Boulon avec écrou indesserrable. Les filets des écrous et boulons sont habituellement. à profil régulier, triangulaire, rectangulaire, etc., les deux faces du filet étant également inclinées sur l'axe du boulon.
La présente invention a pour objet un boulon avec écrou indesserrable, caractérisé par un filetage possédant des surfaces d'appui pendant le serrage, dont une partie au moins fait avec Faxe un angle aigu, celui-ci étant inférieur à celui que forme avec le même axe l'une quelconque des surfaces qui ne sont pas des surfaces d'appui pendant le serrage.
Le dessin annexé représente trois formes d'exécution de l'objet de l'invention données à titre d'exemples, ainsi que des variantes et applications.
La fig. 1 est une vue avec coupe partielle d'un boulon et d'un écrou ordinaires; La fig. 2 montre, de semblable façon, une première forme d'exécution; Les fig. 3 et 4 en montrent des applica tions et fig. 5 une variante;.
La fig. 6 montre une seconde forme d'exé cution; Les fig. 7 et 8 montrent des positions différentes de l'écrou par rapport à la vis dans cette forme; . Les fig. 9 à 14 se rapportent à une troi sième forme d'exécution ; Enfin les fig. 15 et 16 montrent des va riantes de cette dernière forme.
Dans le cas de l'écrou habituel représenté fig. 1, les angles<I>a</I> et R que font les côtés opposés du profil du filetage par rapport à l'axe de la vis sont égaux. Dans celui de la Dg. 2, sur laquelle a désigne l'écrou,<I>b</I> le boulon, I' le sens .de la réaction que supporte l'écrou pendant le sel- rage, l'ange (31 est au contraire bien inférieur à l'angle ar, celui-ci ayant été figuré voisin de<B>900,</B> mais pouvant atteindre<B>90'.</B>
Par le choix de Pr on peut faire en sorte que l'adhérence entre l'écrou et son boulon . soit plus grande que celle entre l'écrou et la pièce c à serrer; lorsque celle-ci vibre ou se déplace, l'écrou se déplace alors par rapport auxdites pièces et -non par rapport au boulon et, par suite, il ne peut y avoir aucun des serrage.
Par contre, il sera facile de desserrer l'écrou en question avec une (,é, comme un écrou ordinaire. Eventuellement, pour dimi nuer le moment maximum à exercer à cet effet, on peut donner à l'écrou une embase conique comme indiqué en a' sui- la fig. <B>3,</B> afin de rapprocher le plus possible de l'axe le point de contact entre l'écrou et la. pièce à serrer et, par suite, de diminuer le moment de frottement entre ceux-ci.
Cette légère conicité permet de réduire l'inclinaison du filet nécessaire pour obtenir l'indesserrabilité, c'est-à-dire d'augmenter la valeur de l'angle P' et par suite d'augmenter la profondeur des filets, à égalité de pas et de diamètre.
Lorsque les pièces serrées sont sujettes à déplacement l'une par rapport à l'autre, et à usure, on peut interposer, entre l'écrou et les pièces serrées, une rondelle élastique, par exemple une rondelle Belleville d (fig. 4), qui a pour effet d'assurer, malgré l'usure, le contact avec une pression suffisante des faces d'appui des filets de l'écrou et du boulon et, par là,<B>,</B> l'indesserrabilité cherchée.
Lorsque les pièces que le boulon et l'écrou doivent serrer n'ont pas besoin d'être appli quées l'une contre l'autre avec un effort con sidérable par vissage de l'écrou, on peut donner à l'angle R' une valeur telle que, lorsque l'écrou a été serré, il reste coincé sur le boulon, même si les pièces viennent à prendre du jeu; l'écrou se trouve alors fixé au boulon un peu à la façon d'une frette mise à chaud.
On peut dire que 1P coincement de l'écrou sur son boulon est en tout cas obtenu à par tir dit moment oit la tangente de l'angle j31 est plus petit que le coefficient de frottement des métaux en contact. Lorsque l'écrou est ainsi coincé sur son boulon, les pièces c, destinées à être serrées, peuvent prendre du jeu sans pour cela que l'écrou cesse d'être coincé.
Il n'est donc pas nécessaire, dans ce cas, d'interposer une rondelle d comme précédeui- ment. On pourra malgré tout dévisser l'écrou avec une clé en lui appliquant un effort au maximum égal à celui qu'on lui avait appli qué air moment du serrage.
II a été dit ci-dessus que la valeur de l'angle j3' pouvait être réduite de manière importante quand l'écrou n'a pas à subir un effort axial trop important. En effet, on pourrait craindre que, sous un effort consi dérable, les filets ne s'écrasent et que l'écrou ne soit arraché.
La seconde forme d'exécution selon fig. 6 à 8 permet. d'obvier à ces inconvénients, tout en bénéficiant du coincement de l'écrou sur son boulon. La partie f ï du filet, repré sentée en traits mixtes, est déportée vers l'axe du boulon d'une quantité p. Il en est de même des filets de l'écrou, autrement dit le filet, au lieu d'avoir le profil e f i j a le profil<I>e</I> g h. i <I>j.</I>
La partie g h. du filet décalée en profon deur est plus grande que la partie<I>i j</I> restante. Le même décalage est effectué sur le file tage de l'écrou, chaque face d'appui au ser rage dudit écrou comportant deux parties décalées de longueur inégale<I>l</I> m et ra <I>o.</I>
Dans ces conditions, il existe un vide entre les faces m <I>ii,</I> de l'écrou et les faces h i du boulon. Par suite, lorsqu'on met l'écrou sur le boulon, les filets de l'écrou et de la vis occupent l'un par rapport à l'autre la position de la fig. 6.
Mais quand on serre l'écrou, la réaction s'exerçant dans le sens de la flèche I' (fig. 7), les faces inclinées<I>1,</I> w et g h, d'une part, et les faces<I>ii</I> o et i j d'autre part, glissent l'une sui, l'autre et viennent dans la position de la fig. 7, position dans laquelle l'écrou se coince sur le boulon si l'angle 131 est assez petit.
Enfin, si les efforts qui sollicitent l'écrou dans le sens de l'axe, deviennent considéra bles, les filets prennent l'an par rapport à l'autre la position de la fig. 8 pour laquelle les faces<I>in ii,</I> et<I>h i,</I> perpendiculaires ou sen siblement perpendiculaires < L l'axe, viennent en contact, ce qui limite le mouvement de glissement dans l'écrou.
On se rend compte que ce décalage en profondeur des filets détermine des faces de butée s'opposant à l'arrachement de l'écrou dans le cas d'efforts anormaux dans le sens de l'axe, et que, malgré cela, l'indesserrabilité de l'écrou est assurée grâce à la faible valeur de l'angle ,P'.
On peut encore fileter de telle manière que les faces<I>n</I> 7n et<I>i h</I> viennent en contact lors d'un serrage normal. Dans ces conditions, il se produit non seulement un coincement. le long des faces g <I>h.</I> et d <I>m;</I> mais également un serrage entre les faces<I>m n</I> et<I>i h.</I>
Comme la face d'appui au serrage à été divisée en deux :parties décalées l'une par rapport à l'autre, il n'est plus nécessaire que ces deux parties soient inclinées, mais il suffit que l'une d'elles le soit. C'est ce qui a été représenté en pointillés sur la fig. 6. La face externe du filet du boulon est cylin drique.
Il n'est pas absolument indispensable non plus que les faces<I>f</I> g, <I>m n,</I> h <I>i</I> ete. du boulon et de l'écrou soient rigoureusement perpen diculaires à l'axe. Ces faces peuvent être tronquées, comme représenté en pointillés sur la fig. 7, ou arrondies comme montré en pointillés sur la fig. 8, ou présenter des chan freins suivant les besoins.
De même les faces<I>g h,</I> l <I>m, n o, i j</I> peu vent être tronquées en partie et avoir sur cette partie un profil quelconque.
Si l'on considère les fig. 9 et 10, on voit que, quand on serre l'écrou a qu'elles repré sentent, dans le sens .8l, ses surfaces d'appui inclinées<I>l</I> m et<I>n o</I> glissent sur les surfaces correspondantes y<I>h</I> et<I>i j</I> du boulon<I>b</I> et se coincent, venant dans la position de la fig. 10.
Dans cette position, s'il n'est pas appuyé sur les pièces à serrer parce qu'elles se sont matées ou usées, l'écrou est continuellement sollicité à glisser sur les surfaces d'appui dans le sens f sous l'action de la compo sante dirigée dans ce sens, de l'effort qui serre l'écrou sur le boulon. Si la pente (tg (3') est convenable, cette composante est plus petite que la force qui, par friction, lie l'écrou au boulon; par conséquent, l'écrou ne peut pas se déplacer sous l'action de cette com posante, et il reste coincé.
Mais si un choc intervient, il peut se faire que- ce choc ait une composante dans le sens f', qui s'ajoute à cette première composante et produise un effort total, dans ce sens<B>f O,</B> supérieur à celui qui, par friction, lie l'écrou au boulon; par conséquent, l'écrou se décoince.
Cela se pro duit d'autant plus facilement que l'angle e1 est plus grand; or, par suite d'une exécution plus ou moins rigoureuse, cette pente pourrait n'être pas celle prévue pour assurer un coin cement permanent, et l'écrou pourrait se dé=:: coincer, si les pièces qu'il serre venaient à prendre du jeu, et s'il était soumis à des chocs réalisant des efforts d'intensité et de directions défavorables.
Pour prévenir le décoincement, on donne au profil de la surface de coincement du fond des filets, dans la partie la plus proche de la surface d'appui ou d'arrêt (h i pour le bout= Ion, et m n pour l'écrou, fig. 11) une -pente sur l'axe sensiblement nulle.
Il en résulte -un profil tel que le représente la fig. 11, o-à l'on voit la position relative des filets de l'écrou et- du boulon avant le serrage; les parties<I>g p</I> du fond du filet du boulon b et o pl du fond du filet de l'écrou a sont inclinées sur l'axe; les parties qui leur font suite<I>p h</I> et pl<I>n:</I> sont sensiblement parallèles à l'axe. Quant aux filets<I>L</I> m et<I>i j,</I> ils sont formés par des surfaces inclinées, dont la pente correspond à celles des parties g p et pl o.
Dans ces conditions, quand on serre l'écrou; la réaction des pièces qu'il serre le repousse dans le sens S' (fig. 11) ; les surfaces Z m et p1 <I>o</I> de l'écrou<I>a</I> viennent s'appuyer sur lés surfaces g <I>p</I> et<I>i j</I> du boulon U, puis à mesure que l'on serrre, elles glissent les unes sur les autres en s'écrasant réciproquement, par déformation élastique.
Dans la fig. 12, on les voit dans une position intermédiaire; si, au départ, le point in se trouvait plus prés de l'axe que le point p, il se trouve alors appli qué saur p h avec une force qui dépend de l'effort de déformation élastique qui a été.
nécessaire pour lui permettre de monter sur la surfacep h; lorsque le serrage a été effec- tué à fond, ce qui est rendu facilement réa lisable par le fait que les lignes 2) <I>h</I> et p' n sont sensiblement parallèles à l'axe, les sur faces<I>i</I> h et ?fa 72 sont en contact, comme montré fig. 13, la totalité de la surface<I>l in</I> est alors montée sur la surface 1) h, tandis que la surface<I>j i</I> est montée sur la surface p1 n,
et ces surfaces sont coincées les unes sur les autres avec un effort qui dépend de l'étendue des surfaces, de la déformation qu'il a fallu réaliser pour les amener, dans cette position et de la nature des métaux en con tact.
Les fig. 12 et 13 montrent en R et R' des renflements des filets, produits par la compression de la matière. Lorsque les filets de l'écrou et du boulon ont été amenés dans la position que montra la fig. 13, l'effort qui presse les surfaces d in et<I>j i</I> contre p h, et <I>pl</I> ii n'a pas pratiquement de composante dans le sens de l'axe, p <I>h</I> et<I>p' n</I> étant sen siblement parallèles à l'axe du boulon et de l'écrou.
Si, comme le montre la fig. 14, la sur face lin n'est pas montée toute entière sur p h, bien que<I>i h,</I> in n soient en contact (parce qu'on a donné<I>à l</I> in une dimension plus grande que<I>p</I> h), il n'y a de composante dans le sens f que pour la partie restée suit-<B><I>y p;</I></B> cette partie peut être aussi petite que l'on veut, mais il peut y avoir intérêt air con traire à lui donner une certaine longueur pour faciliter le décoincement de l'écrou quand on le desserre.
Ce fond de filet à deux petites qui, dans la forme d'exécution représentée fig. 11, est prévu sur l'écrou et sur le boulon, peut n'être prévu que sur l'un d'eux, par exemple sur l'écrou, comme le montre fig. 15 oit le fond du filet du boulon est parallèle à l'axe et oit aucun coincement rie se produit; de même, le fond de filet du boulon pourrait avoir une pente uniforme non nulle, comme celle de la fig. 9, tandis que le fond de filet de l'écrou aurait deux pentes, comme il a été décrit ou inversement.
On conçoit que le profil peut comporter divers chanfreins ou arrondis indiqués par <B>3</B> des considérations de facilité de fabrication, de glissement des surfaces l'une sui- l'autre, d'étendue de surfaces à faire coincer l'une sur l'autre, pour obtenir les résistances que l'on désire; les flaires des dents; tels que i h et in n, oit leurs opposés, peuvent être plus ou moins inclinés sur l'axe;
de préférence, on fera en sorte que le fond de filet de l'écrou et du boulon, ou seulement de l'un d'eux comporte au moins deux pentes, l'une, non nulle, destinée à produire le coincement, et l'autre nulle ou sensiblement nulle et cri tous cas inférieure à la première, destinée à main tenir l'écrou quand, en le serrant, on a fait monter les filets oit dents du filetage sur cette partie de pente nulle ou sensiblement nulle. Il va de soi que la pente nulle ou sensible ment nulle peut être uniforme ou composée de plusieurs éléments de droite.
Le profil du fond de filet décrit comme constitué au moins par deux éléments de droite, un incliné sur l'axe, l'autre parallèle ou sensiblement parallèle à cet axe, pourrait être réalisé par une courbe continue, telle que celle que montre fig. 16; il suffit, pour obtenir le maintien du coincement, que les tangentes à la courbe dans la partie voisine de g soient inclinées sur l'axe, comme indiqué en T, fig. 16, et que les tangentes à la courbe dans la partie voisine de h, fig. 16, soient sensiblement parallèles à l'axe, comme indiqué en T'.
L'adoption de ce fond de filet à deux pentes a, outre le maintien du coincement, deux autres conséquences intéressantes: 1 Comme la partie p h, fig. 11, du fond de filet est sensiblement parallèle à l'axe, le serrage de l'écrou se fait plus facilement, puisqu'il n'y a plus dans cette partie de dé formation à réaliser, et les surfaces -d'arrêt <I>i</I> h, rit <I>fa</I> viennent plus facilement en contact, de sorte que serré à fond, l'écrou rie peut plus avoir, sous les efforts dans le sens de l'axe auxquels il est soumis, de déplacement qui l'éloignerait des pièces serrées,
et cela garantit la permanence du serrage des pièces.
2 Comme ce n'est pas la pente donnée à la partie inclinée sur l'axe du fond de filet qui, lorsque l'écrou est serré, maintient le coincement, il n'est plus nécessaire de lui donner une valeur qui maintienne ce coince ment (environ 1/1z), mais au contraire on pourra lui donner une valeur plus grande, par exemple 1/c, ce qui permettra d'augmenter les tolérances de la fabrication; on ne sera limité dans la grandeur à donner à cette pente que par l'effort à réaliser pour l'amener, en serrant l'écrou, sur la partie parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe.