Brevet FR2714703A3 — publié le 19950707

FR 2714703 A3 19950707 FR 9500024 A 19950103 L'invention concerne un écrou pour une broche, l'écrou et la broche présentant des filets hélicoïdaux correspondant entre eux qui ensemble forment, une fois l'écrou monte sur la broche, un canal de filetage dans lequel sont insérées des billes pour former, entre l'écrou et la broche, un filetage à roulement à billes qui provoque, à la rotation de l'écrou par rapport à la broche autour d'un axe longitudinal commun à l'écrou et à la broche, un mouvement de l'écrou, dans le sens de la longueur, le long de la broche, l'écrou présentant un canal de recirculation qui débouche, à ses deux extrémités, dans le filet de l'écrou et forme, ensemble avec une section de roulement à billes du canal de filetage placée entre les extrémités du canal de recirculation, un circuit pour les billes dans lequel les billes circulent par rapport à la broche pendant la rotation de l'écrou. Dans certaines applications des filetages à roulement à billes pour des écrous montés sur des broches, en particulier pour des engins de levage et par exemple sur des lits d'hpi- tal - tel que décrit dans le modèle d'utilité allemand N 93-01391.4 - il est indispensable, pour des raisons de sécurité, d'empecher une descente de la broche à travers l'écrou, si les billes s'échappent de manière incontrlée du roulement à billes du filetage. Cela peut sue produire, par exemple, quand le dispositif au niveau de l'écrou, qui est sensé retenir les billes dans leur circuit et/ou fermer le perçage de remplissage, se rompt d'une manière inattendue ce qui peut arriver en particulier à la première mise en service et est désigné comme le "premier cas de défaut. Le but de l'invention est donc d'empecher, pour un écrou du type cité en introduction, une descente de la broche à travers l'écrou, quand les billes s'échappent du roulement à billes du filetage de manière incontrôlée. Le but est atteint par le fait que - le long du filet de l'écrou, il est prévu une section de sécurité qui se trouve à l'extérieur de la section de roulement à billes du canal de filetage formé à la mise en place de l'écrou sur la broche, - l'écrou est muni d'un ressort de sécurité, de forme sensiblement hélicoïdale, inséré dans la zone de la section de sécurité dans le filet de l'écrou, le ressort de sécurité se trouvant, vu dans un plan de coupe passant par l'axe longitudinal d'une part, à l'intérieur et, d'autre part, à l'extérieur du filet de l'écrou, - le filet de l'écrou présente, dans la zone d'une extrémité de la section de sécurité, un évidement, - le ressort de sécurité présente, dans la zone d'une extrémité, une cheville de retenue insérée dans l'évidement du filet de l'écrou, laquelle maintient le ressort de sécurité contre l'écrou, et - à la mise en place de l'écrou sur la broche, le ressort de sécurité vient, dans la zone de la section de sécurité, s'insérer avec du jeu dans le canal de filetage. D'autres configurations avantageuses ressortent également des caractéristiques suivantes: a) la cheville de retenue est réalisée sensiblement comme une saillie cylindrique dirigée radialement vers l'extérieur en formant un angle droit par rapport à l'axe longitudinal et disposée sur le ressort de sécurité et l'évidement du filet de l'écrou constitue sensiblement un perçage cylindrique diri gé radialement vers l'extérieur en formant un angle droit par rapport à l'axe longitudinal. b) la cheville de retenue fait office de section d'extrémité du ressort de sécurité et est coudée radialement vers l'exté- rieur en formant un angle droit par rapport à l'axe longitudinal. c) l'évidement du filet de l'écrou sert de perçage traversant radialement vers l'extérieur l'écrou en formant un angle droit par rapport à l'axe longitudinal. d) le ressort de sécurité est un ressort à boudin cylindrique de coupe transversale circulaire. e) l'évidement du filet de l'écrou est disposé dans la zone d'une extrémité de la section de sécurité voisine de la section de roulement à billes. f) la distance entre la section de sécurité et la section de roulement à billes est dimensionnée de maniere à etre sensiblement égale à une inclinaison du canal de filetage en s'orientant parallèlement à l'axe longitudinal. De par l'invention, on obtient que, d'une part, - quand les billes se trouvent dans le canal de filetage - le filetage nécessaire au roulement à billes est formé par la coopération des billes et des filets de l'écrou et de la broche, pendant que le jeu du ressort de sécurité dans le canal de filetage est garanti, et que le déplacement de l'écrou contre et le long de la broche ne soit pas entravé par le ressort de sécurité et que, d'autre part, en cas d'urgence, quand les billes sont absentes dans le canal de filetage, le ressort de sécurité garantit ensemble avec les filets de l'écrou et de la broche, la formation d'un filetage nécessaire pour que l'écrou reste positionné normalement contre la broche et puisse également se déplacer le long meme de celle-ci quand la friction entre le ressort de sécurité et le filet de la broche doit etre maîtrisée ce qui, en fonctionnement d'urgence, est acceptable. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés. La fig. 1 montre un écrou conforme à l'invention monté sur une broche en coupe longitudinale schématique à travers un axe longitudinal de l'écrou et de la broche. La fig. 2 montre un écrou conforme a l'invention selon la fig. 1 sans la broche dans une coupe longitudinale schématique à travers un axe longitudinal de l'écrou. La fig. 3 est une vue de dessus d'un ressort de sécurité destiné à etre mis en place dans l'écrou conforme à l'invention. La fig. 4 est une vue de côté du meme ressort de sécurité d'après la fig. 3. Dans toutes les figures, les pièces correspondantes sont dotées des mêmes références. Pour une meilleure clareté du dessin, les références indiquant des parties de l'écrou sont réparties entre les fig. 1 et 2, c'est-à-dire toutes les références ne sont pas indiquées sur les deux fig. 1 et 2. Dans la réalisation décrite ci-après en référence aux fig. 1 a 4, toutes les pièces essentielles sont en acier approprié. I1 est cependant entendu qu'une réalisation dans d'autres matériaux équivalents fonctionnels reste tout à fait dans le cadre de l'invention. La fig. 1 représente une broche allongée 1 dont l'axe longitudinal est désigné par A. Un écrou 2 est monté rotativement sur la broche 1. La broche 1 et l'écrou 2 présentent chacun un filet 3 et 4 hélicoïdal autour de l'axe longitudinal A. Ces filets 3 et 4 correspondent entre eux de manière à former ensemble un canal de filetage 5. Des billes 7 sont insérées dans une section à roulement à billes 6 du canal de filetage 5. Ainsi, un filetage à roulement à billes 8 est formé entre l'écrou 2 et la broche 1. A la rotation de l'écrou 2 par rapport à la broche 1, l'écrou 2 effectue un déplacement dans le sens de la longueur le long de la broche 1 autour de l'axe longitudinal commun A. Les billes 7 roulent entre les filets 3 et 4 et ont tendance à se déplacer le long du canal de filetage 5 dans un sens opposé au sens de rotation de l'écrou 2. Pour tenir compte de cette tendance, respectivement pour s'opposer à un encombrement des billes 7, il est prévu pour les billes 7 un circuit 9 dans lequel les billes 7 circulent sans fin lors de la rotation de l'écrou 2 par rapport à la broche 1. Pour former le circuit 9, l'écrou 2 présente un canal de recirculation 10 qui est constitué, dans l'exemple de réalisation représenté, par un tube coudé inséré dans un évidement 11 de l'écrou 2, qui débouche, a ses deux extrémités 12 et 13, dans le filet 4 de l'écrou 2. La section de roulement à billes 6 du canal de filetage 5 est définie entre ces deux embouchures ou extrémités 12 et 13. Ainsi les billes 7 sont en mesure de parvenir, a une extrémité désignée par 12 du canal de filetage 5, dans le canal de recirculation 10 et, à l'autre extrémité désignée par 13, depuis le canal de recirculation 10 dans le canal de filetage 5. Pour retenir les billes 7 dans la section de roulement à billes 6, c'est-à-dire pour les empêcher de quitter le circuit 9 et en particulier de tomber du filetage à roulement à billes 8, dans l'exemple de réalisation représenté, des languettes de déviation 14 sont moulées dans le tube du canal de recirculation 10 dans la zone de ses deux extrémités 12 et 13. En variante, d'autres pièces de retenue connues en soi et de fonction équivalente pourraient également être utilisées dans le canal de filetage 5. Mais si ces languettes de déviation ou pièces de retenue se cassent ou sont repoussées, les billes 7 s'échappent de la section de roulement à billes 6, ce qui rend le filetage à roulement à billes 8 inutilisable et, quand toutes les billes se sont échappées, la broche 1 tombe à travers l'écrou 2. Pour les raisons de sécurité évoquées, il faut l'en empêcher. Dans ce but, comme il est reconnaissable à la fig. 2, il est prévu, sur le filet 4 de l'écrou 2 respectivement sur le canal de filetage 5 (quand l'écrou 2 est monté sur la broche 1), une section de sécurité 15 qui se trouve séparée et à distance de la section de roulement à billes 6 du canal de filetage 5, donc à l'extérieur de celui-ci. Dans la zone de la section de sécurité 15 est inséré, dans le filet 4 de l'écrou 2, un ressort de sécurité 16 représenté plus en détail aux fig. 3 et 4. Le ressort de sécurité 16 est sensiblement hélicoïdal et son inclinaison correspond exactement à celle du canal de filetage 5, c'est-à-dire que les lignes d'ame du canal de filetage 5 et du ressort de sécurité 16 coïncident de manière précise avec le même diamètre hélicoïdal et la même inclinaison. Le ressort de sécurité 16 représenté aux fig. 3 et 4 est essentiellement un ressort à boudin cylindrique classique de coupe transversale 17 circulaire. D'autres coupes transversales, par exemple rectangulaires, sont tout à fait possibles. Ce qui est essentiel à l'invention c'est que le ressort de sécurité 16 (en particulier vu aux fig. 1 et 2, dans un plan de coupe passant par l'axe longitudinal A) soit en partie à l'intérieur et en partie à l'extérieur du filet 4 de l'écrou 2. Le ressort de sécurité 16 constitue ainsi, par rapport à une surface d'enveloppe interne cylindrique 18 de l'écrou 2, une saillie dirigée radialement vers l'intérieur c'est-à-dire en direction de l'axe longitudinal A, laquelle empêche tout glissement de la broche 1 à travers l'écrou 2 en direction de l'axe longitudinal A, ce qui devrait se produire quand les billes viennent à manquer dans le filetage à roulement à billes 8. En fonctionnement normal, quand les billes nécessaires 7 se trouvent dans le filetage à roulement à billes 8, il est prévu que le ressort de sécurité 16 n'entrave pas le fonctionnement du filetage à roulement à billes 8 et ne provoque pas de nuisances dues à la friction. Dans ce but, le profil du ressort de sécurité 16, c'est-à-dire dans la réalisation représentée le diamètre de la coupe transversale circulaire 17 du ressort de sécurité 16, est dimensionné pour être un peu plus petit que le diamètre des billes 7. Du fait de la concordance de forme précise des lignes d'ame du canal de filetage 5 et du ressort de sécurité 16 avec le même diamètre hélicoïdal et la même inclinaison, le ressort de sécurité 16 se trouve alors dans le canal de filetage 5 avec du jeu dans la zone de la section de sécurité 15. Ce jeu permet d'éviter la friction entre les filets 3 et 4 et le ressort de sécurité 16. I1 est en outre prévu que le ressort de sécurité 16 reste positionné en permanence dans la section de sécurité 15 du canal de filetage 5. Pour éviter donc que le ressort de sécurité 16 ne se déplace par le mouvement hélicoïdal le long du canal de filetage, le ressort de sécurité 16 est ancré à l'écrou 2. Dans ce but, il est prévu un évidement 20 dans la zone d'une extrémité 19 de la section de sécurité 15, contre le filet 4 de l'écrou 2, et le ressort de sécurité 16 est muni dans la zone d'une extrémité 21 d'une cheville de retenue 22. Lors de l'insertion du ressort de sécurité 16 dans le filet 4 de l'écrou 2, la cheville de retenue 22 du ressort de sécurité 16 est insérée dans l'évidement 20 de l'écrou 2, le ressort de sécurité 16 étant ainsi maintenu contre l'écrou 2. Dans la réalisation préférée représentée, la cheville de retenue 22 est une saillie essentiellement cylindrique moulée au ressort de sécurité 16, qui est dirigée vers l'extérieur radialement c'est-à-dire en formant un angle droit par rapport à l'axe longitudinal A et se compose d'une section d'extrémité 23 du ressort de sécurité 16, coudée vers l'extérieur radialement en formant un angle droit par rapport à l'axe longitudinal. De même dans la réalisation préférée représentée, l'évidement 20 est un perçage cylindrique dirigé vers l'extérieur radialement, c'est-à-dire en formant un angle droit par rapport à l'axe longitudinal A, qui peut être prévu pour soulager la fabrication de l'écrou en particulier en tant que perçage 24 traversant radialement l'écrou vers l'extérieur en formant un angle droit par rapport à l'axe longitudinal. Un compromis optimal au niveau des dimensions des pièces décrites et au niveau de leur fabrication facile tout en conservant les exigences de sécurité consiste dans le fait que, comme représenté dans la réalisation préférée, l'évidement 20 du filet 4 de l'écrou 2 est disposé dans la zone de l'extrémité 19 de la section de sécurité 15, voisine de la section de roulement à billes, et en particulier dans le fait que la distance entre la section de sécurité 15 et la section de roulement à billes 6 est dimensionnée en direction parallèlement à l'axe longitudinal A de façon sensiblement égale à une inclinaison du canal de filetage 5 respectivement des lignes d'âme communes du canal de filetage 5 et du ressort de sécurité 16. La réalisation, décrite dans ce qui précède et représentée aux fig. 1 à 4, de la cheville de retenue 22 du ressort de sécurité 16 est préférée, car elle est particulièrement simple et peu onéreuse à fabriquer. I1 est cependant entendu que d'autres conceptions sont tout à fait possibles. Par exemple, la cheville de retenue peut avoir la forme d'une saillie collée, brasée (pour d'autres matériaux) ou soudée au ressort de sécurité et/ou l'évidement correspondant de l'écrou peut être un perçage borgne ou présenter encore une autre forme par exemple prismatique. REVENDICATIONS 1. Ecrou pour broche, l'écrou (2) et la broche (1) présentant des filets hélicoïdaux (3, 4) correspondant entre eux qui ensemble forment, une fois l'écrou (2) monté sur la broche (1), un canal de filetage (5) dans lequel sont insérées des billes (7) pour former, entre l'écrou (2) et la broche (1), un filetage à roulement à billes (8) qui provoque, à la rotation de l'écrou (2) par rapport à la broche (1) autour d'un axe longitudinal (A) commun à l'écrou (2) et à la broche (1), un mouvement de l'écrou (2), dans le sens de la longueur, le long de la broche (1), l'écrou présentant un canal de recirculation (10) qui débouche, à ses deux extrémités (12, 13), dans le filet (4) de l'écrou (2) et forme, ensemble avec une section de roulement de bille (6) du canal de filetage (5) placée entre les extrémités (12, 13) du canal de recirculation (10), un circuit (9) pour les billes (7) dans lequel les billes (7) circulent par rapport à la broche (1) pendant la rotation de l'écrou (2), caractérisé en ce que - le long du filet (4) de l'écrou (2), il est prévu une section de sécurité (15) qui se trouve à l'extérieur de la section de roulement à billes (6) du canal de filetage (5) formé à la mise en place de l'écrou (2) sur la broche (1), - l'écrou (2) est muni d'un ressort de sécurité (16) de forme sensiblement hélicoïdale, inséré dans la zone de la section de sécurité (15) dans le filet (4) de l'écrou (2), le ressort de sécurité (16) se trouvant, vu dans un plan de coupe passant par l'axe longitudinal (A), d'une part, à l'intérieur et, d'autre part, a l'extérieur du filet (4) de l'écrou (2) - le filet (4) de l'écrou (2) présente, dans la zone d'une extrémité (19) de la section de sécurité (15), un évidement (20), - le ressort de sécurité (16) présente, dans la zone d'une extrémité (21), une cheville de retenue (22) insérée dans l'évidement (20) du filet (4) de l'écrou (2), laquelle maintient le ressort de sécurité (16) contre l'écrou (2), - à la mise en place de l'écrou (2) sur la broche (1), le ressort de sécurité (16) vient, dans la zone de la section de sécurité (15), s'insérer avec du jeu dans le canal de filetage (5). 2. Ecrou selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cheville de retenue (22) est réalisée sensiblement comme une saillie cylindrique dirigée radialement vers l'extérieur en formant un angle droit par rapport à l'axe longitudinal (A) et disposée sur le ressort de sécurité (16) et en ce que l'évidement (20) du filet (4) de l'écrou (2) constitue sensiblement un perçage cylindrique dirigé radialement vers l'extérieur en formant un angle droit par rapport à l'axe longitudinal (A). 3. Ecrou selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cheville de retenue (22) fait office de section d'extrémité (23) du ressort de sécurité (16) et est coudée radialement vers l'extérieur en formant un angle droit par rapport à l'axe longitudinal (A). 4. Ecrou selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'évidement (20) du filet (4) de l'écrou (2) sert de perçage (24) traversant radialement vers l'extérieur l'écrou (2) en formant un angle droit par rapport à l'axe longitudinal (A). 5. Ecrou selon l'une des revendications 1 à 4. caractérisé en ce que le ressort de sécurité (16) est un ressort à boudin cylindrique de coupe transversale circulaire (17). 6. Ecrou selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évidement (20) du filet (4) de l'écrou (2) est disposé dans la zone d'une extrémité (19) de la section de sécurité (15) voisine de la section de roulement à billes (6). 7. Ecrou selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre la section de sécurité (15) et la section de roulement à billes (6) est dimensionnée de manière à être sensiblement égale à une inclinaison du canal de filetage (5) en s'orientant parallèlement à l'axe longitudinal (A).