Brevet FR2624931A1 — publié le 19890623

La présente invention a essentielement pour objet un élément fileté perfectionné, tel que par exemple un élément fileté mâle formant une vis. Elle vise également un assemblage de pièces quelconques, réalisé à l'aide d'un tel élément fileté. On sait depuis longtemps qu'un filetage hélicoïdal comporte un fond qui présente, en section suivant un plan contenant l'axe de l'élément fileté, une forme arrondie se raccordant tangentiellement aux flans du filetage. Or, dans un assemblage réalisé à l'aide de tels éléments filetés, il se produit à la longue ou lorsque l'assemblage est sollicité par des forces extérieures, des contraintes qui se situent dans l'élément fileté au niveau du fond arrondi du filet. De telles contraintes nuisent évidemment à la sécurité de l'assemblage et peuvent même aller jusqu'à provoquer des ruptures de l'élément fileté et donc la désolidarisation des pièces assemblés. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un élément fileté dont le fond du filetage hélicoïdal est tel que la contrainte maximum au niveau du fond du filet est considérablement réduite, ce qui permet d'augmenter la durée d'utilisation ou la charge des assemblages, et ce qui, du même coup améliore nettement la sécurité recherchée pour ceux-ci. A cet effet, l'invention a pour objet un élément fileté, tel que par exemple un élément fileté mâle formant vis, comprenant au moins un filet hélicoïdal dont le fond présente, en section suivant un plan contenant l'axe de l'élément fileté, une forme arrondie se raccordant tangentiellement aux flans du filet, caractérisé en ce que le fond du filet, vu suivant ladite section, comporte au moins trois arcs de cercle se raccordant tangentiellement entre eux et avec les flans du filet. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, les trois arcs de cercle précités se composent de deux arcs de cercle de rayons égaux raccordés tangentiellement aux flans du filet et un arc de cercle milieu de rayon différent raccordé tangentiellement aux deux arcs de cercle de rayons égaux. Le rayon des deux arcs de cercle de rayons égaux est égal à 0,095 x pas du filetage de l'élément fileté, ces deux arcs de cercle comportant chacun un point de raccordement aux flans du filet dont la distance à l'axe de symétrie de l'élément fileté est égale à 0,156 fois le pas du filetage, tandis que les centres de ces deux arcs de cercle de rayons égaux sont situés sur une droite perpendiculaire au flan du filet au niveau du point de raccordement précité, les rayons des deux arcs de cercle étant définis par la distance entre leurs centres précités et ledit point de raccordement. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'arc de cercle milieu se raccordant tangentiellement aux deux arcs de cercle de rayons égaux précités, possède un centre situé sur l'axe de symétrie du filet à une distance égale à 1,57 fois le rayon des deux arcs de cercle de rayons égaux, cette distance étant comptée à partir de l'intersection de ces rayons avec ledit axe de symétrie. La forme particulière du fond du filetage de l'élément fileté selon cette invention conduit avantageusement à une réduction des contraintes qui est supérieure à 10%. Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaUtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels: - la figure 1 est une demi-vue en coupe axiale et partielle d'un élément fileté conforme à cette invention; et la figure 2 est une vue d'un filet à grande échelle et en section suivant un plan passant par l'axe de l'élément fileté. En se reportant aux figures 1 et 2, on voit un élément fileté 1 qui peut revêtir par exemple la forme d'une vis, et qui comprend un filet hélicoïdal F comportant des flans 2 auxquels se raccorde tangentiel- lement un arrondi 3 formant le fond du filet F. Conformément à l'invention, et comme on le voit mieux sur la figure 2, le fond 3 du filet est constitué par trois arcs de cercle, à savoir deux arcs de cercle 4 de rayons égaux raccordés tangentiellement aux flans 2 du filet, et un arc de cercle milieu de rayon différent et raccordé tangentiellement aux deux arcs de cercle 4 de rayons égaux. On a montré en 01 les centres des arcs de cercle 4, lesquels centres sont situés sur une droite perpendiculaire au flan 2 du filet, au niveau du point de raccordement Z des arcs de cercle 4 aux flans 2. Le rayon r1 est donc défini par la distance 01Z. En outre, la distance D du point de raccordement Z à l'axe de symétrie XX' du filet sera égale à 0,156 fois le pas du filetage, le rayon rI1 des deux arcs de cercle 4 possédant une longueur telle que r1 = 0,095 fois le pas du filetage. On a montré en 02 sur la figure 2 le centre de l'arc de cercle milieu 5, lequel centre est situé sur l'axe de symétrie X-X' du filet F à une distance A telle que A = 1,57r1 comptée à partir de l'intersection I des deux rayons r1 avec ledit axe de symétrie X-X'. On a repéré en r2 sur la figure 2 le rayon de l'arc de cercle milieu 5 qui est défini par la distance 02C. On comprend donc qu'avec toutes les données ci-dessus, les arcs de cercle 4 et 5 formant le fond du filet F pourront être définis et cela pour différentes valeurs de pas. C'est ainsi que par exemple pour un pas de 1 mm, r1 = 0,095 mm et r2 = 0,301 mm. Egalement, pour un pas de 1,5 mm, r1 = 0,142 mm et r2 = 0,451 mm. Grâce à cette configuration particulière à trois arcs de cercle formant le fond du filetage, on peut obtenir une diminution de 11% de la contrainte maximale dans la partie F1 du fond de filet, dite contrainte de Von MISES. On a donc réalisé suivant l'invention un profil optimal de filetage grâce à trois arcs de cercle formant le fond du filetage et tels que définis cidessus, de façon à réduire notablement le taux de contraintes dans l'élément fileté au niveau du filetage. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS 1. Elément fileté, tel que par exemple un élément fileté mâle formant vis, comprenant au moins un filet hélicoïdal F dont le fond (3) présente, en section suivant un plan contenant l'axe de l'élément fileté (1), une forme arrondie se raccordant tangentiellement aux flans (2) du filet, caractérisé en ce que le fond (3) du filet, vu suivant ladite section, comporte au moins trois arcs de cercle (4, 5) se raccordant tangentiellement entre eux et avec les flans (2) du filet. 2. Elément fileté selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trois arcs de cercle précités se composent de deux arcs de cercle (4) de rayons égaux (r1) raccordés tangentiellement aux flans (2) du filet et, d'un arc de cercle milieu (5) de rayon (r2) différent raccordé tangentiellement aux deux arcs de cercle de rayons égaux (4). 3. Elément fileté selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que le rayon (r1) des deux arcs de cercle (4) de rayons égaux est tel que r1 = 0,095 x pas. du filetage de l'élément fileté (1), ces deux arcs de cercle (4) comportant chacun un point de raccordement (Z) au flan du filet dont la distance (D) à l'axe de symétrie (X-X') du filet est égale à 0,156 fois le pas du filetage, tandis que les centres (01) des arcs de cercle de rayon (r1) sont situés sur une droite perpendiculaire au flan (2) du filet au niveau du point de raccordement (Z), ledit rayon ( r1) étant défini par la distance (01Z). 4. Elément fileté selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'arc de cercle milieu (5) de rayon (r2) se raccordant tangentiellement aux deux arcs de cercle de rayon (r1) possède un centre (02) situé sur l'axe de symétrie (X-X') du filet à une distance A telle que A = 1,57r comptée à partir de l'intersection (I) des deux rayons (r) avec ledit axe de symétrie. 5. Assemblage de pièces quelconques à l'aide d'au moins un élément fileté selon l'une des revendications 1 à 4.