Brevet FR2885396A1 — publié le 20061110

Ensemble vis-écrou à double écrous solidaires La présente invention se rapporte à un ensemble vis-écrou à 5 organes roulants, notamment mais non exclusivement, pour les vérins de contrôle des organes de commande des avions. Dans ces applications particulières, il est nécessaire de prévoir des organes de sécurité pour la fixation des ensembles vis-écrou et il est alors usuel de doubler les moyens de fixation. Aussi, l'ensemble visécrou io comprend généralement un écrou primaire et un écrou secondaire montés coaxialement à rotation autour d'une vis à billes, par exemple. En mode de fonctionnement normal, la vis coopère avec l'écrou primaire, tandis que l'écrou secondaire est maintenu en position fixe par rapport à l'écrou primaire de manière à ce que ladite vis ne soit pas en portée dans l'écrou secondaire. De la sorte, l'écrou secondaire n'étant pas sollicité en mode de fonctionnement normal, il est alors intact lorsque l'écrou primaire devient défaillant et qu'il s'y substitue. Toutefois, il est absolument nécessaire de détecter l'instant où l'écrou primaire devient défaillant et où l'écrou secondaire devient alors opérationnel. Car en effet, cet écrou secondaire n'a pour fonction que de suppléer l'écrou primaire et il n'en possède pas toutes les caractéristiques pour fonctionner normalement, notamment dans la durée. Aussi, les écrous présentent généralement et respectivement des bords libres cylindriques et ils sont montés dans le prolongement l'un de l'autre, de telle façon qu'au moins une partie des bords libres cylindriques soit radialement en regard d'une partie de l'autre bord libre cylindrique. Les deux écrous sont alors maintenus à distance l'un de l'autre grâce à des pions radiaux traversant radialement les deux parties en regard. Ces pions radiaux sont généralement frangibles, de telle sorte que la détection du passage d'une voie primaire où l'écrou primaire est en charge vers une voie secondaire ou l'écrou secondaire devient en charge, est alors sensible et mesurable au moment de la rupture des pions. Toutefois, ces écrous sont généralement réalisés en aciers alliés et sont revêtus pour être préservés de la corrosion. Toute opération de perçage ultérieure, notamment pour ménager des alésages aptes à recevoir les pions, dégrade le revêtement protecteur. Cette dégradation s augmente alors la sensibilité à la corrosion. Un problème qui se pose alors, et que vise à résoudre la présente invention, est de fournir un ensemble vis-écrou dont les propriétés de surface des écrous, primaire et secondaire sont préservées et au surplus, qui soit plus simple à assembler. io Dans ce but, la présente invention propose un ensemble vis-écrou à organe roulant, comprenant un écrou primaire et un écrou secondaire, une vis étant montée à rotation dans lesdits écrous, ledit écrou primaire présentant un bord libre cylindrique, lesdits écrous étant montés dans le prolongement l'un de l'autre, ledit bord cylindrique s'étendant au voisinage dudit écrou secondaire, ledit bord libre et ledit écrou secondaire étant reliés ensemble par des organes de liaison déformables pour maintenir en position lesdits écrous l'un par rapport à l'autre, lesdits organes de liaison déformables étant adaptés à se déformer lorsque lesdits écrous sont entraînés l'un par rapport à l'autre selon un effort supérieur à un effort déterminé ; selon l'invention, lesdits organes de liaison déformables sont reliés audit bord libre par l'intermédiaire d'un collier, ledit collier étant monté autour dudit bord libre. Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la mise en oeuvre d'un collier qui est monté autour du bord libre de l'écrou primaire et solidaire de lui, sans qu'il soit nécessaire de percer cet écrou primaire au moment du montage. De la sorte, le bord libre ayant par exemple été pré-percé de perçages radiaux avant le traitement de l'écrou primaire lui conférant ses propriétés de surface, le collier dans lequel sont ménagés également des trous radiaux correspondant aux perçages, peut être assemblé à l'écrou primaire, autour du bord libre grâce à des pions radiaux traversant à la fois les perçages et les trous radiaux. Le collier est ainsi solidaire en rotation et en translation de l'écrou primaire. Avantageusement, l'ensemble vis-écrou comprend en outre une patte de fixation, ladite patte de fixation s'étendant entre ledit écrou secondaire et ledit collier, et lesdits organes de liaison déformables sont solidaires de ladite patte de fixation. De la sorte, la patte de fixation constitue une pièce de liaison entre les deux écrous adaptés à supporter les organes de liaison déformables. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention particulièrement avantageux, lesdits organes de liaison déformables comprennent au moins un premier pion radial frangible par cisaillement, ce qui permet de io calibrer parfaitement les limites de l'effort déterminé à appliquer pour le rompre. En outre, et selon une première variante de réalisation, ladite patte de fixation et ledit collier sont reliés ensemble par ledit pion radial frangible qui traverse au moins partiellement la patte de fixation et est engagé radialement dans le collier; la patte de fixation est, quant à elle, solidaire de l'écrou secondaire. De la sorte, le mouvement relatif en translation des deux écrous, primaire et secondaire, selon leur axe de symétrie, provoque le déplacement relatif de la patte de fixation selon un plan moyen qu'elle définit, sensiblement perpendiculairement au plan moyen défini par le collier, ce qui provoque le cisaillement du pion radial frangible. De plus, et de façon préférentielle, ledit collier présente un premier bord externe et au moins une rainure axiale pratiquée dans ledit premier bord externe, et ladite patte de fixation est montée engagée dans ladite rainure axiale pour bloquer en mouvement ladite patte de fixation par rapport audit collier selon une direction sensiblement tangente audit collier. Ainsi, l'écrou secondaire et l'écrou primaire sont liés en rotation par l'intermédiaire de la patte de fixation et du collier, indépendamment du pion radial frangible. En outre, le pion radial frangible ne sera cisaillé que lorsque les deux écrous, secondaire et primaire, montés coaxialement autour d'une vis à billes, seront entraînés en mouvement indépendamment l'un de l'autre selon une direction axiale correspondant à un axe commun de la vis et des écrous. Selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, particulièrement avantageux, ladite patte de fixation et ledit écrou secondaire sont reliés ensemble par lesdits organes de liaison déformables de façon à écarter ces organes de liaison déformables de l'écrou primaire qui est, en fonctionnement normal, continuellement sollicité. Selon un mode de réalisation de l'invention, ladite patte de fixation et ledit écrou secondaire sont reliés ensemble par au moins un second pion radial frangible par cisaillement, aisé à calibrer en terme de résistance à io l'effort. De manière préférée, ledit écrou secondaire présente un second bord externe et au moins une seconde rainure axiale pratiquée dans ledit second bord externe, et ladite patte de fixation est montée engagée dans ladite rainure axiale pour bloquer en mouvement ladite patte de fixation is par rapport audit écrou secondaire selon une direction tangente audit écrou secondaire. Là également, ces caractéristiques permettent de bloquer en rotation les deux écrous ensemble, en autorisant bien évidemment leur mouvement relatif axial en translation, lorsque le second pion radial frangible est cisaillé. Selon encore un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, avantageux, lesdits organes de liaisons déformables comprennent des moyens d'appui élastiques qui permettent de les rendre réversibles. En outre, ledit collier s'étend, avantageusement, au moins partiellement autour dudit écrou secondaire et lesdits moyens d'appui élastiques sont adaptés à entraîner en translation ledit écrou secondaire vers ledit écrou primaire, les deux écrous étant par exemple séparés par une cale afin de les maintenir à distance l'un de l'autre. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après de modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la Figure 1 est une vue schématique partielle en perspective éclatée de deux écrous d'un ensemble vis-écrou conforme à l'invention, selon un premier mode de mise en oeuvre et selon une première variante de réalisation; - la Figure 2 est une vue schématique partielle en perspective des deux écrous illustrés à la Figure 1, assemblés; - la Figure 3 est une vue schématique partielle en perspective de deux écrous assemblés selon une seconde variante de réalisation; - la Figure 4 est une vue schématique partielle en perspective éclatée de deux écrous d'un ensemble vis-écrou conforme à l'invention selon un second mode de mise en oeuvre et une première variante de réalisation; - la Figure 5 est une vue schématique partielle en perspective des deux écrous illustrés à la Figure 4, assemblés; et, la Figure 6 est une vue schématique partielle en coupe axiale de deux écrous assemblés selon le second mode de mise en oeuvre, dans une autre variante de réalisation. La figure 1 montre partiellement, un écrou primaire 10 et un écrou secondaire 12 disposés coaxialement. Les écrous 10, 12 sont adaptés à recevoir à rotation une vis non représentée, d'axe de symétrie A commun auxdits écrous. En outre, l'écrou primaire 10 présente un chemin hélicoïdal de circulation de billes et un chemin de recirculation des billes, non représentés, tandis que l'écrou secondaire présente simplement un filet hélicoïdal dans laquelle la vis est susceptible d'être directement engagée. Les deux écrous 10, 12 sont maintenus à distance l'un de l'autre par des moyens déformables que l'on va décrire, de manière à ce qu'en fonctionnement normal, seul l'écrou primaire 10 soit en portée sur la vis par l'intermédiaire des billes. En revanche, dès que les écrous 10, 12 sont entraînés indépendamment l'un de l'autre, et notamment selon une direction axiale, avec un certain effort, supérieur à un seuil donné, les moyens déformables se déforment et les deux écrous 10, 12 se déplacent l'un par rapport à l'autre. L'écrou primaire 10 présente un bord libre cylindrique 14 dans lequel est ménagé au moins un alésage radial 16. Le bord libre cylindrique 14 est adapté à recevoir un premier collier 18 qui le coiffe, le collier présentant lui, un perçage radial 20 destiné à venir en regard de l'alésage radial 16. Lorsque le perçage radial 20 et l'alésage radial 16 sont en regard, un pion 22 est adapté à être inséré à travers l'alésage 16 et le perçage 20 pour relier ensemble le collier 18 et le bord libre 14. Ici, quatre io alésages et perçages radiaux, décalés sensiblement de 90 , sont prévus dans le pourtour du bord libre cylindrique 14 pour maintenir en position fixe le collier 18 et l'écrou primaire 10. L'écrou primaire 10 est réalisé en acier inoxydable de sorte que, le percement des alésages radiaux 16 ne dénature pas la surface de l'écrou qui ne nécessite alors pas de revêtement particulier, et il peut être réalisé à tout moment. Si l'écrou primaire 10 est en acier spécial, le percement des alésages radiaux 16 doit être réalisé avant traitement. Le collier 18 est ainsi monté sur l'écrou primaire 10, sans usinage particulier, au moyen de pion 22. On notera que l'un des avantages procuré par l'invention est justement de ne pas avoir à usiner les écrous au cours du montage pour les relier ensemble. Cet usinage pourrait en effet endommager le revêtement de surface du matériau qui les constituent. En outre, le collier 18 présente un bord externe 25 dans lequel est pratiqué une première rainure axiale 24. L'écrou secondaire 12 présente lui un flanc latéral 26 situé ici dans le prolongement de la rainure axiale 24. Le collier 18 et l'écrou secondaire 12 sont adaptés à être reliés ensemble au moyen d'une patte de fixation 28. La patte de fixation 28 présente une extrémité primaire 30 adaptée à être engagée dans la rainure axiale 24 du collier 18, et une extrémité secondaire 32 destinée à être fixée contre le flanc latéral 26 au moyen de deux vis de fixation 34. Les perçages dans lesquels les deux vis de fixation 34 sont engagées, sont légèrement oblongs de manière à pouvoir régler la position relative de l'écrou secondaire 12 et de la patte de fixation 28 et par là même, la position relative des deux écrous 10, 12. En outre, une rainure secondaire 35 axiale est ménagée dans le flanc latéral 26 pour recevoir l'extrémité secondaire 32 de la patte de fixation 28. Les perçages oblongs s'étendent axialement de telle sorte que, le réglage de la patte de fixation 28 et de l'écrou secondaire 12 peut être effectué axialement. Par ailleurs, l'extrémité primaire 30, outre qu'elle est montée lo glissante dans la rainure axiale 24 et par conséquent, bloquée en translation selon une direction tangentielle au collier 18, est également bloquée en translation axiale selon l'axe commun A de la vis et des écrous, sensiblement perpendiculairement à la direction tangentielle, grâce à un pion radial frangible 36. Le pion radial frangible 36 est à la fois engagé dans un trou radial 38 du collier 18 et dans un orifice 40 prévu dans l'extrémité primaire 30 de la patte de fixation 28. On retrouve illustrés sur la figure 2, les deux écrous, primaire 10 et secondaire 12 assemblés par l'intermédiaire, du collier 18, de la patte de fixation 28 et du pion radial frangible 36 qui apparaît ici au travers de l'orifice 40. Le réglage de la position relative axiale des deux écrous 10, 12, pour qu'en position normale de fonctionnement, la vis soit en portée seulement dans l'écrou primaire 10, est rendu possible grâce aux vis de fixation 34 et aux perçages oblongs dans lesquels elles sont engagées. En effet, la patte de fixation 28 peut être ajustée selon une direction axiale avant d'être bloquée dans une position fixe par rapport à l'écrou secondaire 12, par serrage des deux vis de fixation 34. De la sorte, on évite aussi d'avoir à contre-percer les deux écrous, l'un dans l'autre, au moment du montage du dispositif pour, précisément régler leur position relative. On notera que les deux écrous 10, 12 sont également reliés ensemble par des moyens identiques et diamétralement opposés à ceux qui apparaissent illustrés sur les figures 1 et 2. Les deux écrous 10, 12 sont ainsi solidaires l'un de l'autre et surtout, maintenus axialement, à distance l'un de l'autre grâce au pion radial frangible 36, de façon que seul l'écrou primaire 10 puisse alors être en portée sur la vis non représentée. Alors que le mouvement relatif axial, à force, d'un écrou 10, par rapport à l'autre 12, durant le passage d'une voie primaire à une voie secondaire, est susceptible de provoquer le mouvement relatif de la patte de fixation 28 et du collier 18, et par conséquent le cisaillement du pion frangible 36 pris entre les deux, les deux écrous 10, 12 demeurent entièrement liés en rotation, grâce à la io patte de fixation 28. En effet, l'extrémité primaire 30 de la patte de fixation 28 est engagée dans la rainure axiale 24, tandis que l'extrémité secondaire 32 est, elle, engagée dans la rainure secondaire 35 et la patte de fixation 28 est maintenue dans les deux rainures axiales 24, 35 grâces aux vis de fixation 34. Néanmoins, dans une certaine mesure, l'extrémité primaire 30 est libre en translation axiale dans la rainure axiale 24. On se référera maintenant à la figure 3, montrant partiellement et selon une variante de réalisation, un écrou primaire 42 reliant un écrou secondaire 44 par l'intermédiaire d'un collier 46, d'une patte de fixation 48 et d'un pion radial frangible 50 qui traverse la patte de fixation 48 et le collier 46. En revanche ici, et hormis le pion frangible 50, aucun moyen particulier n'est prévu dans le collier 46 pour le bloquer en rotation par rapport à la patte de fixation 48. Néanmoins, l'écrou primaire 42 et l'écrou secondaire 44 sont liés en rotation par des moyens internes usuels qui n'apparaissent pas sur la figure 3. En conséquence, tout comme dans la variante de réalisation précédente, le pion frangible 50 n'est rompu que dans le cas d'un mouvement relatif axial des deux écrous 42, 44. Selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, illustré sur les figures 4 et 5, le pion frangible est non plus inséré dans le collier, mais dans l'écrou secondaire, et la patte de fixation est divisée en deux parties. Ainsi, la figure 4 montre un écrou primaire 54 et un écrou secondaire 56 tous les deux coaxiaux, ainsi qu'un second collier 58, une patte de fixation 60 divisée en deux parties 62, 64 et un second pion radial frangible 66. Le second collier 58, monté sur l'écrou primaire 54 d'une façon identique à celle du mode de mise en oeuvre précédent, présente une platine 64 formant une première partie de la patte de fixation 60, la platine 64 s'étendant sensiblement perpendiculairement au plan moyen défini par le collier 58. La patte de fixation 60 comprend en outre une seconde partie 62, reliée à la platine 64 dans son prolongement par des secondes vis de fixation 68. Par ailleurs, l'écrou secondaire 56 présente un second flanc latéral 69 dans lequel est pratiqué un second alésage radial 70 qui lui, est adapté à coïncider avec un second orifice 72 pratiqué lo dans la seconde partie 62 de la patte de fixation 60. En outre, une seconde rainure axiale 73 est ménagée dans le second flanc latéral 69 pour recevoir la platine 64 de la patte de fixation 60 et la bloquer en translation selon une direction Tg tangentielle audit écrou secondaire 56. Le pion radial frangible 66 est adapté à être engagé à la fois dans le second alésage radial 70 et dans le second orifice 72, ainsi que l'illustre la figure 5, montrant les deux écrous 54, 56 assemblés. Les secondes vis de fixation 68, sont engagées également dans des perçages sensiblement oblongs pour pouvoir régler la distance relative des deux écrous 10, 12. Bien évidemment, là encore, des moyens de liaison identiques diamétralement opposés sont prévus entre l'écrou primaire 54 et l'écrou secondaire 56. Par ailleurs, tout comme dans le mode de mise en oeuvre précédemment décrit, les deux écrous 54, 56 sont liés en rotation grâce à la patte de fixation 60 dont la platine 64 est engagée dans la seconde rainure axiale 73, et ils sont liés en translation axiale grâce au pion frangible 66 engagé lui, dans la seconde partie 62 et dans le second flanc latéral 69. Lorsqu'ils sont entraînés en translation l'un par rapport à l'autre selon un effort supérieur à un seuil donné, la patte de fixation 60 coulisse dans la seconde rainure axiale 73 et par là-même, cisaille le pion frangible 66. Selon encore un autre mode de mise en oeuvre de l'invention illustré sur la figure 6, sur laquelle on retrouve un écrou primaire 76 et un écrou secondaire 78, reliés ensemble par l'intermédiaire d'un collier 80 et d'une patte de fixation 82, les deux écrous 76, 78 ne sont plus reliés ensemble par l'intermédiaire de moyens frangibles, mais par des moyens élastiquement déformables 84. s En outre, le collier 80 solidaire de l'écrou primaire 76 grâce à des moyens analogues à ceux décrits ci-dessus, présente une partie en cloche 86 entourant partiellement l'écrou secondaire 78. Par ailleurs, l'écrou secondaire 78 présente un épaulement 88, opposé à l'écrou primaire 76, et la patte de fixation 82 est montée dans le bord de la partie io en cloche 86 et en regard de l'épaulement 88. De plus, les moyens élastiquement déformables 84, constitués ici de ressorts hélicoïdaux, sont interposés entre la patte de fixation 82 et l'épaulement 88 de manière à entraîner l'écrou secondaire 78 vers l'écrou primaire 76. Cependant, les deux écrous 76, 78 sont maintenus écartés l'un de l'autre au moyen d'une cale de réglage 90 interposée entre les deux. Les écrous, primaire 76 et secondaire 78 sont solidaires l'un de l'autre en rotation. Ils sont également solidaires l'un de l'autre en translation axiale, dans une certaine mesure. En effet, dès qu'ils sont entraînés âxialement dans des directions opposées l'une de l'autre et selon un effort déterminé par la compressibilité des moyens élastiquement déformables 84, ils sont alors entraînés en mouvement. Ce mouvement est bien évidemment détectable. Selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention non représenté, le collier 80 ne présente plus une partie en cloche mais simplement une partie formant collerette. La partie formant collerette et l'écrou secondaire sont reliés ensemble directement par l'intermédiaire d'une tige. L'extrémité de la tige qui dépasse alors de l'épaulement 88 est équipée d'un ressort qui prend appui sur ledit épaulement, tandis que l'autre extrémité de la tige traverse ladite collerette pour en être solidaire. REVENDICATIONS 1. Ensemble vis-écrou à organe roulant, comprenant un écrou primaire (10, 42, 54, 76) et un écrou secondaire (12, 44,56, 78), une vis étant montée à rotation dans lesdits écrous, ledit écrou primaire (10, 42, 54, 76) présentant un bord libre cylindrique (14), lesdits écrous étant montés dans le prolongement l'un de l'autre, ledit bord cylindrique (14) s'étendant au voisinage dudit écrou secondaire (12, 44,56, 78), ledit bord libre cylindrique (14) et ledit écrou secondaire étant reliés ensemble par des organes de liaison déformables (36, 50,66, 84) pour maintenir en position lesdits écrous l'un par rapport à l'autre, lesdits organes de liaison déformables (36, 50,66, 84) étant adaptés à se déformer lorsque lesdits écrous sont entraînés l'un par rapport à l'autre selon un effort supérieur à un effort déterminé ; caractérisé en ce que lesdits organes de liaison déformables (36, 50, 66, 84) sont reliés audit bord libre cylindrique (14) par l'intermédiaire d'un collier (18, 58, 80), ledit collier étant monté autour dudit bord libre cylindrique (14). 2. Ensemble vis-écrou selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une patte de fixation (28, 48, 60, 82), ladite patte de fixation s'étendant entre ledit écrou secondaire (12, 44,56, 78) et ledit collier (18, 58, 80), et en ce que lesdits organes de liaison déformables (36, 50, 66, 84) sont solidaires de ladite patte de fixation. 3. Ensemble vis-écrou selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits organes de liaisons déformables comprennent au moins un premier pion radial frangible (36, 50) par cisaillement. 4. Ensemble vis-écrou selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite patte de fixation (28, 48) et ledit collier (18, 46) sont reliés ensemble par ledit pion radial frangible (36, 50). 5. Ensemble vis-écrou selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit collier (18) présente un premier bord externe (25) et au moins une rainure axiale (24) pratiquée dans ledit premier bord externe, et en ce que ladite patte de fixation (28) est montée engagée dans ladite rainure axiale (24) pour bloquer en mouvement ladite patte de fixation (28) par rapport audit collier (18) selon une direction sensiblement tangente audit collier. 6. Ensemble vis-écrou selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite patte de fixation (60, 82) et ledit écrou secondaire (56,78) sont reliés ensemble par lesdits organes de liaison déformables (66, 84). 7. Ensemble vis-écrou selon la revendication 6, caractérisé en ce io que ladite patte de fixation (60) et ledit écrou secondaire (56) sont reliés ensemble par au moins un second pion radial frangible (66) par cisaillement. 8. Ensemble vis-écrou selon la revendication 7, caractérisé en ce ledit écrou secondaire (56) présente un second bord externe et au moins une seconde rainure axiale (73) pratiquée dans ledit second bord externe, et en ce que ladite patte de fixation (60) est montée engagée dans ladite rainure axiale (73) pour bloquer en mouvement ladite patte de fixation par rapport audit écrou secondaire (56) selon une direction tangente audit écrou secondaire. 9. Ensemble vis-écrou selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits organes de liaison déformables comprennent des moyens d'appui élastiques (84). 10. Ensemble vis-écrou selon la revendication 9, caractérisé en ce que. ledit collier (80) s'étend au moins partiellement autour dudit écrou secondaire (78) et en ce que lesdits moyens d'appui élastiques (84) sont adaptés à entraîner en translation ledit écrou secondaire (78) vers ledit écrou primaire (76). 11. Ensemble vis-écrou selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits écrous (76, 78) sont maintenus écartés l'un de l'autre par 30 une cale de réglage (90) interposée entre les deux.