Brevet FR2766529A1 — publié le 19990129

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne un écrou sans aucun risque de desserrage par inadvertance, comprenant un alésage fileté intérieurement formé à travers l'écrou autour de son axe central une base pouvant recevoir une clé de serrage une bride annulaire faisant partie intégrante de la base et dressée vers le haut sur celle-ci la bride annulaire étant coaxiale avec la base et formant une zone supérieure de l'alésage fileté intérieurement cet et un certain nombre de rainures généralement droites vertica les formée dans une zone périphérique extérieure de la bride annulaire à intervalles angulaires, de manière à di viser la bride annulaire en un certain nombre de segments de paroi de rayons propres, chaque segment étant interposé entre l'une des rainures droites et la suivante L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel écrou. 2. Description de l'art antérieur Les écrous de ce type sont conçus pour être protégés contre tout desserrage indésirable de ceux-ci lorsqu'ils sont vissés sur des boulons, sans nécessiter aucune rondelle spéciale ou analogue, de sorte qu'ils ont été très largement utilisés dans divers domaines. Dans l'un des écrous selon l'art antérieur, tel que décrit dans la Publication de Brevet Japonaise ("PBJ") Hei. 3-7806 (1991), des sorties radiales sont formées dans le corps de l'écrou autour d'une zone d'extrémité extérieure de son alésage fileté. Certaines spires du filetage de l'écrou sont divisées en plusieurs segments, et chaque segment comporte une extrémité arrière (vue dans la direction de fixation) qui est enfoncée vers l'intérieur en direction de la périphérie des boulons sur lesquels les écrous doivent être fixés. Ces extrémités arrières doivent mordre dans le filetage du boulon lorsque l'écrou tend par inadvertance à tourner en sens inverse pour se desserrer. Cette structure est très efficace pour empêcher les écrous de se desserrer invo lontairement, bien que la formation de ces sorties radiales nécessite beaucoup de temps et de travail en augmentant ainsi le coût de fabrication. Cependant, il n'est pas nécessairement facile de former ces sorties avec une précision et une fiabilité satisfaisantes. De plus, les filetages des boulons peuvent être plus ou moins endommagés lorsqu'ils sont mordus ou éraflés par les extrémités arrières. Dans un autre exemple de l'art antérieur représenté dans la Publication de Brevet Japonaise Sho. 58-15139, un corps d'écrou comporte un collier cylindrique faisant partie intégrante de celui-ci et qui est enfoncé d'un bord vers l'autre par une paire de matrices en creux. Un collier elliptique ainsi formé doit d'abord, dans les premiers stades, protéger suffisamment l'écrou de son desserrage involontaire, mais cet effet doit bientôt s'affaiblir lorsque l'écrou est vissé et dévissé de manière répétitive sur un boulon. Cela est dû au fait qu'une telle déformation élastique répétée du collier elliptique doit laisser globalement une contrainte plastique permanente considérable dans ses éléments de texture métallurgique fine, de sorte qu'il reprend pratiquement sa section transversale ronde initiale en n'étant plus capable d'empêcher l'écrou de se desserrer. Dans un autre exemple encore décrit dans la Publication de Brevet Japonaise réexaminée Sho. 55-44126, des rainures parallèles et séparées sont formées dans la direction de l'hélice à intervalles angulaires réguliers, dans une partie d'extrémité conique d'un écrou. Cette partie d'extrémité est ensuite pressée de façon centripète pour rendre son diamètre intérieur effectif légèrement plus petit que celui de la partie d'écrou principale, ce qui permet à ces rainures parallèles d'être amenées en prise forcée puissante avec le filetage mâle d'un boulon. Une telle partie d'extrémité rainurée de l'écrou est suffisamment élastique pour assurer un effet suffisant pour empêcher le desserrage involontaire de l'écrou, même si le montage et le démontage de cet écrou sont répétés de nombreuses fois. Cependant, le filetage mâle du boulon risque de pouvoir se prendre dans les rainures parallèles séparées, et de coincer l'écrou. RESUME DE L'INVENTION La présente invention a pour but de créer un écrou sans aucun risque de desserrage involontaire, et pouvant être fabriqué à bon marché avec un bon rendement pour les utilisations pratiques. Un autre but de l'invention est de créer un procédé de fabrication d'un tel écrou. A cet effet, la présente invention concerne un écrou sans risque de desserrage par inadvertance, caractérisé en ce que l'un au moins des segments de paroi est enfoncé de manière centripète pour réduire son rayon, tandis que les autres segments restent non enfoncés. Chaque rainure droite est interposée entre le segment de paroi devant être enfoncé et le segment adjacent ne devant pas être enfoncé. Le premier segment peut ainsi être enfoncé doucement à un degré voulu, avec une productivité améliorée et à un moindre coût de fabrication, sans que ce dernier segment subisse une déformation indésirable quelconque. En cours d'utilisation, les segments de paroi enfoncés, de rayons réduits, doivent se dilater élastiquement lorsque l'écrou est vissé et serré sur un boulon, du fait de l'élasticité des rainures droites. Lorsque l'écrou est dévissé du boulon, l'élasticité des rainures droites doit permettre aux segments de paroi enfoncés de retrouver leur état naturel, c'est à dire non dilaté. Le filetage intérieur s'étendant à travers tout l'écrou est continu d'une extrémité à l'autre de celui-ci, ce qui évite à l'écrou de se coincer. De préférence, les segments de paroi enfoncés et ceux qui ne sont pas enfoncés doivent être alternés les uns avec les autres de façon que chacun des premiers sont interposé entre deux autres des seconds, tous les segments étant disposés à intervalles angulaires réguliers autour de l'alésage fileté. Cette caractéristique est avantageuse en ce que les forces de pression centripètes appliquées aux segment s de paroi d'un écrou semi-fini, doivent s'annuler les unes les autres. Dans ce cas, une structure simple doit suffire pour supporter l'écrou semi-fini pendant le processus d'enfoncement, tandis que tous les segments devant être enfoncés sont déformés uniformément au même degré. En opération, les forces de frottement forcé apparaissant entre les segments de paroi enfoncés et la périphérie extérieure du boulon, sont réparties symétriquement entre elles par rapport à l'axe central de l'écrou. Par suite, l'axe central de l'écrou est protégé contre tout décalage par rapport à l'axe central du boulon, et l'écrou peut maintenant être vissé facilement et doucement sans rencontrer la moindre irrégularité de contrainte de frottement autour de l'axe. Typiquement, le nombre des segments de paroi enfoncés peut être de trois, mais il peut également être de deux, de quatre ou plus. De préférence également, le rayon extérieur de chaque segment de paroi enfoncé est supérieur à celui de chaque segment non enfoncé, au moins dans l'état dans lequel les premiers segments ne sont pas encore soumis au processus de déformation centripète. Les segments de paroi devant être enfoncés doivent ainsi avoir leurs côtés extérieurs qui font saillie de manière centrifuge au-delà de ceux des segment s de paroi ne devant pas être enfoncés. Cette caractéristique pré- sente l'avantage que les premiers segments peuvent être facilement pressés de façon centripète. Dans le cas où la bride annulaire est de forme tronconique et présente un diamètre se réduisant vers son extrémité supérieure, la matrice de pressage peut s'adapter facilement sur le tronc de cône pour déformer doucement les segments de paroi, ce qui améliore encore la productivité et diminue le coût de fabrication. De plus, la matrice de pressage est capable de contrôler avec précision l'amplitude de la déformation centripète par réglage de la course de cette matrice de pressage dans la direction axiale. La zone supérieure du tronc de cône comporte ainsi une épaisseur de paroi rainurée de façon que cela facilite l'enfoncement de cette zone. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un écrou sans risque de desserrage, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à préparer un écrou semi-fini comprenant une base pouvant re cevoir une clé de serrage, une bride annulaire de forme tronconique faisant saillie coaxialement vers le haut sur la base, un alésage fileté intérieurement formé à travers l'écrou autour de son axe central, et un certain nombre de rainures droites verticales formées dans une zone périphé rique extérieure de la bride annulaire à intervalles angu laires, de manière à former des segments de paroi situés chacun entre une rainure droite et la suivante emboîter ensuite une matrice de pressage sur la bride annu laire de l'écrou semi-fini, à partir de son extrémité supé rieure, la matrice de pressage comportant une saillie intérieure conique pouvant s'engager contre un côté exté rieur de l'un au moins des segments de paroi ; et pousser enfin de force la matrice de pressage vers le bas le long de l'axe central, en direction de la base, de ma nière à enfoncer le segment de paroi au moins unique, pour réduire ainsi son rayon en direction de l'axe central. Selon ce procédé, la saillie intérieure conique de la matrice de pressage agit comme une sorte de coin de fa çon que le segment ou les segments de paroi sont fortement pressés vers l'axe pour être déformés de façon sûre à un degré voulu. La matrice de pressage peut être entraînée en synchronisme et en accord avec le transport des écrous semifinis, pour augmenter ainsi le rendement de fabrication des écrous de n'importe quelle forme et de n'importe quelle qualité voulues. Il est possible de commander linéairement la course axiale de la matrice munie d'une telle saillie conique pouvant s'engager sur la bride annulaire, de manière à obte- nir un degré d'enfoncement prédéterminé avec précision. Les rainures droites interposées chacune entre le segment de paroi devant être enfoncé et le segment adjacent ne devant pas être enfoncé, doivent servir à protéger ce dernier segment contre l'enfoncement. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation représentés sur les dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective d'un écrou muni d'une bride annulaire et ne présentant aucun risque de des serrage par inadvertance, l'écrou étant fourni dans une première forme de réalisation mais représenté dans son état pas encore enfoncé vers l'intérieur e la figure 2 est une vue en plan de l'écrou semi-fini repré senté à la figure 1 la figure 3 est une vue en coupe verticale illustrant le processus de finition de l'écrou représenté à la figure 1 r la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne A-A de la figure 5 la figure 5 est une vue en plan de l'écrou de la figure 1, mais représenté dans son état fini après l'enfoncement vers l'intérieur de la bride annulaire la figure 6 est également une vue en plan d'un autre écrou fourni dans une seconde forme de réalisation et représenté dans son état non fini e la figure 7 est une vue en coupe verticale d'une matrice utilisée pour la finition de l'écrou représenté à la figure 6 la figure 8 est une vue de dessous de la matrice vue dans la direction B-B de la figure 7 r la figure 9 est une vue en perspective d'un autre écrou fourni dans une troisième forme de réalisation et représen té dans son état fini e la figure 10 est une vue en perspective analogue d'un autre écrou encore fourni dans une quatrième forme de réalisation et représenté dans son état fini ; et la figure 11 est une vue en plan d'un autre écrou encore fourni dans une cinquième forme de réalisation et représen té dans son état fini. MODES DE REALISATION PREFERENTIELS En se référant maintenant aux dessins, certaines formes de réalisation de la présente invention seront décrites ci-après. Les figures 1 à 5 représentent un écrou 1 sans aucun risque de desserrage involontaire, cet écrou correspondant à une première forme de réalisation comprenant une base 2 de périphérie extérieure hexagonale. Cette base est destinée à recevoir un outil de serrage tel qu'une clé. Une bride annulaire 3 fait saillie vers le haut sur la base 2, cette bride étant formée d'une seule pièce avec la base par un pro ces sus convenable tel que le forgeage à froid ou le forgeage à chaud. La bride annulaire 3 est de forme tronconique de sorte que son diamètre se réduit progressivement vers son extrémité supérieure. Des rainures droites 6 sont formées verticalement dans la périphérie extérieure de la bride en définissant ainsi des segments de paroi 4 et 5 entre deux rainures droites adjacentes. Les rainures 6 allant du fond jusqu'au sommet de la bride annulaire 3 et présentant une section transversale généralement en forme de U, peuvent être formées en même temps que le forgeage à froid de la bride. Un alésage 7 traversant l'écrou constitué de la base 2 et de la bride annulaire 3, est taraudé d'un filetage femelle. Dans cette forme de réalisation, le nombre des rainures droites 6 est de six, comme on peut le voir à la figure 2. Ces rainures sont disposées pour former trois paires de façon que chaque paire définisse un segment 4 dont la largeur, dans la direction périphérique, soit voisine de la moitié de la largeur de l'autre segment 5 adjacent au premier segment 4. Les segments plus étroits 4 sont légèrement enfoncés d'une manière centripète après formation de l'alésage à filetage femelle 7 à travers l'écrou. Ainsi, le rayon intérieur de chaque partie d'arc du filetage femelle comprise dans chaque segment plus étroit 4, devient légèrement plus petit que celui de chaque autre segment plus large 5. Ces rayons intérieurs réduits des segments plus étroits 4 peuvent être considérés comme un "rétrécissement partiel" du filetage femelle dans son ensemble, et servent efficacement à empêcher l'écrou de se desserrer involontairement de lui-même. Le nombre de ces segments plus étroits enfoncés 4, qui sont disposés à intervalles angulaires réguliers autour de l'alésage de l'écrou, est de trois dans la présente forme de réalisation. D'autre part, les rayons extérieurs des segments enfoncés 4 sont cependant toujours légèrement plus grands que ceux des autres segments non enfoncés 5. L'écrou décrit ci-dessus peut être fabriqué de la manière avantageuse décrite ci-après. Un bloc métallique doit être forgé à froid pour donner un écrou brut comprenant une base hexagonale 2, une bride annulaire 3 et un alésage non fileté. Cet alésage traverse la base et la bride qui sont alignées l'une avec l'autre le long d'un axe commun. La bride annulaire 3 faisant saillie sur la base est un tronc de cône creux présentant un diamètre réduit vers son extrémité libre. Six rainures droites 6 s'étendant le long de cet axe sont formées en même temps que le forgeage à froid de l'écrou brut. Une telle bride annulaire 3 doit comporter ses segment s de paroi 4 devant être enfoncés ultérieurement, ainsi que les autres segments 5 ne devant pas être enfoncés, les premiers segments présentant des rayons extérieurs supérieurs à ceux des premiers. L'alésage formé dans l'écrou brut doit ensuite être taraudé pour former le filetage femelle, de manière à obtenir un écrou semi-fini 9 qui est soumis à l'étape suivante d'enfoncement (par exemple par matage) des segments de paroi sélectionnés. Le filetage femelle 7 formé dans l'écrou semifini présente un diamètre intérieur ou diamètre de crêtes "P" (correspondant au diamètre de fond de filet d'un filetage mâle correspondant) qui, à ce stade, est constant sur toute sa longueur et tout autour de son axe. L'écrou semi-fini 9 doit être transporté par un convoyeur ou analogue, jusqu'à une machine de pressage dans laquelle les segments de paroi plus étroits 4 sont courbés de force vers l'intérieur en direction de l'axe. Cette machine de pressage comprend une matrice 10 qui est munie d'une cavité 11 pouvant s'adapter sur la bride 3 de l'écrou 1 et qui est entraînée pour aller et venir verticalement. Par suite, une série d'écrous semi-finis 9 doivent être traités un par un de façon que leurs segments de paroi de bride soient déformés vers l'intérieur d'un angle prédéterminé. Du fait de ce processus, le diamètre intérieur P du filetage femelle doit diminuer jusqu'à S en ce qui concerne les segments plus étroits 4, comme on peut le voir à la figure 4. Si l'on ap pelle ds cette petite déformation radiale du filetage, les diamètres P et S doivent satisfaire l'équation P = S + 2ds La surface de la cavité 11 est également de forme tronconique de manière à venir étroitement en contact avec les côtés extérieurs courbes des segments de paroi 4. La paroi périphérique effilée de la cavité 11 doit les amener à se déformer de force vers l'intérieur et de façon permanente, lorsque la matrice de pressage effectue une course de distance donnée. La course de la matrice de pressage peut être réglée facilement et avec une très grande précision pour assurer une déformation voulue des segments de paroi sélectionnés 4. Par suite, la qualité et la productivité des écrous formés ici sont très améliorées comparativement aux écrous de l'art antérieur. L'écrou sans risque de desserrage involontaire décrit ci-dessus peut être modifié de diverses manières. Par exemple, les deux types de segments de paroi 4 et 5 de l'écrou semi-fini 9 peuvent être réalisés avec le même diamètre, comme représenté à la figure 6. Dans ce cas, un autre type de matrice de pressage 10 doit être utilisé pour obtenir un écrou fini 1. Dans cet autre type de matrice de pressage, la surface intérieure de la cavité de matrice 11 comporte des saillies coniques 12, comme on peut le voir aux figures 7 et 8. Ces saillies ne doivent pousser vers l'intérieur que les segments de paroi plus étroits 4 lorsque la matrice est poussée de force vers la base de l'écrou. De préférence, ces saillies 12 peuvent avoir la même taille que les segments de paroi 4. La base 2 de l'un quelconque des écrous 1 indiqués ci-dessus, peut comporter une collerette d'un seul tenant 13 dans le bas de celle-ci, comme illustré à la figure 9. De plus, dans une autre modification, la base hexagonale 2 de l'écrou 1 peut être remplacée par un cylindre court comportant des rainures verticales raides 14 capables de recevoir une clé ou analogue. Dans une autre modification encore de la présente invention, on ne forme simplement qu'une seule paire de rainures droites 6 pour ne déformer qu'un seul segment de paroi 4 de la bride annulaire. REVENDICATIONS 10) Ecrou (1) sans risque de desserrage par inadvertance, comprenant e un alésage fileté intérieurement (7) formé à travers l'écrou (1) autour de son axe central e une base (2) pouvant recevoir une clé de serrage ; une bride annulaire (3) faisant partie intégrante de la base (2) et dressée vers le haut sur celle-ci la bride annulaire (3) étant coaxiale avec la base (2) et formant une zone supérieure de l'alésage fileté intérieure ment (7) ; et un certain nombre de rainures généralement droites vertica les (6) formée dans une zone périphérique extérieure de la bride annulaire (3) à intervalles angulaires, de manière à diviser la bride annulaire (3) en un certain nombre de seg ments de paroi (4, 5) de rayons propres, chaque segment étant interposé entre l'une des rainures droites (6) et la suivante caractérisé en ce que l'un au moins des segments de paroi (4) est enfoncé de manière centripète pour réduire son rayon, tandis que les autres segments (5) restent non enfonces 20) Ecrou selon la revendication 1, caractérisé en ce que les segments de paroi enfoncés (4) et ceux qui ne sont pas enfoncés (5) doivent être alternés les uns avec les autres, et tous les segments sont disposés à intervalles angulaires réguliers autour de l'alésage fileté (7). 30) Ecrou selon la revendication 2, caractérisé en ce que le nombre des segments de paroi enfoncés (4) est de trois. 4 ) Ecrou selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rayon extérieur de chaque segment de paroi enfoncé (4) est supérieur à celui de chaque segment non enfoncé (5) dans un état dans lequel les premiers segments (4) ne sont pas encore soumis à un processus de déformation centripète. 50) Ecrou selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre extérieur de la bride annulaire (3) diminue progressivement vers son extrémité supérieure, de sorte que la bride (3) est de forme tronconique. 6 ) Procédé de fabrication d'un écrou (2) sans risque de desserrage, caractérisé en ce qu' il comprend les étapes consistant à e préparer un écrou semi-fini comprenant une base (2) pouvant recevoir une clé de serrage, une bride annulaire (3) de forme tronconique faisant saillie coaxialement vers le haut sur la base (2), un alésage fileté intérieurement (7) formé à travers l'écrou (1) autour de son axe central, et un cer tain nombre de rainures droites verticales (6) formées dans une zone périphérique extérieure de la bride annulaire (3) à intervalles angulaires, de manière à former des segments de paroi (4, 5) situés chacun entre une rainure droite (6) et la suivante emboîter ensuite une matrice de pressage (10) sur la bride annulaire (3) de l'écrou semi-fini, à partir de son extré mité supérieure, la matrice de pressage (10) comportant une saillie intérieure conique (12) pouvant s'engager contre un côté extérieur de l'un au moins des segments de paroi (4) et pousser enfin de force la matrice de pressage (10) vers le bas le long de l'axe central, en direction de la base (2), de manière à enfoncer le segment de paroi au moins unique (4), pour réduire ainsi son rayon en direction de l'axe central.