Brevet FR2983544A1 — publié le 20130607

Rondelle de blocage renforcée La présente invention se rapporte à une rondelle de blocage renforcée permettant de maintenir bloqué en rotation un système vis/écrou à haut niveau de serrage. Des rondelles de blocage connues comprennent deux couronnes appliquées coaxialement l'une contre l'autre et elles sont adaptées à venir en prise entre un élément d'appui et un écrou, tandis qu'une tige filetée relie l'élément d'appui et l'écrou en traversant la rondelle. Elles présentent chacune une face d'applique et une face d'appui opposée nervurée. Les faces d'applique des couronnes viennent coopérer l'une avec l'autre et chacune présente, des dents radiales asymétriques. Ces dents radiales asymétriques présentent, d'une part une crête et un fond de dent espacé angulairement de la crête d'un angle sensiblement inférieur à 60°, et d'autre part deux flancs opposés. L'un des flancs est sensiblement incliné par rapport au plan moyen défini par la couronne, et il s'étend angulairement entre ladite crête et ledit fond de dent. Il est destiné à former un flanc de glissement. L'angle de plus grande pente des flancs sensiblement inclinés par rapport au plan moyen doit être sensiblement supérieur à l'angle d'hélice du système vis/écrou. L'autre flanc est sensiblement perpendiculaire au flanc incliné de la dent suivante et il constitue un flanc d'arrêt. Les faces d'applique desdites couronnes sont alors destinées à être appliquées l'une contre l'autre, de manière à ce que, d'une part les flancs inclinés de glissement viennent respectivement en contact les uns contre les autres, et d'autre part, les flancs d'arrêt viennent respectivement en butée les uns contre les autres. Aussi, lorsque l'écrou est vissé sur la tige filetée, la rondelle de blocage est prise en étau entre l'élément d'appui et l'écrou et les faces d'applique son entraînées axialement l'une contre l'autre à force sous pression. En revanche, lorsque l'écrou tend à se dévisser, il entraîne en rotation la couronne contre laquelle il s'appuie, et partant, les flancs de glissement de cette couronne sont entraînés en glissement contre les flancs de glissement de l'autre couronne en formant rampe. De la sorte, lesdites couronnes s'écartent axialement l'une de l'autre selon un module supérieur à celui du mouvement de translation de l'écrou par rapport à la vis. Et partant, la tension axiale qui s'exerce dans le système vis/écrou s'accroît de façon importante. De ce fait, les forces de frottement naissant dans le système vis/écrou augmentent considérablement et provoquent le blocage en rotation de l'écrou. Plus concrètement, le flanc de glissement étant incliné par rapport à l'axe du système vis/écrou selon un angle supérieur à celui de l'angle d'hélice dudit système, dès lors que l'écrou entraîne en rotation la couronne lorsqu'il se desserre, cette dernière est entraînée axialement contre lui, et par effet de coin vient le bloquer. Ce type de rondelle, qui est notamment décrit dans le document EP0131556, présente toutefois des inconvénients. En effet, lorsque les tensions imprimées par le système vis/écrou sont très élevées, la déformation des couronnes et plus précisément des dents, atténue l'effet de blocage. De plus, lorsque le système vis/écrou est fréquemment démonté et la rondelle réutilisée, les dents des couronnes se déforment également. En outre, la fabrication de ce type de rondelles et le matriçage des couronnes nécessitent des moyens particuliers. Aussi, un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention est de fournir une rondelle de blocage qui soit plus résistante et qui puisse être fabriquée à un coût avantageux. Dans ce but, la présente invention propose une rondelle de blocage destinée à être comprimée axialement entre un élément d'appui et un élément vissable, ladite rondelle de blocage comprenant deux couronnes présentant chacune une face d'applique, ladite face d'applique présentant une pluralité de dents, chacune desdites dents présentant, d'une part une crête s'étendant selon une direction radiale de la couronne en définissant un plan axial comprenant l'axe de symétrie de ladite couronne, et deux fonds de dent séparés par ladite crête, et d'autre part un flanc de glissement s'étendant entre ladite crête et l'un desdits fonds de dents, et un flanc d'appui s'étendant entre ladite crête et l'autre desdits fonds de dent, les faces d'applique desdites couronnes étant aptes à être appliquées l'une contre l'autre, tandis que lesdits flancs de glissement viennent respectivement en contact les uns contre les autres, lesdites couronnes étant aptes à venir respectivement en prise avec ledit élément vissable et ledit élément d'appui lorsque ledit élément vissable se dévisse, de manière à entraîner en rotation lesdites couronnes l'une par rapport à l'autre, tandis que lesdits flancs sont respectivement entraînés en glissement les uns contre les autres en formant rampe de manière à écarter axialement lesdites couronnes l'une de l'autre pour provoquer le blocage en rotation dudit élément vissable. Selon l'invention, ledit flanc d'appui et ledit flanc de glissement de chacune desdites dents sont symétriques l'un de l'autre par rapport audit plan axial défini par ladite crête et ledit axe de symétrie de ladite couronne. Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la mise en oeuvre de couronnes dont les dents sont symétriques par rapport au plan axial qu'elles définissent, lequel inclut l'axe de symétrie de la couronne. De la sorte, les contraintes exercées axialement sur la rondelle par l'élément d'appui et l'élément vissable reliés ensemble par une tige filetée traversant la rondelle, induisent des efforts uniformément répartis sur les dents respectives des deux couronnes. Ainsi, les dents ne se déforment pas, ou se déforment très faiblement, lorsque les contraintes s'appliquent, et elles retrouvent leur forme initiale lorsque le système vis/écrou est démonté et que les couronnes sont réutilisées pour former une rondelle. En outre, lorsque les tensions dans le système vis/écrou sont très élevées, la rondelle objet de l'invention constituée des deux couronnes ne se déforme pas ou se déforment très faiblement. Lors du montage de du système vis/écrou, les deux couronnes sont appariées, face d'applique contre face d'applique et respectivement dents, dans dents, de manière à ce que les dents de l'une des couronnes soient engagées dans les fonds de dent de l'autre couronne et inversement. La tige filetée est engagée à travers la rondelle et l'écrou est vissé sur la tige filetée de manière à venir prendre en étau les deux couronnes appariées entre l'élément d'appui et l'écrou. Les deux couronnes sont maintenues appariées jusqu'au serrage de l'écrou de manière à interdire le mouvement de l'une des couronnes par rapport à l'autre. Durant le serrage, les flancs d'appui des dents des deux couronnes viennent alors respectivement en appui les uns contre les autres. Ensuite, après le serrage, l'écrou ne peut plus se dévisser de manière intempestive. En effet, lorsqu'il tend à le faire, il vient en prise contre la couronne sur laquelle il s'appuie et tend à l'entraîner en rotation. Partant, celle- ci tend à être entraînée en rotation par rapport à l'autre couronne et ses flancs de glissement sont entraînés en mouvements angulaires contre les flancs de glissement de ladite autre couronne. En conséquence, les flancs de glissement forment rampe et les couronnes tendent à être écartées l'une de l'autre avec une amplitude supérieure à celle de l'écartement de l'écrou et de l'élément d'appui provoqué par le dévissage. Aussi, par effet de coin le dévissage de l'écrou est stoppé. Par ailleurs, on observera que le matriçage des couronnes permettant de former les dents est bien plus aisé et moins coûteux lorsque les dents sont 10 symétriques. Selon une première variante de réalisation de l'invention, la section desdites dents par un cylindre coupant coaxialement ladite couronne définit un profil sinusoïdal desdites dents. Les dents forment ainsi une ondulation régulière sur la face d'applique des couronnes. Les efforts qui s'exercent alors 15 à l'interface des flancs de glissement et des flancs d'appui respectifs sont homogènes et continus. En outre, la somme des efforts qui s'exercent sur une dent quelconque, est comprise dans le plan axial qu'elle définit et est sensiblement parallèle à l'axe de symétrie de la couronne. Aussi, les dents ne risquent pas d'être déformées par les contraintes. Au surplus, les couronnes ne 20 se déforment pas non plus. Selon une autre variante de réalisation, les crêtes et les fonds de dent définissent respectivement des lignes de crête et des lignes de fond de dents, tandis que les flancs d'appui et de glissement sont plans. Ainsi les dents présentent une arrête qui vient alors se loger dans un fonds de dents 25 correspondant, lui-même formé par deux flancs qui se rejoignent selon une ligne de fond de dent ou, arête rentrante. Ainsi on obtient une position d'équilibre unique de rapprochement maximal entre les deux couronnes. Avantageusement, les dents de ladite pluralité de dents de chacune desdites couronnes présentent un profil identiques de manière à ce que les 30 faces d'applique correspondantes puissent être en contact l'une avec l'autre sur toute l'étendue de leur surface. De la sorte, les couronnes sous contrainte forment une rondelle d'un seul bloc apte à supporter de fortes contraintes. En outre, et selon un mode de réalisation de l'invention particulièrement avantageux lesdits flancs de glissement viennent respectivement en contact les uns contre les autres selon une surface de contact, et ladite face d'applique d'au moins une desdites couronnes présente un enfoncement pour réduire ladite surface de contact desdits flancs de glissement. De la sorte, l'écrou et la couronne sur laquelle il s'appuie viennent plus aisément en prise lorsque l'écrou tend à se dévisser. Car en effet, grâce à l'enfoncement, les surfaces de contact sont réduites, et partant, les forces de frottement entre les flancs de glissement également. Avantageusement, ladite face d'applique présente une rainure circulaire formant ledit enfoncement, ce qui permet d'obtenir des forces de frottement identiques, quelle que soit la position angulaire des couronnes l'une par rapport à l'autre. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la rondelle présente une forme conique, et elle blocage est élastiquement déformable de façon à pouvoir être déformée à plat en formant ressort entre ledit élément d'appui et ledit élément vissable. De la sorte, les forces de frottement entre l'écrou et la rondelle sur laquelle il s'appuie, demeurent constantes quel que soit l'écartement relatif de l'écrou et de l'élément d'appui, dû par exemple à la dilatation axiale de la tige filetée. Par ailleurs, lesdites couronnes sont avantageusement formées dans un acier à ressort. Ce type d'acier, ou d'autres, peut être matricé aisément à un coût avantageux pour former les dents symétriques. En effet, l'usure de l'outil de matriçage est moindre avec des dents symétriques, et présentant une relativement grande dépouille. 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 en élévation de face d'un système vis/écrou incluant une rondelle de blocage conforme à l'invention; - les Figures 2 et 3 montrent en perspective les deux éléments séparés de la rondelle de blocage illustrée sur la Figure 1, selon une première variante de réalisation; et, - les Figure 4 et 5 montrent selon une seconde variante de réalisation, les deux éléments séparés de la rondelle de blocage illustrée sur la Figure 1. La Figure 1 illustre un système vis/écrou comportant une tige filetée 10 solidaire d'un élément d'appui 12 duquel elle s'étend en saillie. En outre, il comporte une rondelle de blocage 14 conforme à l'invention selon une première variante de réalisation. Elle est prise en étau entre l'élément d'appui 12 et un écrou 16 grâce à la tige filetée 10 qui la traverse. L'écrou 16 a été vissé dans le sens des aiguilles d'une montre et il est ici serré. La rondelle de blocage 14 est destinée à interdire son desserrage comme on l'expliquera ci- après. Avant cela, on décrira structurellement la rondelle de blocage 14. Elle est constituée de deux couronnes, la première supérieure 18 en contact avec l'écrou 16, la seconde inférieure en contact avec l'élément d'appui 12. La première couronne 18 présente une première face d'applique 22, tandis que la seconde couronne 20 présente une seconde face d'applique 24, les faces d'applique 22, 24 comprenant respectivement des premières dents 26 et des secondes dents 28. Ces premières 26 et secondes 28 dents coopèrent les unes avec les autres comme on l'expliquera plus en détail ci-après. Avant cette explication détaillée, on se reportera sur les Figures 2 et 3, représentant respectivement en perspective la couronne supérieure 18 et la couronne inférieure 20, d'axes de symétrie A, en vue de trois quarts par rapport à leur face d'applique 22, 24. Les deux couronnes 18, 20 sont identiques et elles sont réalisées par matriçage dans un acier dit « acier ressort » par exemple, ou tout autre acier. Aussi, pour conserver la clarté des dessins on détaillera en référence à la Figure 2 les dimensions de la couronne 18, et en référence à la Figure 3, plus précisément, la structure de la seconde face d'applique 24 de seconde couronne 20. Ainsi, le rayon interne de la couronne Ri est sensiblement égal au deux tiers du rayon externe Re, tandis que l'épaisseur Ep est comprise entre un cinquième et un sixième du rayon externe Re. Par exemple, ce rayon externe Re est compris entre 8 mm et 16 mm. La seconde couronne 20 représentée sur la Figure 3 est identique à la première 18. Sa face d'applique 24 présente ici 22 secondes dents 28 de forme ondulée. Chacune des secondes dents 28, présente une seconde crête 30 qui s'étend selon une direction radiale DRc perpendiculaire à l'axe de symétrie A qu'elle coupe. En outre, chaque seconde dent 28, présente de chaque côté, un second flanc de glissement 32 et un second flanc d'appui 34 qui rejoignent respectivement deux seconds fonds de dent 36. Une des caractéristiques de l'invention réside dans la symétrie des dents 28. Leur deux flancs opposés, de glissement 32, d'appui 34, sont en effet symétriques l'un de l'autre par rapport au plan axial de chacune des secondes dents défini par la direction radiale DRc de seconde crête 30 et l'axe de symétrie de la couronne A. De la même façon, les dents 26 de la première couronne 18 illustrée sur la Figure 2, sont de forme ondulée, et elles sont symétriques. Elles présentent une première crête 38 qui s'étend radialement en coupant l'axe de symétrie A. En outre, chaque première dent 26, présente de chaque côté, un premier flanc de glissement 40 et un premier flanc d'appui 42 qui rejoignent respectivement un premier fond de dent 44. Et les premiers flancs 40, 42 sont symétriques l'un de l'autre par rapport à un plan axial défini par la direction radiale de la première crête 38 et l'axe de symétrie A qu'elle coupe. On se reportera de nouveau sur la Figure 1 pour décrire plus en détail les avantages des dents symétriques 26, 28 des faces d'applique 22, 24 des couronnes correspondantes 18, 20. On retrouve sur cette Figure les secondes crêtes 30 de la seconde face d'applique 24 qui s'étendent respectivement dans les fonds de dent 44 de la première face d'applique 22. On observera que la surface de contact entre les faces d'applique 22, 24 est de forme sinusoïdale. On retrouve ainsi le second flanc de glissement 32 symétrique du second flanc d'appui 34 par rapport au plan axial contenant l'axe de symétrie A et la direction radiale définie par la seconde crête 30, et qui est ici perpendiculaire au plan de la Figure. Ainsi, lorsque la rondelle de blocage 14 est prise en étau entre l'écrou 16 et l'élément d'appui 12, les contraintes exercées sur les deux couronnes 18, 30 se traduisent par des efforts symétriques au niveau de chacune des dents 26, 28. De la sorte, au niveau de chaque dent, la somme des efforts isostatiques qui s'exercent tant sur les flancs de glissement 32, 40, et les flancs d'appui opposés 34, 42 que sur les crêtes 30, 38 et les fonds de dents 36, 44, est égale à une force comprise dans le plan axial de la dent et parallèle à l'axe de symétrie A. De la sorte, malgré des contraintes de tension importantes dans le système vis/écrou les dents 26, 28 des couronnes ne se déforment pas et ces dernières peuvent être réutilisées après démontage. Par ailleurs, grâce aux flancs de glissement 32, 40 des deux couronnes 18, 20, dont l'angle moyen G est supérieur à l'angle moyen g des filets de la tige filetée 10, lorsque l'écrou 16 tend à se desserrer dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, la première couronne supérieure 18 vient en prise avec l'écrou et tend également à être entraînée en rotation dans le même sens par rapport à la seconde couronne inférieure 20. Aussi, grâce aux flancs de glissement 32, 40 qui forment alors rampe, par effet de coin, l'écrou 16 se bloque immédiatement en rotation. On se reportera à présent sur les Figures 4 et 5, illustrant des couronnes d'une rondelle de blocage selon une autre variante de réalisation. Les éléments identiques présenteront alors la même référence affectée d'un signe prime La Figure 4 illustre ainsi une troisième couronne 18' apte à venir s'appliquer contre une quatrième couronne 20' illustrée sur la Figure 5. A la différence du jeu de couronnes de la précédente variante de réalisation, les flancs de glissement 32', 40', et d'appui respectivement opposés 34', 42 de chacune des dents, sont plans. Ainsi, les crêtes 30', 38' forment des arêtes saillantes tandis que les fonds de dent 36', 44', forment des arêtes rentrantes. Grâce aux flancs de glissement 32', 40' plan, l'écartement axial des couronnes 18', 20' est proportionnel à leur mouvement angulaire relatif. Selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, non représenté, la face d'applique présente une rainure circulaire formant un enfoncement dans les flancs de glissement. De la sorte, au niveau de cet enfoncement, les flancs de glissement ne sont plus en contact et par conséquent les forces de frottement entre flancs de glissement sont susceptibles d'être atténuées lorsque l'écrou tend à se dévisser. En outre, selon encore un autre mode de mise en oeuvre, non représenté, la rondelle de blocage présente une forme conique, donnée par la forme coniques des couronnes elles-mêmes. Ainsi, la rondelle de blocage est élastiquement déformable, et elle peut être déformée à plat en formant ressort entre l'élément d'appui et l'élément vissable. Grâce à cette caractéristique, la couronne supérieure et l'écrou demeure en prise, dans une certaine mesure, même lorsque l'élément d'appui et l'écrou s'écartent l'un de l'autre. REVENDICATIONS1. Rondelle de blocage (14) destinée à être comprimée axialement entre un élément d'appui (12) et un élément vissable (16), ladite rondelle de blocage comprenant deux couronnes (18, 20) présentant chacune une face d'applique (22, 24), ladite face d'applique présentant une pluralité de dents (26, 28), chacune desdites dents présentant, d'une part une crête (30, 38) s'étendant selon une direction radiale de la couronne (18, 20) en définissant un plan axial comprenant l'axe de symétrie A de ladite couronne, et deux fonds de dent (36, 44) séparés par ladite crête, et d'autre part un flanc de glissement (32, 40) s'étendant entre ladite crête (30, 38) et l'un desdits fonds de dents (36, 44), et un flanc d'appui (34, 42) s'étendant entre ladite crête et l'autre desdits fonds de dent, les faces d'applique (22, 24) desdites couronnes étant aptes à être appliquées l'une contre l'autre, tandis que lesdits flancs de glissement (32, 40) viennent respectivement en contact les uns contre les autres, lesdites couronnes (18, 20) étant aptes à venir respectivement en prise avec ledit élément vissable (16) et ledit élément d'appui (12) lorsque ledit élément vissable se dévisse, de manière à entraîner en rotation lesdites couronnes l'une par rapport à l'autre, tandis que lesdits flancs de glissement (32, 40) sont respectivement entraînés en glissement les uns contre les autres en formant rampe de manière à écarter axialement lesdites couronnes (18, 20) l'une de l'autre pour provoquer le blocage en rotation dudit élément vissable (16) ; caractérisée en ce que ledit flanc d'appui (34, 42) et ledit flanc de glissement (32, 40) de chacune desdites dents (26, 28) sont symétriques l'un de l'autre par rapport audit plan axial défini par ladite crête (30, 38) et ledit axe de symétrie de ladite couronne (18, 20). 2. Rondelle de blocage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la section desdites dents (26, 28) par un cylindre coupant coaxialement ladite couronne (18, 20) définit un profil sinusoïdal desdites dents. 3. Rondelle de blocage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les crêtes (30', 38') et les fonds de dents (36', 44') définissent respectivement des lignes de crête et des lignes de fond de dents, tandis que les flancs d'appui (34', 42') et de glissement (32', 40') sont plans. 4. Rondelle de blocage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les dents (26, 28) de ladite pluralité de dents de chacune desdites couronnes (18, 20) présentent un profil identiques de manière à ce que les faces d'applique (22, 24) correspondantes puissent être en contact l'une avec l'autre sur toute l'étendue de leur surface. 5. Rondelle de blocage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdits flancs de glissement viennent respectivement en contact les uns contre les autres selon une surface de contact, et en ce que ladite face d'applique d'au moins une desdites couronnes présente un enfoncement pour réduire ladite surface de contact desdits flancs de glissement. 6. Rondelle de blocage selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite face d'applique présente une rainure circulaire formant ledit enfoncement. 7. Rondelle de blocage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle présente une forme conique, et en ce que ladite rondelle de blocage est élastiquement déformable de façon à pouvoir être déformée à plat en formant ressort entre ledit élément d'appui et ledit élément vissable. 8. Rondelle de blocage selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdites couronnes (18, 20) sont formées dans un acier à ressort.