CA2268348A1

CA2268348A1 - Procede et dispositif pour rendre imperdable une vis

Info

Publication number: CA2268348A1
Application number: CA002268348A
Authority: CA
Inventors: Guy Timossi; Olivier Dez; Cesarino Bellini
Original assignee: Individual
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1996-10-08
Filing date: 1997-10-03
Publication date: 1998-04-16
Also published as: JP2001501717A; FR2754320A1; AU4559997A; FR2754320B1; WO1998015744A1; EP0929747A1

Abstract

L'invention se rapporte à un procédé pour rendre imperdable une vis (1) et à plusieurs exemples de manchon (2) pour mettre en oeuvre ce procédé. Selon l'invention, il est donc prévu un procédé pour rendre imperdable une vis (1) comportant une tête et un corps fileté. On vient visser à l'extrémité du corps de la vis opposée à la tête de la vis, un manchon (2) cylindrique taraudé de façon complémentaire au filetage du corps de la vis (1), manchon fileté extérieurement, et on vient immobiliser le manchon par rapport à la vis. Pour la mise en oeuvre de ce procédé, l'invention prévoit également des manchons filetés extérieurement et taraudés intérieurement spécialement adaptés par l'adjonction de moyens d'immobilisation sur les vis.

Description

CA 02268348 1999-04-06 . .. ,.
~. , :... ~ ~ . : ..
. " , '. .. ~. ' -PROCEDE POUR RENDRE IMPERDABLE UNE VIS ET MANCHON
POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE.
L'invention se rapporte à un procédé pour rendre imperdable une vis et un manchon pour mettre en oeuvre ce procédé. Lorsqu'on fixe deux pièces mécaniques par exemple un capot sur un carter à l'aide d'une ou plusieurs vis, il est avantageux de rendre la ou les vis solidaires du capot afin d'éviter la perte d'une ou plusieurs vis lors d'un démontage. Des dispositifs atteignant ce but sont connus sous le nom de vis imperdables.
i o Ces dispositifs sont réalisés en usinant par exemple une vis normalisée.
On peut, par exemple, décolleter une partie du corps de la vis de façon à faire apparaitre sous la tête de la vis une zone cylindrique lisse dont le diamètre est inférieur au diamètre nominal de la vis. La vis ainsi décolletée est montée dans un trou du capot, trou taraudé au même diamètre que le ~ 5 , diamètre nominal de la vis. L'épaisseur du capot au niveau de ce trou étant inférieure à la longueur de la partie décolletée du corps de la vis, lors d'une opération de démontage du capot, la vis reste solidaire du capot.
Cette vis ainsi modifiée est spécifique des deux éléments que l'on fixe l'un à l'autre. Cette spécificité est un inconvénient notamment lorsque la 2o fabrication est unitaire ou de petite série. En effet, la vis, le plus souvent issue d'une vis normalisée, est modifiée elle aussi en petite série, ce qui augmente considérablement son coût de revient. Par la suite, on appellera élément standard, un élément qui n'est pas conçu pour une utilisation particulière. Un élément normalisé est un élément standard.
25 Le document DE 37 06 236 décrit l'assemblage de plusieurs profilés, au moyen de deux plaques tenues écartées par une vis et un manchon taraudé vissé sur la vis. Le manchon est spécifique du montage des plaques.
Le document US 3 371 697 décrit l'immobilisation d'un filet 30 rapporté dans un taraudage, au moyen d'une broche dans une rainure du filet rapporté et cisaillant les filets du taraudage.
Le procédé conforme à l'invention supprime ~çet inconvénient en n'utilisant que des éléments standards, vis utilisée sans modification spécifique à laquelle on ajoute un manchon lui aussi standard.
35 Selon l'invention, il est donc prévu un procédé pour rendre imperdable une vis traversant un trou d'une pièce mécanique, la vis _.:

.' .. . , 0. ,' ' " ' .. f. r, i , ~. ' comportant une tête et un corps fileté, caractérisé en ce qu'il consiste à
visser sur l'extrémité du corps de la vis opposée à la tëte de la vis un manchon cylindrique taraudé de façon complémentaire au filetage du corps de la vis, manchon fileté extérieurement, et à immobiliser le manchon par rapport à la vis et en ce que la vis munie de son manchon tourne librement dans le trou sans intermédiaire.
Pour la mise en oeuvre de ce procédé, l'invention prévoit également des manchons filetés extérieurement et taraudés intérieurement spécialement adaptés par l'adjonction de moyens d'immobilisation sur les i o vis.
Le principal avantage lié à l'invention réside dans le fait que le manchon est standard. Un même manchon peut servir dans de multiples applications indépendamment de la longueur et de la tête de la vis sur laquelle il est monté. Ainsi, il peut être fabriqué en grande série et ëtre i 5 utilisé dans tout type d'industrie. Son coüt sera faible.
r La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints où
- les figures 1 a et 1 b représentent une vis et un manchon ;
20 - la figure 2 représente un manchon immobilisé sur une vis au moyen d'un film de colle ;
- la figure 3 représente un manchon immobilisé sur une vis au moyen d'un joint de soudure ;
- la figure 4 représente un manchon dont une extrémité est 25 prolongée par une portion de cylindre pour immobilisation par sertissage ;
- la figure 5 représente le manchon représenté figure 4 vissé et serti sur une vis d'assemblage à tëte hexagonale ;
- la figure 6 représente en vue de face et vue de gauche un manchon immobilisé sur une vis au moyen de deux broches ;
30 - la figure 7 représente un exemple de manchon possédant deux rainures de guidage de broches ;
- la figure 8 représente un exemple de~ broche à section rectangulaire prolongée d'une partie à section circulaire ;
- la figure 9 représente un exemple de broche à section 35 rectangulaire prolongée d'une partie à section à arëtes vives ;

- la figure 10 représente un exemple de manchon tel que représenté figure 7 comportant une broche ;
- la figure 11 représente un exemple de manchon tel que représenté figure 10, manchon vissé sur l'extrémité d'une vis ;
- la figure 12 représente l'ensemble représenté figure 11 après pressage des broches.
La figure 1 a représente une vis 1 d'assemblage normalisée à tâte hexagonale d'axe 3. La figure 1 a représente également un manchon 2 de forme cylindrique de même axe 3 que la vis 1 dont la surface intérieure 4 est i o taraudée de façon complémentaire au filetage de fa vis 1. II est bien entendu que la vis 1 à tëte hexagonale n'est prise qu'à titre d'exemple, l'invention peut s'appliquer à toute forme de filetage et de tête de vis. Une caractéristique de l'invention est que le filetage de la vis 1 soit complémentaire du taraudage du manchon 2 afin que le manchon puisse ~ 5 être vissé sur la vis. La surface extérieure 5 du manchon 2, quant à elle est filetée. Ce filetage est déterminé en fonction de l'utilisation du dispositif.
Le manchon 2 ainsi réalisé est vissé sur l'extrémité de la vis 1 opposée à la tëte de vis comme représenté figure 1 b.
La longueur du manchon mesurée suivant l'axe 3 peut par 2o exemple ëtre égale à 1,5 fois le diamètre nominal du filetage du manchon, ce qui assure une bonne tenue mécanique de la vis rendue imperdable dans un carter dans lequel elle est vissée.
La figure 1 b représente également, au repère 6, une coupe partielle d'une pièce mécanique comme par exemple, un capot dont la vis 1 25 est rendue solidaire. L'épaisseur du capot 6 mesurée suivant l'axe 3 est inférieure à la longueur de ia vis 1 comprise entre le manchon 2 et la tête de la vis 1. La vis 1 munie de son manchon 2 tourne ainsi librement dans le trou 7 du capot 6 sans intermédiaire. Comme dans l'art antérieur, ce capot 6 peut comporter un trou 7 taraudé de façon complémentaire au filetage du 3o manchon 2. Ce trou 7 taraudé permet de visser fa vis 1 équipée de son manchon 2 dans le capot 6. Une variante avantageuse pour la réalisation du trou 7 consiste à réaliser dans le capot 6 un trou 7 lisse dont le diamètre est compris entre le diamètre nominal de ia vis 1 et le diamètre nominal du filetage du manchon. Dans cette variante, on commence par insérer la vis 1 35 dans le trou 7 avant de visser le manchon 2 sur la vis 1. L'avantage de cette variante est que la vis 1 équipée de son manchon 2 est totalement solidaire du capot 6.
Une autre caractéristique de l'invention est que le manchon 2, une fois vissé sur la vis 1, est immobilisé par rapport à fa vis. Plusieurs modes de réalisation de cette caractéristique sont présentés à titre d'exemples dans cette description.
Deux critères techniques de choix du mode de réalisation apparaissent de façon évidente. II s'agit du couple de serrage que l'on souhaite appliquer à la vis rendue imperdable et la nature des matériaux o choisis pour la vis et le manchon.
Un premier mode de réalisation consiste à coller le manchon sur la vis comme représenté figure 2. Un film de colle 10 pourra par exemple étre disposé dans la zone de contact entre les filets de la vis 1 et ceux du manchon 2. Ce mode de réalisation ne nécessite pas de forme particulière i 5 pour le manchon 2. En revanche, le collage nécessite une grande rigueur dans le mode opératoire afin d'assurer une bonne reproductibilité.
Un deuxième mode de réalisation consiste à souder le manchon et la vis entre eux. En plus des critères de choix du mode de réalisation déjà
cités il faut ajouter l'aptitude du soudage à ne pas déformer ou détériorer la 20 vis au le manchon et notamment les filets du manchon. Un exemple de procédé de soudage réputé pour peu déformer les éléments soudés entre eux est le soudage par faisceau d'électrons.
La figure 3 représente un exemple de manchon 2 immobilisé sur une vis 1 au moyen d'un joint de soudure 20. Ce joint de soudure 20 se situe 25 dans la zone de contact entre les filets de la vis 1 et du manchon 2. II
forme un cône dont la base se situe au niveau de l'extrémité de la vis 1, extrémité
opposée à la tête de fa vis 1, la pointe du cône se situe sensiblement au milieu du manchon 2. Sur la figure 3, un seul joint de soudure est représenté, il est bien entendu qu'on peut réaliser autant de joints que 30 nécessite le couple de serrage que l'on souhaite appliquer à la vis rendue imperdable. Ce mode de réalisation ne nécessite pas de forme particulière pour le manchon 2. En revanche, il nécessite un outillage conséquent.
Un troisième mode de réalisation consiste à sertir le manchon sur la vis. Un exemple de manchon 30 adapté pour le sertissage est présenté
35 figure 4. Le manchon présenté figure 1 forme une première partie 31 cylindrique. Cette partie 31 est prolongée en une de ses extrémités par une seconde partie 32 cylindrique coaxiale de la première partie 31. La surface a intérieure de la seconde partie 32 est le prolongement de la surface intérieure de ia première partie 31. Le taraudage du manchon 30 est lui 5 aussi prolongé. La surface extérieure de cette seconde partie 32 est lisse, son diamètre est inférieur au diamètre du fond des filets du filetage du manchon 30. Une fois te manchon vissé sur la vis, la seconde partie 32 est déformée pour être sertie sur la vis. Lorsque seul le manchon est déformé, l'immobilisation se tait par adhérence du manchon sur la vis. On peut tout 1 o aussi bien déformer simultanément le manchon et les filets de la vis recouverts par la seconde forme cylindrique du manchon. L'immobilisation du manchon par rapport à la vis se fait alors par obstacle. Le choix entre ces deux variantes de sertissage, se fait en fonction du couple de serrage que l'on souhaite appliquer à la vis rendue imperdable.
i 5 Un exemple de sertissage est représenté figure 5. Cette figure montre en perspective une vis 1 d'assemblage à téte hexagonale sur laquelle est vissé sur l'extrémité opposée à la téte un manchon tel que représenté figure 4. Le manchon 30 est orienté de telle sorte que la seconde partie 32 se trouve du côté de la téte de vis 1. II est bien entendu que 20 l'orientation inverse est possible. Le manchon 30 est immobilisé par rapport à la vis 1 au moyen de plusieurs empreintes 33 de sertissage. Deux empreintes 33 de forme oblongue, sont représentées figure 5. La plus grande longueur des formes oblongues a la méme orientation que l'axe 3 de la vis 1. II est bien entendu que le nombre d'empreintes 33 peut varier en 25 fonction du couple de serrage que l'on souhaite appliquer à la vis rendue imperdable. Ce mode de réalisation nécessite un outillage beaucoup moins conséquent que pour le soudage, le temps de mise en oeuvre y est également plus court. En revanche, le manchon nécessite une forme particulière adaptée au sertissage.
3o Un quatrième mode de réalisation consiste à mettre en place une . ou plusieurs broches qui cisaillent les filets de la vis. Le principe est décrit figure 6. La figure 6 représente, comme à la figure 1 b, un manchon 2 vissé
sur une vis d'assemblage 1. L'immobilisation est réalisée par deux broches cylindriques 40 mises en place, parallèlement à l'axe 3 de la vis 1 entre le 35 diamètre de fond de filets de 1a vis 1 et le diamètre de fond de filets du WO 98/15744 PCT/FIt97/01758 taraudage du manchon 2. II est bien entendu que l'immobilisation du manchon 2 par rapport à la vis 1 est opérante avec une seule broche 40. On peut choisir tout nombre de broches 40 supérieur ou égal à un. Le nombre de broches 40 est déterminé en fonction des critères de choix du mode de réalisation, critères définis précédemment. Préférentiellement, on utilise deux broches 40 pour des diamètres nominaux de vis 1 inférieur ou égal à
quatre millimètres et quatre broches 40 au delà.
Un exemple de réalisation de ce principe de brochage consiste à
prévoir dans le manchon une rainure pour guider chaque broche. Un t o exemple de manchon 2 possédant deux rainures 50 symétriques est représenté figure 7. Seule la vue représentant la section du manchon est ici représentée. Le manchon 2 possède extérieurement un filetage normalisé
ISO de diamètre nominal M5, il possède intérieurement un taraudage normalisé ISO de diamètre nominal M3. La rainure 50 est un évidement dont t 5 la section est en forme de T. La rainure 50 se prolonge ainsi sur toute la longueur du manchon 2 parallèlement à l'axe 3 du manchon. La section de la rainure 50 comporte une ouverture 52 qui s'ouvre sur la surface intérieure 4 du manchon 2 de façon symétrique par rapport à un axe 51 de symétrie de la section du manchon 2. La largeur de l'ouverture 52 est de 0,8 millimètres, 2o elle forme ia barre verticale du T.
L'ouverture 52 se prolonge par une partie rectangulaire 53 plus large que l'ouverture 52 formant la barre horizontale du T. La largeur de cette partie rectangulaire est de 1,1 millimètre, sa profondeur de 0,27 millimètres. La profondeur totale de la rainure 50 est de 1,87 millimètres. II
25 est bien entendu que les dimensions citées précédemment ne sont données qu'à titre d'exemple constituant un mode préférentiel de réalisation d'un manchon comportant deux rainures 50.
Un exemple de broche 40 est représenté figure 8. La broche 40 comporte deux parties. Une première partie 60 utilisée pour le guidage de la 30 broche dans une rainure 50 de ia figure 7 possède une section rectangulaire dont les dimensions sont voisines des dimensions de la partie rectangulaire 53 de la section de la rainure 50 de la figure 7. La partie 60 doit pouvoir étre emmanchée dans la partie rectangulaire 53 de ta rainure 50 avec un léger serrage. La première partie 60 est prolongée par une seconde partie 61 de 35 section circulaire. La seconde partie 61 est utilisée pour cisailler le filetage de la vis. Le diamètre de cette section circulaire est voisin de la largeur de l'ouverture 52 de la rainure 50. La partie 61 est tangente au plan 62 contenant la largeur de fa partie rectangulaire 60. Le plan 63, perpendiculaire au plan 62, est un plan de symétrie pour les deux parties 60 . 5 et 61. L'intersection de ce plan 63 avec la broche 40 est hachurée sur la figure 8.
La variante de broche 40 précédemment décrite est avantageusement utilisée avec des manchons dont le diamètre nominal du taraudage de la surface intérieure n'excède pas quatre millimètres, au delà, 0 on préférera une forme de broche 40 possédant des angles vifs pour la partie qui cisaillera les filets de la vis. Un exemple de réalisation d'une telle broche 70 est représenté figure 9. Cette broche 70 comporte deux parties.
Une première partie 71 est semblable en forme à la première partie 60 de la broche 40 représentée figure 8. La première partie est prolongée par une ~ 5 seconde partie 72 de section à angles vifs. Cette seconde partie 72 est utilisée pour cisailler le filetage de la vis. La section de cette seconde partie 72 a une forme rectangulaire dont un grand côté est remplacé par un V dont la pointe rend la section concave. La longueur du grand côté est voisine de la largeur de l'ouverture 52 de ia rainure 50 du manchon 2. Les arêtes 73 2o formant un angle aigu serviront à cisailler les filets de la vis. Le plan contient la largeur de la partie rectangulaire 71 et la surface plane de la partie 72 opposée au V. Le plan 63, perpendiculaire au plan 62, est un plan de symétrie pour les deux parties 71 et 72. L'intersection du plan 63 avec la broche 70 est hachurée sur la figure 9. On peut éventuellement réaliser sur 25 la broche 70 un chanfrein 74 sur la seconde partie 72 à proximité de la première partie 71, ce qui permettra un meilleur début de cisaillement des filets de la vis.
La partie à section rectangulaire d'une broche 40 ou 70 est insérée dans une rainure 50 du manchon 2, le plan 60 étant en contact avec 30 le fond de la rainure 50. Le manchon ainsi équipé d'une ou plusieurs broches, une broche par rainure 50, peut ëtre référencé comme pièce détachée. La broche par exemple 70 ainsi insérée dans le manchon est représentée figure 10.
A la figure 11, le manchon, représenté figure 10, est vissé sur 35 l'extrémité d'une vis 1, les broches par exemple 70 se situant par exemple du côté du manchon 2 opposé à la tête de la vis 1. On voit sur cette figure que l'on peut par exemple visser le manchon 2 sur la vis 1 jusqu'à ce que les broches 70 viennent en butée sur le bout de la vis 1. Plus précisémment, c'est le chanfrein 74 représenté figure 9 qui, pour la broche 70 vient en butée sur le bout de la vis 1. Pour la broche 40 représentée figure 8, la vis vient en butée sur la seconde partie 61. Ensuite, on vient presser les broches suivant l'axe 3 de la vis 1 en direction de la tête de la vis 1 afin de cisailler les filets de la vis 1.
L'ensemble représenté figure 11 est de nouveau représenté figure 0 12 après pressage des broches. Sur cette figure, les broches 70 sont affleurantes des extrémités communes de la vis 1 et du manchon 2.
Ce quatrième mode de réalisation présente l'avantage d'une mise en place simple du manchon 2 sur la vis 1. II suffit d'amener la vis 1 en butée sur les broches du manchon 2. Un autre avantage lié à ce mode de i 5 réalisation est qu'il ne nécessite qu'un outillage très simple pour l'immobilisation du manchon. Seule une pression sur les broches suffit. En revanche, le manchon nécessite une forme particulière adaptée au brochage.
D'autres avantages liés globalement au procédé selon l'invention 2o apparaissent ~ On a la possibilité d'adapter le choix des matériaux à une utilisation particulière. On peut par exemple choisir une vis en acier avec un manchon en bronze. Les critères de choix sont entre autres : la résistance mécanique, le coefficient de frottement, les couples galvaniques en 25 présence.
~ On a la possibilité de choisir des filetages répondant à des normes ou standards différents. Par exemple, on peut utiliser une vis dont le filetage est au pas métrique avec un manchon dont ie filetage est autotaraudeur ou est dans un pas anglo-saxon.
~ On a la possibilité d'insérer d'autres composants mécaniques autour du corps de la vis entre la tëte de la vis et le manchon. Ces composants sont par exemple une rondelle large et/ou un ressort.

~ Dans l'art antérieur, on a présenté une vis décolletée rendue solidaire d'un capot. Dans ce cas, on est tenu de tarauder le capot de façon complémentaire au filetage de la vis. Grâce au procédé selon l'invention, il est possible de ne réaliser dans le capot qu'un trou lisse dont le diamètre est compris entre le diamètre nominal de la vis et le diamètre nominal du filetage du manchon. Dans ce cas, on montera le manchon sur la vis après avoir inséré la vis dans le trou du capot. II reste néanmoins toujours possible d'utiliser la vis rendue imperdable selon l'invention avec un capot dont le trou est taraudé comme présenté dans l'art antérieur.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé pour rendre imperdable une vis (1) traversant un trou (7) d'une pièce mécanique (6), la vis (1) comportant une tête et un corps fileté, caractérisé en ce qu'il consiste à visser sur l'extrémité du corps de la vis (1) opposée à la tête de la vis (1), un manchon (2) cylindrique taraudé de façon complémentaire au filetage du corps de la vis (1), manchon (2) fileté
extérieurement, et à immobiliser la manchon (2) par rapport à la vis (1) et en ce que la vis (1) munie de son manchon (2) tourne librement dans le trou (7) sans intermédiaire.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'immobilisation du manchon (2) par rapport à la vis (1) consiste à coller le manchon sur la vis.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'immobilisation du manchon (2) par rapport à la vis (1) est réalisée par soudage.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'immobilisation du manchon (30) par rapport à la vis (1) consiste à sertir le manchon (30) sur la vis (1).

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'immobilisation du manchon (2) par rapport à la vis (1) consiste à mettre en place entre le diamètre de fond de filets de la vis (1) et le diamètre de fond de filets du manchon (2) au moins une broche (40 ; 70) qui cisaille les filets de la vis (1).

6. Manchon pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 4 comportant une première partie (31) cylindrique dont la surface intérieure (4) est taraudée et dont la surface extérieure (5) est filetée, caractérisé en ce que le manchon (30) est prolongé par une seconde , partie (32) cylindrique coaxiale de la première destinée au sertissage du manchon (30, 32) sur la vis (1), en ce que la surface intérieure de la seconde partie (32) est le prolongement de la surface intérieure de la première partie (31), en ce que le taraudage est prolongé, en ce que la surface extérieure de la seconde partie (32) est lisse, et en ce que le diamètre extérieur de la seconde partie (32) est inférieur au diamètre du fond des filets du filetage de la première partie (31).

7. Manchon pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 5 dont la surface intérieure est taraudée et dont la surface extérieure (5) est filetée, caractérisé en ce que le manchon comporte en outre au moins une broche (40; 70) permettant le cisaillement des filets d'une vis (1) vissée dans le taraudage de la surface intérieure (4).

8. Manchon selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il possède un axe longitudinal (3), en ce qu'il comporte au moins uns rainure (50) de section en forme de T s'ouvrant sur la surface intérieure (4) du manchon (2), la rainure (50) étant parallèle à l'axe (3) du manchon (2), et en ce que dans la rainure est emmanchée la broche (40; 70).

9. Manchon selon la revendication 8, caractérisé en ce que la broche (40) comporte deux parties, une première partie (60) utilisée pour le guidage de la broche dans la rainure (50) et une deuxième partie (61) utilisée pour cisailler le filetage de la vis, et en ce que la section de la deuxième partie est circulaire.

10. Manchon selon la revendication 8, caractérisé en ce que la broche (70) comporte deux parties, une première partie (71) utilisée pour le guidage de la broche dans la rainure (50) et une deuxième partie (72) utilisée pour cisailler le filetage de la vis, et en ce que la section de la deuxième partie possède des angles vifs.