.