Brevet FR2711194A1 — publié le 19950421

VIS AUTOFREINSE DE LIAISON DE PIECES DE MICRONBCANIQUB La présente invention est relative a une vis autofreinée de liaison de pièces de micromécanique, par exemple utilisée pour le montage de maillons de bracelet de bijouterie ou d'horlogerie, ou pour la liaison entre les serre-cercles fermant les cercles porteurs de verres d'une paire de lunettes, ou pour la réunion des charnons d'une charnière de lunettes. I1 est connu de prévoir des moyens pour éviter que les pièces assemblées par vissage ne puissent se desserrer. Par exemple, la vis décrite dans le document CH 601 684 comprend un évidement annulaire présentant une surface outil venant en butée contre une portion de la pièce taraudée lors du déplacement axial produit par le serrage de la vis. Cette portion étant déformable, elle est repoussée dans l'évidement annulaire par la surface outil lors du serrage ultime de la vis. Toutefois, l'usinage d'un évidement annulaire dans une vis de petit diamètre augmente notablement son coût de réalisation, et surtout, affaiblit sensiblement la charge maximum supportable en serrage. Dans le document EP 0 393 244, il est prévu d'usiner un siège conique dans la pièce prévue pour recevoir la tête de la vis, qui est elle même conique. Le cône du siège étant supérieur de 1 & 3 degrés par rapport au cône de la tête, celle-ci vient se coincer dans le siège lors du serrage final. Toutefois, outre le fait que la réalisation d'un siège conique selon un angle très précis s'avère également onéreux, il convient de noter que l'effet de blocage disparaît dès la moindre rotation en sens inverse de la vis, ce qui ne manque pas de se produire tôt ou tard notamment dans une charnière de lunettes dans laquelle les charnons sont régulièrement manoeuvrés l'un par rapport b l'autre. Pour compenser les défauts mentionnés précédemment, il est proposé, dans le document EP 0 542 157 de garnir la partie inférieure de la tête de la vis d'un anneau en matière synthétique présentant une moitié supérieure cylindrique et une moitié inférieure conique. Toutefois, cet anneau doit être soit rapporté, soit injecté lors d'une opération de reprise, ce qui augmente son coût. Surtout, les qualités de serrage et la fiabilité dans le temps dépendent, dans une trop large mesure, de la qualité du matériau synthétique finalement installé. Le but de la présente invention est une vis de liaison de pièces d'utilisation dans le domaine de la micromécanique dont l'autofreinage soit efficace pour l'empêcher de se desserrer intempestivement, même si utilisée pour assembler des pièces mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre, notamment des charnons de charnières de lunettes. De plus, il est désirable que le mode de freinage autorise un desserrage partiel de la vis lors de l'ajustement du jeu, donc de la mobilité, entre les pièces assemblées. Enfin, une telle vis doit rester peu coûteuse, et conserver de bonnes caractéristiques de tenue mécanique, même dans des dimensions compatibles avec des pièces de micromécanique. Ces buts sont réalisés par une vis dont au moins l'une des extrémités du filetage s'estompe progressivement, et dont les longueurs de la portée cylindrique puis du filetage sont telles que cette extrémité progressive de filetage réagisse en compression radiale élastique, voire plastique, avec une partie de la pièce taraudée. Selon un premier mode de réalisation, la longueur de la portée cylindrique de la vis est supérieure a l'épaisseur de la ou des pièces assemblées par-dessus la pièce taraudée, et la fin du filetage du côté de la portée cylindrique s'estompe progressivement. De préférence, la longueur de la portée cylindrique est supérieure a l'épaisseur des pièces assemblées par-dessus la pièce taraudée d'une valeur au moins correspondante b un demi pas de filet du filetage, notamment d'une valeur comprise entre un demi et quatre fois le pas. Ainsi, lorsque l'on force la rotation de la vis dans une pièce de micromécanique au moment où la portée cylindrique atteind l'entrée du taraudage, il se crée, au niveau de l'extrémité progressive du pas de filet de la vis et de ce départ du taraudage, une déformation élastique des filets, voire plastique selon la profondeur des filets et les caractéristiques des matériaux en présence. Selon un second mode de réalisation, la longueur totale de la vis est supérieure a la somme, d'une part, de l'épaisseur de la ou des pièces assemblées par-dessus la pièce taraudée et, d'autre part, de la profondeur du taraudage qui est lui-même inférieur å la longueur du trou traversant dans l'épaisseur de la pièce taraudée, le début du filetage å l'extrémité de la vis s'amorçant progressivement. De préférence, la longueur totale de la vis est supérieure a la somme de l'épaisseur des pièces assemblées par-dessus la pièce taraudée et de la profondeur du taraudage d'une valeur au moins correspondante å un demi pas de filet du filetage, notamment d'une valeur comprise entre un demi et quatre fois le pas. Ainsi, lorsque l'on force la rotation de la vis dans une pièce de micromécanique au moment où le début du filetage atteind la fin du taraudage, il se crée, au niveau du départ progressif du pas de filet de la vis et du début du trou borgne rémanent, une déformation élastique de la paroi du trou et/ou des filets, déformation éventuellement plastique selon la profondeur des filets et les caractéristiques des matériaux en présence. Lorsque la vis a été tournée en force jusqu'a ce que sa tête entre en contact avec la première pièce Le couple nécessaire pour déformer le taraudage de la pièce en un collet de serrage dépend de la dureté de la pièce, mais aussi du diamètre de la vis, de la longueur et de la profondeur de son pas de filetage. Par exemple, pour une vis en acier inox, présentant un diamètre de l'ordre du 1,4 millimètres, inséré dans une pièce en maillechort, le pas de filetage est, de préférence, de l'ordre de 0,3 millimètre et la profondeur du pas est de 0,15 å 0,35 millimètre. L'invention sera mieux comprise a l'étude de modes de réalisation pris & titre nullement limitatif et décrit par les figures suivantes - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un premier mode d'utilisation d'une vis selon l'invention réunissant deux pièces, - la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un second mode de réalisation d'une vis selon l'invention réunissant deux pièces, - la figure 3 est une vue en coupe d'une vis selon la figure 1 appliquée å une charnière de lunettes, et - la figure 4 est une vue en coupe d'une vis selon la figure 2 appliquée å une charnière de lunettes. Sur la figure 1 est illustrée une vis 30 reliant une pièce supérieure 10 a une pièce inférieure 20, cette pièce inférieure présentant un taraudage 22 dans lequel est engagé le filetage 36 de la vis. La vis 30 présente une portée cylindrique lisse 34 entre sa tête 32 et son filetage 36 qui, si nécessaire, peut constituer un axe de rotation pour la première pièce 10 par rapport & la seconde pièce 20. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la vis 30 est choisie de telle sorte que longueur "1" de sa portée 34 dépasse l'épaisseur "h" de la pièce (ou des pièces) tenues entre la tête 32 et la pièce taraudée 20. De plus, il est important que la taille de son filetage 36 s'effectue de telle sorte que l'outil pénètre ou se retire progressivement au niveau de la portée cylindrique 34 de telle sorte å ce que l'extrémité 37 de ce filetage se présente comme une rampe. Alors, si on poursuit le vissage d'une telle vis lorsque l'extrémité de la portée 34 atteind le premier filet du taraudage 22, la rampe 37 interagit avec ce premier filet, et il se crée une déformation locale engendrant des contraintes de pression radiale. Si la dureté de la pièce est supérieure a celle de la vis, le premier filet du taraudage taille de nouveaux filets dans la portée 34 qui réagit par des contraintes de pression orientée vers l'extérieur. Dans ce cas, la pièce taraudée reste intacte, mais la vis peut être affaiblie au point de se rompre immédiatement ou ultérieurement. A l'inverse, si la dureté de la vis est supérieure å celle de la pièce, les premiers filets 40 du taraudage sont écrasés en un partie également cylindrique, mais en réagissant par la formation de zones annulaire 42 de compression orientée vers l'intérieur. Ceci est notamment le cas si la vis est réalisée en acier, de préférence en acier inox, présentant une dureté vicker de l'ordre de 220, alors que la pièce taraudée 20 est réalisée en laiton ne présentant qu'une dureté vicker de 80, ou en titane de dureté vicker de 120, ou même en maillechort de dureté vicker de l'ordre de 160. Si la vis et la pièce taraudée sont réalisées dans un même matériau, on peut considérer que la déformation se répartie pour moitié entre les deux pièces, ce qui peut être utile si on désire conserver quelque peu les filets dans la pièce taraudée sans trop affaiblir la vis, afin de permettre un nombre limité de démontages. Si on souhaite que le serrage s'effectue sur tout le pourtour de la vis, il convient de prévoir une longueur Zl" de la portée 34 supérieure & l'épaisseur "h" de la pièce 10 d'au moins la valeur du pas de filetage 36. De plus, la force résultante d'autofreinage est directement proportionnelle au nombre de filets impliqués. Ainsi, dans le cas d'une association de matériau de dureté importante, tel que l'acier inox et le maillechort, un serrage suffisant peut être atteind avec un enfoncement de 0,2 b 0,3 millimètre, soit un tour de vis. Par contre, si l'un des matériaux présente une dureté plus faible, tel que l'association de l'acier inox et de laiton, un serrage suffisant nécessite un enfoncement de l'ordre de 0,4 å 0,6 millimètre, soit entre deux et trois tours de vis. En fait, il est souhaitable d'augmenter un peu plus ce dépassement pour laisser une latitude de desserrage pour d'éventuels réglages. Sur la figure 2 est illustré un second mode de réalisation dans lequel les parties similaires sont désignées par des références identiques. Plus particulièrement, l'orifice traversant 28 percé initialement dans la pièce 20 n'est ici taraudé que sur une profondeur "p" inférieure å l'épaisseur totale de la pièce, laissant donc une partie inférieure étroite. Par ailleurs, la vis 30 est sélectionnée de telle sorte que sa longueur totale mesurée å partir de la tête, donc la longueur de la portée cylindrique 34 et du filetage 36, soit supérieure å la somme de l'épaisseur "h2" de la première pièce 10 et de la profondeur "p" du taraudage partiel 23 dans la pièce 20. Alors, si on poursuit le vissage d'une telle vis lorsque l'extrémité du filetage 36 atteind la fin du taraudage partiel 23, le départ progressif 38 du filetage mord dans le début de la partie rémanente de l'orifice 28, et il se crée, å ce niveau, une déformation locale engendrant des contraintes de pression radiale. Si la dureté de la pièce 20 est supérieure a celle de la vis, les premiers filets se transforment en une zone sensiblement cylindrique de compression orientée vers l'extérieur. A l'inverse, si la dureté de la vis est supérieure d celle de la pièce, les filets de la vis poursuivent le taraudage 23 en créant des zones de contraintes 44 orientées vers l'intérieur. Sur la figure 3 est illustrée une application du premier mode de réalisation de l'invention pour une charnière de lunettes dans laquelle la longueur "l" de la portée 34 correspond å l'épaisseur de la branche supérieure 11 du charnon femelle, plus l'épaisseur du charnon mâle 12 "hl", plus, selon l'invention, une partie de l'épaisseur de la branche inférieure 20 du charnon femelle taraudée. Comme on peut aisément le comprendre, le couple minimum nécessaire à appliquer å la vis pour former une zone de serrage 42 selon l'invention est d'autant moindre que le pas du filetage 36 est petit, et que la profondeur du filetage est également petit, au risque que ce filetage n'est plus de prise. En fait, après de nombreux essais en atelier, il s'est avéré que, pour une vis en acier inox de diamètre de l'ordre de 1,4 millimètres inséré dans une charnière de lunettes en maillechort telle qu'illustrée sur la figure 2, un juste équilibre entre une bonne tenue de la vis et un couple de vissage supportable par la tête 32, implique que le pas de vis soit de l'ordre de 0,3 millimètre pour une profondeur de 0,2 & 0,3 millimètre. Dans le cas d'une vis en acier inox insérée dans un charnon en laiton, on peut envisager un pas de vis un peu plus important, la profondeur étant simultanément augmentée. Le diamètre de la tête 32 est de l'ordre de 2 millimètres, cette tête avec son encoche pouvant être redimensionnée jusqu' & 2,5 voire 3 millimètres pour supporter un meilleur couple de formation de la zone de serrage par déformation. La figure 3 illustre une application å la lunetterie du second mode de réalisation de l'invention dans laquelle le filetage 36 s'est ménagé une zone de serrage 44 dans la partie inférieure non taraudée de la branche 20. La longueur "h2 n des pièces présentes au-dessus de la branche partiellement taraudée 20 est diminuée pour tenir compte de la présence d'un siège 15 de tête de vis 32, le point de départ pour le calcul de cette longueur étant alors le fond 16 de ce siège. De nombreuses améliorations peuvent être apportées & cette vis autofreinée dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Vis autofreinée (30) pour l'assemblage de pièces (10,20), caractérisée en ce qu'au moins l'une des extrémités du filetage (37) s'estompe progressivement, et en ce que les longueurs de la portée cylindrique (34) puis du filetage (36) sont telles que cette extrémité progressive (37) de filetage réagisse en compression radiale élastique, voire plastique, avec une partie (40) de la pièce taraudée (20). 2. Vis selon la revendication 1, caractérisée en ce que la longueur "1" de la portée cylindrique (34) est supérieure å l'épaisseur "h" de la ou des pièces assemblées (10) par-dessus la pièce (20) taraudée, et en ce que la fin (37) du filetage (36) du côté de la portée cylindrique s'estompe progressivement. 3. Vis selon la revendication 1, caractérisée en ce que la longueur totale de la vis (30) est supérieure å la somme, d'une part, de l'épaisseur (h2) de la ou des pièces (10) assemblées par-dessus la pièce taraudée (20) et, d'autre part, de la profondeur "p" du taraudage (23) qui est lui-même inférieur à la longueur de l'orifice (28) traversant dans l'épaisseur de la pièce taraudée, le début (38) du filetage (36) a l'extrémité de la vis s'amorçant progressivement. 4. Vis selon la revendication 2, caractérisée en ce que la longueur "1" de la portée cylindrique (34) est supérieure a l'épaisseur "h" des pièces assemblées (10) pardessus la pièce taraudée (20) d'une valeur comprise entre un demi et quatre fois le pas du filetage (36). 5. Vis selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la dureté de la vis (30) est supérieure a la celle de la pièce taraudée (20). 6. Vis selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la vis (30) est réalisée en acier alors que la pièce taraudée (20) est réalisée en cuivre, laiton, titane ou maillechort. 7. Vis selon la revendication 4, caractérisée en ce que son diamètre étant de l'ordre de 1,4 millimètres, le pas de filetage est de l'ordre de 0,3 millimètre et la profondeur du filetage est de 0,15 å 0,35 millimètre.