Brevet FR3060677A1 — publié le 20180622

- 1 - La présente invention concerne un boulon comportant une vis et un écrou avec en outre des moyens anti-desserrage de l'écrou. Il existe des boulons anti-desserrage mais ils conduisent parfois à effectuer des perçages dans la tige filetée, ce qui réduit la solidité de l'ensemble, ou se composent de plusieurs écrous, ce qui alourdit le boulon, ou freinent le dévissage sans l'interdire de façon absolue. Le fait que te tels boulons soient peu répandus montre leur difficulté de mise oeuvre ou de fabrication. La présente invention a alors pour but de fournir un système de blocage d'écrou simple et conduisant à l'immobilisation totale de l'écrou. Avantageusement, le dévissage de l'écrou est uniquement rendu possible par le retrait d'une pièce supplémentaire ajoutée après l'écrou. Il est proposé alors un boulon comportant une vis avec une tige filetée et un écrou, caractérisé en ce que la tige filetée présente un enlèvement de matière sur au moins une partie de sa longueur, en ce que le boulon comporte en outre un dispositif de blocage en rotation et en translation de l'écrou s'étendant sur au moins une partie de la périphérie de la tige filetée et comportant d'une part une zone de forme complémentaire à la tige filetée au niveau de l'enlèvement de matière et d'autre part des moyens d'accrochage coopérant avec des moyens d'accrochage complémentaires réalisés sur l'écrou. L'enlèvement de matière est tel qu'il n'empêche pas l'écrou de coopérer normalement avec la tige filetée de la vis. Pour réaliser une fixation, l'écrou est vissé sur la tige filetée et serré. On vient par la suite engager le dispositif de blocage sur la tige filetée en faisant coopérer la zone de forme complémentaire à la zone comportant l'enlèvement de matière. Ainsi, ce dispositif de blocage ne peut pas tourner par rapport à la tige filetée. Enfin, en venant accrocher le dispositif de blocage sur l'écrou, on empêche alors l'écrou de tourner et donc de se desserrer. Dans une forme de réalisation préférée, l'enlèvement de matière de la tige filetée de la vis forme un méplat sur ladite tige. D'autres types d'enlèvement de matière peuvent être prévus. Par exemple, une, deux, trois ou plus rainures longitudinales, éventuellement hélicoïdales ou autres peuvent être réalisées sur tout ou partie de la longueur de la tige filetée. Les moyens d'accrochage du dispositif de blocage se présentent par exemple dans une forme de réalisation sous la forme de tétons s'étendant longitudinalement et les moyens d'accrochage complémentaires se présentent sous la forme d'alésages borgnes réalisés dans l'écrou à la périphérie de son taraudage. Dans une autre forme de réalisation, les moyens d'accrochage du dispositif de blocage et les moyens d'accrochage complémentaires de l'écrou forment par exemple un système d'accrochage à baïonnette. Dans une autre forme de réalisation, les moyens d'accrochage du dispositif de blocage et les moyens d'accrochage complémentaires de l'écrou forment par exemple un système d'accrochage de type engrenage. 3060677 - 2 - Le dispositif de blocage se présente avantageusement sous la forme d'un anneau élastique. De cette manière, il est possible d'exercer une contrainte élastique sur les moyens d'accrochage et ceux-ci sont alors maintenus l'un en coopération avec l'autre. Pour éviter une désolidarisation du dispositif de blocage de l'écrou, il peut être 5 avantageusement prévu que le dispositif de blocage comporte en outre des moyens de retenue s'étendant longitudinalement dans l'espace laissé libre par l'évidement de matière entre l'écrou et la tige filetée. Dans cette forme de réalisation, les moyens de retenue se présentent par exemple sous la forme d'un harpon. Selon une variante avantageuse, le dispositif de blocage est maintenu longitudinalement 10 contre l'écrou par aimantation. Pour limiter l'encombrement de l'ensemble réalisé à l'aide d'un boulon tel que décrit ci-dessus, on prévoit par exemple qu'une face frontale de l'écrou présente un logement annulaire pour recevoir le dispositif de blocage. De la sorte, l'encombrement global du dispositif correspond uniquement à l'encombrement de la vis et de son écrou. 15 Pour un meilleur maintien du dispositif de blocage dans son logement, on peut par exemple prévoir que la surface périphérique du logement est rainurée et que la surface extérieure périphérique du dispositif de blocage est elle aussi rainurée. Dans une variante de réalisation, le dispositif de blocage est une pièce périphérique qui possède un ou plusieurs ergots dont le profil, vu de l'axe de la vis, a une forme triangulaire. Dans 20 cette variante, on peut prévoir que l'écrou possède, au fond d'un logement destiné à recevoir la pièce périphérique, des trous situés à la même distance de l'axe de la vis et régulièrement espacés, dont la forme complémentaire à celle des ergots du dispositif de blocage, autorise le vissage et interdit le dévissage. Selon une variante de réalisation, la face que présente le dispositif de blocage du côté de 25 l'écrou a un diamètre plus grand que sa face opposée ce qui donne un profil évasé au dispositif de blocage et l'écrou possède un réceptacle dont la forme évasée est complémentaire à celle du dispositif de blocage. Selon une autre variante de réalisation, le dispositif de blocage est muni sur son contour externe, de languettes de fixation dirigées vers l'extérieur comme une collerette, dont la partie libre 30 est située côté écrou et l'écrou possède un réceptacle dont la forme évasée permet d'accueillir les languettes, ce qui assure le maintien longitudinal du dispositif de blocage contre l'écrou tout en lui accordant une possibilité de recul. Dans une autre forme de réalisation, on prévoit que : - la pièce périphérique possède un ou plusieurs ergots dont le profil, vu de l'axe longitudinal 35 de la vis, a une forme triangulaire ; 3060677 - 3 - - l'écrou possède, au fond d'un logement destiné à recevoir le dispositif de blocage, des trous situés à la même distance de l'axe et régulièrement espacés, dont la forme complémentaire à celle des ergots du dispositif de blocage, autorise le vissage et interdit le dévissage. En variante, on peut aussi prévoir que le dispositif de blocage (ou l'écrou) a un profil cranté 5 et coopère avec des ailerons intégrés à l'écrou (resp. au dispositif de blocage). Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 est une vue d'ensemble d'une vis avec une tête de vis 1 et une tige filetée 2 présentant un enlèvement de matière longitudinal 3. Ici l'enlèvement de matière se présente sous la 10 forme d'un méplat qui s'étend depuis l'extrémité libre de la tige filetée 2 jusqu'à la tête de la vis 1. La figure 2 représente un écrou prévu pour coopérer avec la vis de la figure 1 et pour s'accoupler avec le dispositif de blocage de la figure 3. La figure 3 montre un dispositif de blocage qui bloque toute possibilité de rotation par rapport à la vis. Un appariement entre le dispositif de blocage et l'écrou est rendu possible par un 15 système mâle-femelle, la partie femelle étant ici représentée par des trous 4 (de préférence borgnes) réalisés à la périphérie du taraudage sur une face frontale de l'écrou. La figure 3 montre une forme de réalisation du dispositif de blocage dans laquelle ce dernier est une pièce périphérique dont le profil est adapté à celui de la tige et qui de ce fait, ne peut pas tourner autour de celle-ci. Le blocage de rotation est communiqué à l'écrou lors de l'appariement 20 de cette pièce périphérique avec l'écrou, assuré ici par des aspérités ou tétons 5 formés sur une face transversale de la pièce périphérique formant le dispositif de blocage. Cette pièce périphérique présente ici une forme sensiblement annulaire. Sa surface intérieure est de forme adaptée à la surface extérieure de la tige filetée 2 avec son méplat 3. On retrouve ainsi également un méplat à l'intérieur de la pièce périphérique. La surface extérieure de celle-ci est par exemple circulaire. 25 La figure 4 montre une pièce périphérique et un écrou dans lesquels il a été procédé à un enlèvement de matière pour faire apparaitre des profils complémentaires en forme d'engrenages, le nombre de crans sur l'écrou ou sur la pièce périphérique, pouvant être réduit. La figure 5 montre l'ajout à la pièce de la figure 3, d'un élément destiné à venir s'insérer dans l'espace laissé libre entre la tige filetée de la vis et l'écrou lorsque ce dernier est accouplé à la 30 tige de vis, et dont le but est de s'accrocher au pas de vis de l'écrou grâce aux aspérités 6 formant harpon. Ce harpon peut être ajouté à la pièce de la figure 4. La figure 6 illustre une pièce périphérique dont la fonction est similaire à celle de la pièce de la figure 5, composée de deux parties 7 faisant l'effet d'un ressort et assurant le maintien en translation de la pièce périphérique de la figure 3 lorsque le dispositif de blocage, ou pièce 35 périphérique, est accroché (tétons du dispositif de blocage dans les trous-borgnes- de l'écrou) à l'écrou. 3060677 - 4 - La figure 7 illustre un élément 8 fixé à la pièce périphérique et jouant le même rôle de ressort que l'élément en deux parties 7 de la figure 6. L'élément 8 tient dans l'espace existant entre la tige filetée 2 et l'écrou grâce à des stries 9 qui viennent s'accrocher au pas de vis de l'écrou. La figure 8 montre l'écrou et une variante de réalisation de pièce périphérique qui est fendue 5 afin de lui conférer une élasticité lui permettant d'être radialement comprimée ou détendue et d'exercer sur l'écrou une pression latérale, assurant ainsi son maintien longitudinal contre l'écrou lorsque la pression est dirigée vers l'extérieur ou contre la tige de la vis lorsque la pression est dirigée vers l'intérieur. La figure 9 est une vue d'ensemble du boulon dont la pièce périphérique de la figure 8 10 présente des stries renforçant son maintien contre l'écrou. Des stries similaires peuvent être réalisées également sur la partie de l'écrou en contact avec elles. La figure 10 montre le boulon avec un écrou crénelé 10 et une pièce périphérique comportant des protubérances 11 venant s'accrocher aux créneaux de l'écrou. Le nombre de protubérances ou le nombre de créneaux, peuvent être réduits. Les créneaux et les protubérances sont en forme de 15 crochets de manière à réaliser un système d'accrochage du dispositif de blocage sur l'écrou, se présentant sous forme de pièce périphérique de type baïonnette. La figure 11 illustre une variante d'une pièce périphérique de la figure 3 ou de la figure 8, dans laquelle les tétons ont été remplacés par des crochets 12 adaptés à la géométrie de l'écrou de la figure 13. 20 La figure 12 est un écrou dont la face frontale a été creusée pour s'adapter à une pièce périphérique non représentée, dans laquelle les tétons de la figure 6 ont un profil rectangulaire. La figure 13 est un gros plan d'un écrou avec un évidement circulaire 13 et des évidements à intervalles réguliers 14 destinés à accueillir les crochets de la figure 11. La figure 14 montre une plaque rectangulaire avec des protubérances ayant été découpées. 25 Cette plaque peut être pliée pour réaliser un dispositif de blocage en forme de pièce périphérique comme illustré sur la figure 15. Dans cette forme de réalisation, on retrouve une pièce périphérique sensiblement annulaire mais ici tant la surface intérieure de la pièce périphérique que sa surface extérieure présentent chacune dans une même zone un méplat correspondant au méplat 3 de la tige filetée 2. 30 La figure 16 est une vue éclatée d'un écrou et d'une pièce périphérique intégrée à l'écrou. Les dents 15 ont un profil triangulaire, tout comme les trous formés dans l'écrou. La figure 17 est une vue en coupe de la figure 16 et illustre le profil évasé de la pièce périphérique et de son habitacle. La figure 18 est une pièce périphérique comportant des dents à profil triangulaire 16 ainsi 35 que des languettes de fixation 17 venant se loger dans le profil évasé de l'écrou de la figure 16. La figure 19 et son agrandissement 20 montrent un boulon avec une pièce périphérique crantée 18 coopérant avec un ensemble d'ailerons 19 fixés à l'écrou. 3060677 - 5 - La figure 21 montre un procédé d'utilisation consistant à insérer l'écrou de façon à ce que la pièce périphérique se trouve du côté de la tête de la vis afin de rendre le dévissage impossible. Le boulon décrit dans cette invention repose sur un principe et une mise en oeuvre simples. Il est composé d'une vis dont la tige filetée 2 possède un enlèvement de matière longitudinal 3 (par 5 exemple un méplat) et d'un écrou coopérant avec une pièce périphérique dont le profil correspond à celui de la tige et qui interdit toute rotation. Le couplage entre l'écrou et la pièce bloquante est réalisé grâce à leurs formes complémentaires. Pour mettre en oeuvre le dispositif dans sa version de base, on commence par serrer l'écrou, puis on insère la pièce périphérique coulissante jusqu'au contact avec l'écrou. On tourne alors 10 légèrement l'écrou afin de faire pénétrer les picots 5 de la pièce périphérique dans les trous 4 de l'écrou. Une très légère rotation supplémentaire dans le sens du dévissage, finit par bloquer la pièce périphérique qui ne peut plus reculer. Tout desserrage est alors impossible, sauf si l'on retire la pièce périphérique. En cas de fortes vibrations, si l'on craint que la pièce périphérique qui est montée coulissante 15 sur la tige filetée, ne finisse par s'échapper malgré les frottements qui la maintiennent contre l'écrou, plusieurs variantes de cette invention sont résumées ci-dessous : - Pièce coulissante à effet circlip (ou « à compression latérale » ou « ouverte » ou « à effet ressort ») (fig 8) Le profil de la pièce périphérique est fendu et celle-ci présente deux extrémités, ce qui lui 20 confère une élasticité radiale. Selon une caractéristique avantageuse, le diamètre extérieur de la pièce périphérique est très légèrement supérieur à celui de l'espace dans lequel elle s'insère dans l'écrou et il faut la comprimer radialement pour l'insérer. La pièce périphérique est ainsi fermement maintenue. Selon une autre caractéristique avantageuse, des stries supplémentaires dans les parties en contact renforcent le maintien longitudinal de la pièce coulissante. 25 - Maintien longitudinal par crochets. Les crochets permettent d'assurer le blocage de la pièce coulissante à la fois en rotation et en translation. Ils peuvent être intégrés à l'écrou (fig 10) ou au dispositif de blocage (fig 11). - Maintien longitudinal par clips ou à force Dans une version de l'invention non illustrée, la pièce périphérique et l'écrou sont clipsés. On peut 30 aussi avoir recours à tous les moyens propres aux matières plastiques pour solidariser deux pièces. - Maintien longitudinal magnétique. Dans le cas de pièces métalliques, on peut aimanter l'écrou et/ou la pièce coulissante afin d'assurer un bon maintien longitudinal de la pièce coulissante. - Maintien longitudinal par languettes. 35 La pièce coulissante peut être augmentée d'une partie supplémentaire venant se glisser dans le tunnel compris entre la tige de la vis et l'écrou. Cette partie supplémentaire permet un 3060677 - 6 - accrochage non définitif soit par effet peau de chamois (fig 5) soit par effet ressort (fig 6). Des languettes externes peuvent aussi être ajoutées à la périphérie de la pièce coulissante (fig 18). Enfin, les quatre versions suivantes de l'invention présentent des boulons tout-en-un dans lequel la pièce périphérique est logée à l'intérieur de l'écrou et y reste à demeure, sauf pour le 5 dévissage qui nécessite le retrait de la pièce périphérique qui forme le dispositif de blocage. - Dans une version prolongeant l'idée de la pièce périphérique à effet circlip (figures 16 et 17), les ergots de la pièce périphérique ont un profil triangulaire. Lorsque l'écrou n'est pas vissé, les ergots prennent place dans des trous correspondants de l'écrou et la pièce périphérique est maintenue plaquée contre l'écrou grâce à sa forme évasée. Lors du vissage, elle n'empêchera pas la 10 rotation, mais effectuera des soubresauts à chaque passage d'un trou. - Dans une deuxième version (fig 18), la pièce périphérique se maintient contre l'écrou tout en pouvant s'y écarter un peu, grâce à des languettes souples dirigées vers l'extérieur et venant s'appuyer contre une ouverture de forme évasée pratiquée dans l'écrou (fig 16). - Dans une troisième version non illustrée, la pièce périphérique et l'écrou sont maintenus 15 par une liaison élastique ou à ressorts. - Dans une quatrième version (fig 19 et 20), la pièce coulissante a un profil cranté et coopère avec des ailettes souples intégrées à l'écrou. Les ailettes passent par-dessus les crans lors du vissage et sont bloquées lors du dévissage. Un avantage supplémentaire apporté par cette invention est la possibilité de réaliser un 20 vissage irréversible assurant la fonction de scellement (fig 21). L'écrou est alors vissé avec la pièce périphérique orientée vers la tête du boulon. Pour finir, il existe une méthode simple et peu coûteuse pour fabriquer une pièce coulissante (fig 14 et 15) : il suffit de procéder au pliage d'une bande de matériau découpée au profil souhaité. Les applications industrielles de l'invention s'étendent à tous les domaines où des boulons 25 ont besoin d'être maintenus en place, essentiellement pour des raisons de sécurité comme dans les domaines des transports (aéronautique, ferroviaire, construction navale), du nucléaire, du bâtiment ... mais aussi pour des applications grand public (ameublement, électroménager...). - 7 - REVENDICATIONS1. Boulon comportant une vis avec une tige filetée et un écrou, caractérisé en ce que la tige filetée présente un enlèvement de matière sur au moins une partie de sa longueur, en ce que le boulon comporte en outre un dispositif de blocage en rotation et en translation de l'écrou s'étendant sur au moins une partie de la périphérie de la tige filetée et comportant d'une part une zone de forme complémentaire à la tige filetée au niveau de l'enlèvement de matière et d'autre part des moyens d'accrochage coopérant avec des moyens d'accrochage complémentaires réalisés sur l'écrou. 2. Boulon selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enlèvement de matière de la tige filetée de la vis forme un méplat sur ladite tige. 3. Boulon selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage du dispositif de blocage se présentent sous la forme de tétons s'étendant longitudinalement et en ce que les moyens d'accrochage complémentaires se présentent sous la forme d'alésages borgnes réalisés dans l'écrou à la périphérie de son taraudage. 4. Boulon selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage du dispositif de blocage et les moyens d'accrochage complémentaires de l'écrou forment un système d'accrochage à baïonnette. 5. Boulon selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de blocage se présente sous la forme d'un anneau élastique. 6. Boulon selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de blocage comporte en outre des moyens de retenue s'étendant longitudinalement dans l'espace laissé libre par l'évidement de matière entre l'écrou et la tige filetée. 7. Boulon selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de retenue se présentent sous la forme d'un harpon. 8. Boulon selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de blocage est maintenue longitudinalement contre l'écrou par aimantation. 9. Boulon selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une face frontale de l'écrou présente un logement annulaire pour recevoir le dispositif de blocage. 10. Boulon selon la revendication 9, caractérisé en ce que la surface périphérique du logement est rainurée et en ce que la surface extérieure périphérique du dispositif de blocage est elle aussi rainurée.