Brevet FR2955632A1 — publié le 20110729

L'invention concerne un boulon de traction comportant un double mécanisme d'arrêt afin d'empêcher tout desserrage intempestif de celui-ci. De tels boulons sont utilisés dans de nombreuses applications nécessitant une sécurité élevée vis-à-vis du risque de desserrage, plus particulièrement pour des applications aéronautiques telles que les fixations d'attache moteur sur les aéronefs. De tels boulons sont soumis à des conditions vibratoires sévères et doivent en même temps transmettre des efforts importants sans aucun jeu. A cette fin la tension installée dans le boulon lors du serrage doit être conservée en toutes circonstances. La résistance aux sollicitations de fatigue auxquelles sont soumis ces boulons impose un dessin limitant les concentrations de contraintes susceptibles de constituer des sites favorables à l'initiation de fissures. Cette exigence exclue bon nombre de dispositifs de freinage par obstacle tels que les écrous à languette rabattable. Une solution connue de l'art antérieure consiste à utiliser un écrou dont une couronne, elle-même filetée, généralement placée du côté opposé à la face d'appui de l'écrou est déformée de manière elliptique, sa section présentant alors un grand axe et un petit axe. Lors du serrage de l'écrou sur la vis, laquelle est cylindrique de section circulaire, cette couronne se déforme, revenant à une section circulaire, et ainsi installe une contrainte importante sur les flancs de filets, contrainte qui s'oppose au desserrage de l'écrou. Cette solution présente l'avantage de ne pas introduire de concentrations géométriques de contrainte dans l'écrou ou dans la vis en comparaison de la même solution non freinée. Elle est donc particulièrement adaptée pour des boulons de traction fortement sollicités. Cependant, cette solution de l'art antérieur n'est pas toujours satisfaisante et, lorsqu'ils sont soumis à des sollicitations vibratoires élevées, de tels écrous arrivent à se desserrer. Il existe donc un besoin pour des boulons de traction apte à résister à des sollicitations élevées de fatigue mais présentant une sécurité accrue vis-à-vis du desserrage, sans pour autant accroître leur masse. Pour répondre à ce besoin l'invention propose un boulon de traction comprenant : - une vis percée d'un trou radial - un écrou comportant une face d'appui, et, à l'extrémité opposée à ladite face d'appui, une couronne filetée de section elliptique, prolongée par une couronne crènelée de diamètre intérieur supérieur au diamètre à fond de filet du filetage de l'écrou - une goupille apte à être insérée dans un créneau et dans le trou radial de la vis. Ainsi l'écrou objet de l'invention comprend un double mécanisme de freinage. Le premier freinage, constitué par l'ovalisation d'une couronne filetée, permet d'arrêter l'écrou après avoir installé la tension adaptée dans la vis. La coopération entre les créneaux et la goupille permet d'arrêter l'écrou en rotation par rapport à la vis par obstacle et de conserver la pré-tension dans la vis même en cas de perte d'ovalisation de la couronne elliptique. Le diamètre intérieur de la partie crénelée, supérieur au diamètre à fond de filets permet de réduire considérablement la concentration de contraintes géométriques à la jonction entre la partie crénelée et le filetage de l'écrou. Ainsi, de manière surprenante, en réduisant la section de matière de la partie crénelée on augmente la résistance de l'écrou de sorte que cet écrou crénelé peut être utilisé pour un boulon de traction alors qu'il est, selon l'art antérieur, utilisé plus spécifiquement pour des boulons travaillant en cisaillement c'est-à-dire, ne subissant que des contraintes axiales modérées au niveau de la partie filetée. Avantageusement, l'écrou comprend entre la couronne elliptique et la face d'appui une forme de manoeuvre, la partie elliptique étant d'un diamètre extérieur inférieur au diamètre enveloppe de la forme de manoeuvre. Ainsi la partie elliptique peut être plus facilement mise en forme lors de la fabrication de l'écrou. La goupille utilisée pour arrêter l'écrou est préférentiellement une goupille fendue, ce type de goupille permettant un bon compromis entre l'efficacité de l'arrêt de l'écrou et le diamètre de perçage du trou dans la vis. Compte tenu de leur fiabilité, de tels boulons sont avantageusement utilisés dans des dispositifs d'attache moteur pour aéronef. Ils permettent de constituer des attaches moteur facilement démontables lorsque des opérations de dépose desdits moteurs sont nécessaires au cours de la vie de l'aéronef. L'invention sera maintenant plus précisément décrite dans le cadre de son mode de réalisation préféré, nullement limitatif, représenté sur les figures 1 à 3, dans lesquelles : - la figure 1 représente en perspective les 3 éléments essentiels de l'invention, la vis (1A), l'écrou (1B) et la goupille (1C) les trois éléments n'étant pas représentés à la même échelle ; - la figure 2 montre une vue de profil et en coupe axiale d'un mode de réalisation de l'écrou ; - et la figure 3 illustre un mode de réalisation d'un assemblage mettant en oeuvre un boulon de traction selon un mode de réalisation de l'invention. Figure 1, selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le boulon de traction comprend une vis (1), laquelle comporte à une extrémité (11) une forme de manoeuvre comprenant une surface d'appui (111), liée à un corps cylindrique (10) terminé à l'extrémité opposée à la forme de manoeuvre par une partie filetée (12) de section circulaire. La partie filetée est percée radialement de part en part par un trou (13) de diamètre apte à recevoir une goupille fendue (3). L'écrou (2) comprend une face d'appui (211), surmontée par une forme de manoeuvre (21) et à l'extrémité opposée à la face d'appui, une couronne (25) découpée radialement par des ouvertures en créneaux (23). La longueur filetée de cet écrou est choisie suffisante afin que ledit écrou puisse transmettre des efforts de traction au moins aussi importants que ceux pouvant être transmis par la vis. Figure 2, l'écrou est traversé par un alésage axial comprenant une partie filetée (22) apte à entrer en prise avec le filetage (12) de la vis et au niveau des créneaux (23) un chambrage (230) d'un diamètre supérieur au diamètre du filetage de sorte que la paroi intérieur (230) de la partie crénelée de la couronne n'entre pas en contact avec le sommet des filets de la vis lorsque l'écrou est vissé sur celle-ci. La couronne (25) de diamètre extérieur inférieur à celui de la forme de manoeuvre (21) comprend une partie filetée sur une hauteur (251) comprise entre la fin de la forme de manoeuvre et la partie crénelée de la couronne. Lors de la fabrication de l'écrou, la couronne (25) est ovalisée par déformation. Cette ovalisation de la hauteur filetée (251) située dans la couronne (25) permet de freiner l'écrou sur la vis. Figure 3, selon un exemple d'assemblage de 3 pièces (100, 101, 102) par un boulon selon un mode de réalisation de l'invention, la partie cylindrique (10) de la vis est mise en tension entre la face d'appui (111) de la vis et la face d'appui de l'écrou (211), par le serrage de l'écrou (2) à l'extrémité de la vis. L'installation de cette tension permet d'assurer un contact contraint en compression aux interfaces entre les pièces ainsi assemblées, et la transmission d'une pièce à l'autre des flux d'effort. L'ovalisation de la partie filetée (251) de la couronne (25) assure un premier arrêt en rotation de l'écrou et ainsi la conservation de cette précontrainte après serrage de l'assemblage. Une fois la pré-tension adaptée installée la goupille (3) est introduite dans le trou (13) pratiqué à l'extrémité de la vis, de sorte que la dite goupille traverse radialement la vis et deux créneaux diamétralement opposés de l'écrou (2). Ainsi l'écrou reste immobilisé en rotation par la goupille même dans le cas où l'ovalisation des filets dans la couronne serait insuffisante pour le freiner compte tenu des conditions de service auquel il est soumis. Pour des applications aéronautiques telles que la fixation d'attaches moteur, la vis et l'écrou sont avantageusement constitués d'un alliage à base de nickel présentant une résistance à la température, la corrosion et une résistance mécanique adaptées. Un alliage de nickel comprenant du chrome et du fer, connu sous l'appellation commerciale d'INCONEL ® 718 est particulièrement adapté pour ce type d'application. Afin d'éviter tout phénomène de grippage entre la vis et l'écrou un revêtement de surface peut avantageusement être appliqué sur les filets de l'écrou. A titre d'exemple non limitatif un revêtement d'argenture est efficace. Ce revêtement permet également de réutiliser la même vis et le même écrou en cas de démontage puis remontage de la liaison par boulon. Ainsi le double mécanisme d'arrêt permet d'utiliser des écrous ayant reçu un revêtement d'argenture et qui sont facilement démontables sans concession sur la sécurité au desserrage en service du dispositif. La description ci-avant illustre clairement que par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs qu'elle s'était fixés. En particulier, elle permet une sécurité accrue au desserrage d'un boulon de traction, tout en préservant son aptitude au démontage et à sa réutilisation. REVENDICATIONS1. Boulon de traction caractérisé en ce qu'il comprend : - une vis (1) percée d'un trou radial - un écrou (2) comportant une face d'appui (211) et à l'extrémité opposée à ladite face d'appui une couronne (25, 251)) filetée de section elliptique, prolongée par une couronne crènelée (25,230) de diamètre intérieur supérieur au diamètre à fond de filet du filetage de l'écrou - une goupille (3) apte à être insérée dans un créneau (23) et dans le trou radial (13) de la vis (1). 2. Boulon selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'écrou comprend entre la couronne elliptique (25) et la face d'appui une forme de manoeuvre (21), la partie elliptique (25) étant d'un diamètre extérieur inférieur au diamètre enveloppe de la forme de manoeuvre (21). 3. Boulon selon les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la goupille (3) est une goupille fendue 4. Dispositif d'attache moteur pour un aéronef caractérisé en ce qu'il comprend un boulon selon l'une quelconque des revendications précédentes.