Brevet FR2806762A1 — publié le 20010928

Dispositif de fixation du type vis-écrou à desserrage rapide La présente invention concerne un dispositif de fixation du type vis-écrou à desserrage rapide. Ces dispositifs bien connus, comprennent essentiellement un écrou vissable une tige filetée, sont destinés à l'assemblage par serrage d'au moins deux pièces et sont utilises dans de très nombreux domaines et dans des conditions très diverses d'environnement et d'accessibilité. Les moyens de serrage ou d'aide au serrage des écrous sont nombreux et efficaces : clés de serrage dynamométrique, moyens de serrage chauffage, moyens de serrage par pré-tension des tiges filetées, etc... Le desserrage des écrous peut toutefois être long et difficile, notamment après une certaine durée de service lorsque des facteurs tels que la corrosion, la calamine ou même les états de surface provoquent un blocage des écrous, ou lorsqu'il doit être réalisé dans un milieu hostile ou inaccessible (par exemple sur des systèmes en milieu radioactif, des systèmes ancrés sur des fonds marins, etc...). L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et peu coûteuse à ce problème. Elle a pour objet un dispositif de fixation du type vis-écrou à desserrage rapide par des moyens simples, économiques et utilisables de façon fiable dans sensiblement tous les types de milieu et d'environnement. Elle propose, à cet effet, un dispositif comprenant un écrou vissable sur une tige filetée pour l'assemblage par serrage d'au moins deux pièces, caracterisé en ce que l'écrou est formé d' moins deux parties angulairement juxtaposables autour de la tige filetée à l'intérieur d'une cage forme sensiblement cylindrique montée axialement coulissante par rapport à l'écrou et à la tige filetée entre une première position dans laquelle elle maintient les parties de l'écrou juxtaposées sur la tige filetée pour l'assemblage desdites pièces et une seconde position dans laquelle elle libère les parties de l'écrou qui peuvent s'écarter pour le desserrage du dispositif. suffit, dans le dispositif selon l'invention, d'exercer une force de traction sur la cage pour provoquer le desserrage rapide du dispositif, les parties de l'écrou pouvant s'écarter l'une de l'autre et de la tige filetée dès qu'elles sont libérées par la cage coulissante. Même lorsque les parties de l'écrou sont bloquées sur la cage et la tige filetée par la corrosion, par la calamine ou par un autre facteur, l'effort à appliquer pour réaliser le mouvement axial de la cage est beaucoup plus faible que l'effort qu'il faudrait exercer sur un ecrou de type classique pour le desserrer. Avantageusement, le dispositif selon l'invention comprend des moyens de déplacement de la cage en translation axiale entre sa première et sa seconde position. Dans un mode de réalisation de l'invention, ces moyens sont mécaniques et comprennent tige filetée vissée dans un orifice fileté de la cage et venant en appui sur un point fixe, de préférence sur l'extrémité de la tige filetée sur laquelle monté l'écrou à desserrer. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, les moyens de déplacement de cage en translation axiale comprennent un vérin dont le cylindre est formé par la cage précitée ou par une pièce solidaire de la cage et dont le piston est en appui sur un point fixe, par exemple sur l'extrémité de la tige filetée sur laquelle est monté l'écrou desserrer, ces moyens de déplacement comprenant également des moyens d'amenée de fluide sous pression dans une chambre formée entre le piston et une paroi de fond de la cage. Ce vérin peut être un vérin pneumatique ou vérin hydraulique. Selon une autre caractéristique de l'invention le dispositif comprend un corps de forme globalement cylindrique dans lequel ladite cage est montée axialement coulissante, ce corps comprenant épaulement interne sur lequel lesdites parties de l'écrou et une extrémité de ladite cage sont en appui axial dans la première position de la cage. Dans ce dispositif, les parties de l'écrou restent à l'intérieur du corps cylindrique après desserrage de l'écrou. La cage coulissante peut également rester accrochée à ce corps cylindrique. Avantageusement, dans la première position de la cage, la cage et les parties de l'écrou sont solidaires en rotation, par exemple par coopération ou par complémentarité de formes. Cela permet le serrage de l'écrou par entraînement en rotation de la cage. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, les parties de l'écrou sont du type imperdables et sont reliées avec au moins un degré de liberté, soit entre elles, soit à un autre élément du dispositif. De façon générale, le dispositif selon l'invention permet d'assurer un desserrage rapide des fixations vis-écrous dans les applications les plus diverses. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de description qui suit, faite à titre d'exemple référence aux dessins annexés dans lesquels - les figures 1 et 2 sont des vues en coupe d' dispositif selon l'invention représenté à l'état serré, la figure 1 étant une vue en coupe axiale selon la ligne I-I de la figure 2, la figure 2 étant une vue en coupe transversale selon la ligne II-II la figure 1 ; - les figures 3 et 4 sont des vues correspondant aux figures 1 et 2, mais représentant le dispositif à l'état desserré ; - les figures 5 et 6 sont des vues en coupe axiale d'une variante de réalisation du dispositif selon l'invention, représenté à l'état serré en figure 5 et à l'état desserré en figure 6 ; - les figures 7 et 8 sont des vues schématiques en coupe axiale d'une autre variante de réalisation de l'invention, le dispositif étant représenté à l'état serré en figure 7 et à l'état desserré en figure 8. On se réfère d'abord aux figures 1 à 4 dans lesquelles la référence 10 désigne une tige filetée sur laquelle est vissé un écrou 12 formé par juxtaposition autour de la tige filetée 10 de trois pièces 14 en forme de portion de cylindre, s'étendant chacune sur 120 autour de l'axe de la tige 10 et qui comportent un filetage sur leur surface cylindrique intérieure de façon à reconstituer un écrou vissable lorsqu'elles sont juxtaposées comme représenté en figure 2. Ces trois pièces 14 sont maintenues sur la tige filetée 10 par une cage cylindrique 16 dont le diamètre interne est sensiblement égal ou très légèrement supérieur au diamètre externe pièces 14 juxtaposées autour de la tige cylindrique 10 et dans la longueur est par exemple sensiblement égale à la hauteur ou dimension axiale de ces pièces Une extrémité ouverte de la cage 16 lui permet de recevoir les trois pièces 14 juxtaposées pour former l'écrou 12 ou d'être enfilée sur trois pièces juxtaposées. L'extrémité opposée de la cage 16 est fermée par une paroi de fond 18 comprenant un orifice central 20 qui est fileté intérieurement et destiné à recevoir une tige filetée 22 pour le desserrage du dispositif, comme on le verra dans ce qui suit. Un corps cylindrique 24 entoure la cage 16 et comprend un épaulement interne 26, formé par exemple par un rebord annulaire d'une extrémité du corps 24, et qui constitue une butée axiale pour les pièces 14 de l'écrou et pour l'extrémité ouverte de la cage 16. On voit en figure 1 que le corps 24 et la cage 16 sont montés tête bêche et que l'extrémité corps 24 comportant le rebord annulaire précité en appui sur une pièce 28 traversée par la tige filetée 10 et qui est l'une des pièces à fixer moyen du dispositif selon l'invention. Dans la position représentée en figure 1, la pièce 28 est fixée par serrage sur une autre pièce (non représentée) par l'intermédiaire rebord annulaire d'extrémité du corps 24 et de l'écrou 12 vissé sur la tige filetée 10, la cage 16 coiffant l'écrou et empêchant les pièces 14 de celui-ci de se séparer les unes des autres et de la tige filetée 10. Le serrage de l'écrou peut se faire par entraînement en rotation de la cage 16 lorsque celle- ci est mobile en translation par rapport aux pièces 14 et solidaire en rotation de ces pièces, par exemple par complémentarité de formes ou par tout autre moyen. Pour le desserrage de l'écrou, on déplace la cage 16 en translation axiale par rapport à la tige filetée 10 et à l'écrou 12, entre la position représentée en figure 1 et celle représentée en figure 3. Dans cette figure et dans la vue correspondante de la figure 4, les parties 14 de l'écrou ont été libérées par la cage 16 et ont pu s'écarter les unes des autres et de la tige filetée 12, tout en restant à l'intérieur du corps cylindrique 24. Comme représenté en figure 3, dans cette position l'extrémité ouverte de la cage 16 peut rester à l'intérieur du corps cylindrique 24, ce qui interdit aux pièces 14 de l'écrou de s'échapper à l'extérieur du dispositif selon l'invention. Dans l'état représenté aux figures 3 et 4 la pièce 28 n'est plus fixée sur une autre pièce. Pour déplacer la cage 16 de sa position la figure 1 à celle de la figure 3, on peut avantageusement utiliser une tige 22 filetée, qui est vissée dans l'orifice central 20 de la paroi de fond de la cage 16 et qui vient prendre appui sur l'extrémité libre de la tige filetée 10 sur laquelle est monté l'écrou 12. Le vissage de la tige 22 se traduit par le déplacement en translation de la cage 16 dans le sens indiqué par la flèche en figure 3, au moins tant que la cage 16 est immobilisée en rotation par l'écrou 12 et/ou par le corps cylindrique 24 ou par tout autre moyen. Le couple de rotation qu'il faut appliquer à la tige 22 pour déplacer la cage 16 en translation axiale est très inférieur au couple de rotation qu il faudrait appliquer à l'écrou 12 pour le dévisser de sur la tige -10, le rapport de ces deux couples pouvant être de l'ordre de 1/10 ou moins, même si la cage 16 est montée avec un jeu relativement très faible sur les parties 14 de l'écrou 12. Dans la variante de réalisation représentée figures 5 et 6, on retrouve l'écrou 12 en plusieurs parties 14 maintenues juxtaposées angulairement autour d'une tige filetée 10 par une cage cylindrique 16 pour la fixation d'une pièce 28 sur une autre pièce non représentée. Dans cette variante de réalisation, la paroi de fond 18 de la cage 16 est traversée à étanchéité par une tige cylindrique 30 s'étendant axialement à l'intérieur de la cage 16 et se terminant par un piston 32 monté coulissant axialement à étanchéité à l'intérieur de la cage cylindrique 16. La cage 16 et le piston 32 associé à la tige 30 constituent un vérin à simple effet, qui peut être hydraulique ou pneumatique. Un conduit 34 formé dans la paroi de fond 18 de la cage permet d'amener un fluide sous pression à l'intérieur d'une chambre 36 ménagée entre la paroi de fond 18 de la cage et le piston 32. Celui-ci étant en appui sur l'extrémité de la tige filetée 10, l'amenée de fluide sous pression dans la chambre 36 provoque la translation de la cage 16 dans le sens indiqué par la flèche en figure 5, à l'opposé de la pièce 28, jusqu'à ce que la cage libère les parties 14 de l'écrou qui peuvent alors s'écarter les unes des autres et de la tige filetée 10. Une tête 38 formée à l'extrémité de la tige 30 à l'extérieur de la cage 16 permet de limiter la translation axiale de la cage. Les parties 14 de l'écrou peuvent être reliées de façon imperdable au piston 32, par exemple au moyen de vis axiales 40 qui sont solidaires des parties 14 de l'écrou et qui sont guidees dans des fentes ou lumières radiales d'un rebord annulaire 42 du piston 32. Le fonctionnement de ce dispositif découle à l'évidence de ce qui précède dans la position d'assemblage ou serrage de l'écrou 12, l'extrémité ouverte de la cage 16 est en appui sur la pièce 28 et maintient les parties 14 de l'écrou juxtaposées angulairement sur la tige filetée 10. L'introduction d'un fluide à une pression appropriée dans la chambre 36 provoque la translation de la cage 16 vers la tête 38 de la tige 30, la cage 16 libérant en fin de course les parties 14 de l'écrou qui s'écartent les unes des autres et de la tige filetée 10, permettant ainsi le démontage de la pièce 28. Dans la variante de réalisation représentée schématiquement aux figures 7 et 8, la pièce 28 est maintenue fixée sur une autre pièce par plusieurs dispositifs selon l'invention dont les cages 16 sont rendues solidaires en rotation des parties 14 des écrous 12, au moins dans la position de maintien des écrous sur les tiges filetées 10, par des vis transversales 44 montées dans des orifices des parois cylindriques des cages 16 au voisinage de leur extrémité ouverte, les extrémités des vis 44 étant logées dans des rainures axiales des surfaces cylindriques extérieures des parties des écrous. Ainsi, chaque cage 16 est solidaire rotation et libre en translation sur les parties 14 de l'écrou 12 qu'elle maintient sur une tige filetée 10. Un piston 32 solidaire d'une tige axiale 30 est monté à l'intérieur de chaque cage cylindrique 16, comme dans le mode de réalisation des figures 5 et 6, la tige 30 s'étendant dans un orifice de la paroi de fond de la cage 16 et comportant un alésage axial 48 fermé du côté du piston 32 et ouvert à son extrémité opposée, pour recevoir un conduit 50 d'alimentation en fluide sous pression. Des perçages sensiblement radiaux 52 sont formés dans la tige axiale 30 pour faire communiquer l'alésage axial 48 avec une chambre délimitée par la paroi de fond de la cage 16 et par le piston 32. Le conduit 50 comporte des joints d'étanchéité périphériques au voisinage de extrémité inférieure, montés de part et d'autre de perçages radiaux 54 qui sont destinés à se trouver en regard des perçages 52 de la tige 30 quand le conduit 50 est monté à fond à l'intérieur de la tige Pour le desserrage d'un écrou 12, on procède de la façon suivante le conduit 50 est monté à fond dans l'alésage 48 de la tige 30 du dispositif de fixation correspondant, un fluide sous pression est amené par le conduit 50, ses perçages radiaux 54 et les perçages latéraux 52 de la tige 30 dans la chambre ménagée entre le piston 32 et le fond de la cage 16, et la cage 16 est déplacée par translation pour venir dans la position représentée en figure en libérant les parties 14 de l'écrou qui peuvent 'écarter les unes des autres et de la tige filetée 10 correspondante. La translation axiale de la cage 16 peut être limitée par les vis 44, dont les extrémités libres viennent buter sur piston 32 comme représenté en figure 8. Bien entendu, on peut utiliser d'autres moyens pour déplacer axialement les cages 16 entre leurs positions de maintien et leurs positions de libération des parties 14 écrous. Ces moyens peuvent être mécaniques, hydrauliques, pneumatiques, électriques ou électromagnétiques, par exemple. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de fixation du type vis-écrou à desserrage rapide, comprenant un écrou (12) vissable sur une tige filetée (10) pour l'assemblage par serrage d'au moins deux pièces, caractérisé en ce que l'écrou (12) est formé d'au moins deux parties (14) angulairement juxtaposables autour de la tige filetée (10) à l'intérieur d'une cage (16) de forme sensiblement cylindrique montée axialement coulissante rapport à l'écrou (12) et à la tige filetée (10) entre une première position dans laquelle elle maintient les parties (14) de l'écrou juxtaposées la tige filetée pour l'assemblage desdites pièces et une seconde position dans laquelle elle libère parties (14) de l'écrou qui peuvent s'écarter pour desserrage du dispositif. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en qu'il comprend des moyens (22, 30, 32) de déplacement de la cage (16) en translation axiale de sa première à sa seconde position. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé ce que lesdits moyens sont mécaniques et comprennent une tige filetée (22) vissée dans un orifice filete de la cage (16) et venant en appui sur un point fixe. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite tige filetée (22) est axiale et est vissée dans un orifice d'une paroi de fond (18) de la cage (16) pour prendre appui sur l'extrémité de la tige filetée (10) sur laquelle est monté l'écrou (12). 5 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de déplacement de la cage (16) en translation comprennent un vérin dont la cage (16) ou une pièce solidaire de cage forme le cylindre et dont le piston (32) est appui sur un point fixe, par exemple sur l'extrémité de la tige filetée (10) précitée, et des moyens d'amenée de fluide sous pression dans une chambre (36) formée entre le piston (32) et une paroi de fond de la cage (16). 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (24) de forme globalement cylindrique dans lequel la cage (16) est montée axialement coulissante, ce corps (24) comprenant un épaulement interne (26) sur lequel lesdites parties (14) de l'écrou et une extrémité de la cage (16) sont en appui axial dans la première position de la cage. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans la première position de la cage, la cage et les parties (14) de l'écrou sont solidaires en rotation, par exemple par coopération ou complémentarité de formes. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parties (14) de l'écrou sont du type imperdable et sont reliées avec au moins un degré de liberté, soit entre elles, soit à un autre élément du dispositif.