Brevet FR2780756A1 — publié le 20000107

La présente invention concerne les systèmes à écrou et boulon et, plus précisément, une combinaison d'un écrou, d'une rondelle et d'un boulon qui bloque positivement l'écrou sur la rondelle. Dans de nombreuses industries, notamment l'industrie aéronautique, un système à boulon et écrou capable de sup- porter les vibrations sévères rencontrées pendant le fonc- tionnement de l'aéronef est indispensable. Des problèmes analogues se posent dans d'autres industries, par exemple dans l'industrie des tondeuses à gazon et des machines agricoles. Il est nécessaire d'assurer l'intégrité du joint assem- blé, par exemple dans un système de commande de vol d'un hélicoptère ou analogue, lorsque des vibrations extrêmement importantes posent un problème. Un tel système doit empêcher la séparation de l'écrou du boulon et faciliter la réduction d'une usure prématurée et/ou d'une panne dues à un dépla- cement excessif pendant l'application. D'autres applications dans lesquelles des vibrations extrêmement importantes posent un problème sont les mécanismes de direction des véhicules. Dans certaines applications, par exemple les machines agricoles, des vibrations très importantes peuvent provoquer une séparation de la totalité de l'appareil couplé à la machine par des boulons et des écrous. Un système de blocage à boulon et écrou de type positif est ainsi néces- saire pour les applications aéronautiques et autres appli- cations industrielles dans lesquelles des vibrations très importantes existent, afin que l'écrou ne puisse pas se séparer sous l'action de ces vibrations. Un tel système doit être facilement mis en place et, le cas échéant, retiré par l'outillage classique facilement disponible. La rondelle doit en outre être élastique afin qu'elle puisse être utilisée plusieurs fois. L'invention a pour objet la réalisation d'un système de blocage à boulon et écrou assurant un blocage positif de l'écrou sur le boulon. L'invention concerne aussi un écrou bloqué sur un boulon de manière qu'il ne se sépare pas ou ne recule pas en présence de vibrations extrêmement importantes. L'invention a aussi pour objet la réalisation d'un système de blocage à boulon et écrou qui possède une rondelle élastique unique qui peut être utilisée plusieurs fois. Selon l'invention, les objets précités sont atteints par montage initial d'une rondelle unique sur le boulon, la rondelle et le boulon étant en coopération afin qu'ils ne tournent pas l'un par rapport à l'autre, la rondelle pouvant coopérer avec l'écrou afin que l'écrou bloque la rondelle en position sous l'action d'un couple exercé contre la force appliquée par la rondelle, puis débloque la rondelle lors- qu'il est desserré par rapport à celle-ci. De préférence, l'invention concerne un système de blocage à boulon et écrou qui comprend un boulon ayant une tige filetée antiblocage qui loge une rondelle de blocage ayant plusieurs oreilles espacées et une configuration complémentaire antiblocage. Un écrou se visse sur la tige de boulon après montage de la rondelle. L'écrou a des plats à sa face avant, coopérant avec les oreilles de la rondelle de blocage. Lorsque l'écrou est serré sur le boulon pendant l'assemblage, les oreilles de la rondelle se déforment pour venir contre les plats de l'écrou et bloquer la rondelle sur l'écrou. La coopération de cette configuration antiblocage de la rondelle avec la tige filetée antiblocage du boulon empêche la rotation de la rondelle par rapport au boulon. Des outils classiques peuvent être utilisés pour séparer l'écrou de la rondelle et dévisser l'écrou du boulon. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure i est une vue en perspective d'un boulon utilisé selon l'invention; la figure 2 est une vue en perspective d'une rondelle utilisée selon l'invention; la figure 3 est une vue en perspective d'un écrou utilisé selon l'invention; la figure 4 est une vue assemblée, dans un plan verti- cal, des éléments des figures 1 à 3, sur une installation préexistante; la figure 5 est une vue en élévation latérale et en coupe partielle représentant l'ensemble des éléments des figures 1 à 4 dans une installation convenable, un outil classique étant monté sur l'écrou; la figure 6 est une coupe en bout d'une variante de boulon et de rondelle selon l'invention; la figure 7 est une vue en plan de la variante de rondelle de la figure 6; la figure 8 est une vue éclatée d'une autre variante de l'ensemble à boulon et rondelle des figures 1 à 5; la figure 9 est une vue en perspective partiellement assemblée de l'écrou, de la rondelle et du boulon du mode de réalisation de la figure 8; la figure 10 est une vue en perspective après l'assem- blage final représentant l'écrou, le boulon et la rondelle de la figure 8; et la figure 11 est une vue en perspective d'une variante de l'écrou de la figure 3. On se réfère d'abord à la figure 1 des dessins qui représente un boulon 10 ayant une tête hexagonale élargie 11 à une première extrémité et une tige filetée 12 à l'autre extrémité. Une partie cylindrique 13 relie la tête 11 à la tige 12. Le boulon 10 peut être formé de tout boulon clas- sique, ayant une tête de tout type convenable, par exemple de configuration hexagonale telle que représentée sur la figure 1, une tête creuse ayant une face inférieure tronco- nique, bien connue dans la technique, etc. La tige 12 a évidemment un filet de type normalisé. Cependant, selon l'invention, la tige 12 a une caractéristique qui empêche la rotation. Ainsi, comme représenté, des plats allongés 14, 15 sont placés sur les côtés opposés de la tige 12. Comme l'indique la figure 2, une rondelle 16 est destinée à coopérer avec le boulon 10. Cette rondelle 16 a une partie principale de corps 17 de forme générale circu- laire ayant un orifice central 18. Selon l'invention, deux côtés rectilignes 19, 20 sont destinés à coopérer avec les plats 14, 15 du boulon 10. En outre, plusieurs oreilles espacées 21 sont formées à la périphérie de la partie principale de corps 17 et dépassent de cette partie et sont légèrement inclinées vers l'extérieur comme représenté. La rondelle 16 est de préférence formée d'acier à ressort ou analogue, si bien que les oreilles 21 sont élastiques et la rondelle 16 peut être utilisée plusieurs fois. Le boulon 10 peut être formé de tout matériau convenable, par exemple d'acier allié très réfractaire. Le boulon 10 peut aussi être formé de matière plastique de résistance mécanique élevée, destinée à être utilisée dans certaines applications. Un écrou convenable 22 destiné à être utilisé avec le boulon et la rondelle des figures 1 et 2 est représenté sur la figure 3. L'écrou 22 a un trou taraudé 23 destiné à coopérer avec la tige filetée 12. L'écrou 22 a aussi une partie principale 24 de corps de forme hexagonale ayant une partie solidaire 25 de corps hexagonal qui la prolonge et forme des plats inclus dans un cercle circonscrit plus petit que celui de la partie principale de corps 24. Plusieurs plats espacés 26 sont formés autour de la face avant de la partie principale 24 de corps. Ces plats 26 sont liés de façon générale à la largeur et à l'espacement des oreilles 21 de la rondelle 16, comme décrit dans la suite. Lors de l'assemblage des éléments des figures i à 3, comme l'indique la figure 4, le boulon 10 est placé dans un trou convenable 100 dans l'installation 101. La rondelle 16 est placée sur la tige 12 du boulon 10, les oreilles 21 dépassant à l'opposé du boulon 10 et les plats 14, 15 de la tige 12 coopérant avec les côtés 19, 20 de la rondelle 16. L'écrou 22 est alors vissé sur la tige 12. Lorsque l'écrou 22 est tourné par un couple sur la tige 12, malgré la force élastique de rappel des oreilles 21 de la rondelle 16, les oreilles 21 se déforment et se logent dans les plats 26 de l'écrou 22. Il s'agit de la position représentée sur la figure 4. La rondelle 16 ne peut pas tourner sur la tige 12 à cause de la caractéristique qui empêche la rotation formée par les plats 14, 15 et les côtés 19, 20. La rondelle 16 est bloquée sur l'écrou 22 par coopé- ration des oreilles 21 avec les plats 26. Les têtes hexagonales grande et petite 24, 25 respec- tivement de l'écrou 22 permettent à l'installateur de placer l'écrou 22 à l'aide d'un outil convenable (non représenté sur la figure 4) utilisé sur la plus petite partie de tête hexagonale 25. Lorsque l'écrou 22 est convenablement ins- tallé, l'installateur peut voir que la rondelle 16 est bloquée convenablement et que l'écrou 22 ne peut pas se desserrer. Lorsque l'écrou 22 doit être retiré du boulon 10, il faut que la rondelle 16 se sépare de l'écrou 22. Cette caractéristique est indiquée sur la figure 5 sur laquelle une clé à tube classique, facilement disponible, ayant une tête creuse ou douille 27 (la partie restante de la clé n'est pas représentée par raison de commodité) est placée sur la plus grosse tête hexagonale 24 et est poussée contre les oreilles 21 de la rondelle 16 afin que les oreilles 21 soient écartées des plats 26. Lorsque la tête creuse de l'outil est tournée, l'écrou 22 tourne dans le sens contraire des aiguilles d'une montre afin que l'écrou 22 soit séparé de la tige 14 et la rondelle 16 peut alors être retirée. Bien que la figure 1 représente deux plats sur le boulon 10 et que deux côtés complémentaires soient indiqués pour la rondelle 16 sur la figure 2, il suffit qu'un seul bord rectiligne soit formé sur la rondelle. Cette carac- téristique est indiquée sur la figure 6 sur laquelle des références numériques identiques désignent des parties ana- logues à celles du mode de réalisation des figures 1 à 5. Dans ce cas, la tige 30 n'a qu'un plat 31 qui coopère avec un seul bord rectiligne 32 de la rondelle (voir aussi la figure 7). Le fonctionnement est analogue au précédent si bien qu'une description supplémentaire est superflue. Bien que les plats soient représentés comme caracté- ristique empêchant la rotation entre le boulon et la rondelle, d'autres dispositifs empêchant la rotation peuvent évidemment être utilisés. Cette caractéristique est indiquée sur la figure 8 sur laquelle les références numériques identiques désignent les parties analogues à celles du mode de réalisation des figures i à 5. Ainsi, le boulon 34 a une tête hexagonale 35, une partie intermédiaire cylindrique 36, et une tige filetée solidaire 37. Cependant, dans ce mode de réalisation, le boulon 34 a une fente allongée 38 disposée le long de la tige 37. La rondelle 39 a une ouverture centrale 40 de forme générale circulaire avec une patte unique 41 destinée à se loger dans la fente 38 du boulon 34. Le montage initial des pièces est représenté sur la figure 9. Le montage final est indiqué sur la figure 10. L'ins- tallation et la désinstallation de l'écrou 22 sur le boulon 34 et contre la rondelle 16 placée sur lui sont les mêmes que l'installation et la désinstallation du système à boulon, rondelle et écrou des figures 1 à 5, et leur description supplémentaire est donc superflue. Bien qu'on ait décrit un type particulier d'écrou dans le mode de réalisation des figures 1 à 10, tout écrou convenable peut être utilisé. Ainsi, l'écrou 42 de la figure 11 ayant un trou taraudé 43 et un corps hexagonal principal 44 peut être utilisé. L'écrou 42 n'a pas de partie hexagonale de plus petit diamètre mais possède des plats espacés 26 identiques aux plats 26 de l'écrou 22 des figures 1 à 5. Dans ce mode de réalisation, l'écrou 42 peut être monté de la même manière que l'écrou 22. Lorsqu'une clé à tube ayant une tête 27 telle que représentée sur la figure est utilisée pour l'installation ou la désinstallation de l'écrou 42, celui-ci est en appui contre les oreilles 21 comme décrit précédemment si bien que les oreilles sont séparées des plats 26. La rondelle est élastique si bien qu'elle peut être utilisée plusieurs fois. Elle n'est pas destinée à être utilisée une seule fois comme les rondelles connues ayant des pattes qui ne sont pas élastiques et qui sont déformées mécaniquement lors de l'utilisation. Ces rondelles ne sont destinées qu'à une seule utilisation. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux systèmes qui viennent d'être décrits uniquement a titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système de blocage à boulon et écrou, caractérisé en ce qu'il comprend: un boulon (10, 34) ayant une tête élargie (11, 35) à une première extrémité et une tige filetée (12, 37) allongée solidaire à l'autre extrémité, une rondelle (16, 39) ayant une partie principale de corps qui a une ouverture centrale de façon générale qui la traverse, la tige filetée (12, 37) pouvant se loger dans l'ouverture, la partie principale de corps ayant plusieurs oreilles (21) espacées à la périphérie externe, du côté opposé à la tige, la rondelle (16, 39) étant clavetée sur la tige afin qu'elle ne puisse pas tourner par rapport à elle, et un écrou (22, 42) ayant une partie principale de corps (24, 44) possédant un trou taraudé, le trou taraudé étant complémentaire du filetage de la tige filetée (12, 37) du boulon, l'écrou (22, 42) ayant plusieurs plats espacés à la périphérie externe de la partie principale de corps (24, 44) pour le logement des oreilles (21) de la rondelle (16, 39) lorsque l'écrou (22, 42) est tourné sur la tige contre la rondelle (16, 39). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie principale de corps (24, 44) de l'écrou (22, 42) a une forme hexagonale à sa partie extérieure. 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rondelle (16, 39) est clavetée sur la tige afin qu'elle ne tourne pas par rapport à celle-ci, grâce à au moins un plat (14, 15) placé le long de la tige et coopérant avec au moins un bord rectiligne de forme analogue de l'ouverture de la rondelle (16, 39). 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que deux plats (14, 15) espacés et deux bords rectilignes espacés sont utilisés. 5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rondelle (16, 39) est clavetée sur la tige afin qu'elle ne tourne pas par rapport à celle-ci, par au moins une fente allongée qui s'étend le long de la tige et qui loge au moins une patte dépassant de la partie principale de corps de la rondelle (16, 39) dans l'ouverture de celle-ci. 6. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie principale de corps (24, 44) de l'écrou (22, 42) comprend une première partie (24) de forme hexagonale ayant des plats et une seconde partie solidaire (25) de forme hexagonale qui la prolonge et forme des plats inclus dans un cercle circonscrit plus petit que celui de la première partie hexagonale. 7. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rondelle (16, 39) est formée d'un matériau élastique afin qu'elle puisse être réutilisée. 8. Système combiné de blocage à boulon et écrou monté dans un trou dans une installation, caractérisé en ce qu'il comprend: un boulon (10, 34) ayant une tête élargie (11, 35) à une première extrémité, en butée contre l'installation, et une tige filetée (12, 37) allongée et solidaire placée à l'autre extrémité et passant dans le trou de l'installation, une rondelle (16, 39) ayant une partie principale de corps qui a une ouverture centrale de façon générale qui la traverse, la tige filetée (12, 37) pouvant se loger dans l'ouverture, la partie principale de corps étant placée contre l'installation du côté opposé à la tête (11, 35) et ayant plusieurs oreilles (21) espacées à la périphérie externe de la rondelle (16, 39), du côté opposé à la tige, la rondelle (16, 39) étant clavetée sur la tige afin qu'elle ne tourne pas par rapport à la tige, et un écrou (22, 42) ayant une partie principale de corps (24, 44) qui a un trou taraudé, le trou taraudé étant complémentaire du filetage de la tige filetée (12, 37) du boulon, l'écrou (22, 42) ayant plusieurs plats espacés à la périphérie externe de la partie principale de corps (24, 44) et logeant les oreilles (21) de la rondelle (16, 39) lorsque l'écrou (22, 42) est tourné sur la tige contre la rondelle (16, 39) et l'installation. 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie principale de corps (24, 44) de l'écrou (22, 42) a une forme hexagonale à sa partie extérieure. 10. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que la rondelle (16, 39) est clavetée sur la tige afin qu'elle ne tourne pas par rapport à celle-ci, grâce à au moins un plat (14, 15) placé le long de la tige et coopérant avec au moins un bord rectiligne de forme analogue de l'ouverture de la rondelle (16, 39). 11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que deux plats (14, 15) espacés et deux bords rectilignes espacés sont utilisés. 12. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que la rondelle (16, 39) est clavetée sur la tige afin qu'elle ne tourne pas par rapport à celle-ci, par au moins une fente allongée qui s'étend le long de la tige et qui loge au moins une patte dépassant de la partie principale de corps de la rondelle (16, 39) dans l'ouverture de celle-ci. 13. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie principale de corps (24, 44) de l'écrou (22, 42) comprend une première partie (24) de forme hexagonale ayant des plats et une seconde partie solidaire (25) de forme hexagonale qui la prolonge et forme des plats inclus dans un cercle circonscrit plus petit que celui de la première partie hexagonale. 14. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que la rondelle (16, 39) est formée d'un matériau élastique afin qu'elle puisse être réutilisée.