Dispositif d'assemblage à, filetage indesserrable par des causes fortuites et éventuellement coincé. Il existe un filetage applicable à un élé ment mâle tel qu'un boulon et à un élément femelle tel qu'un écrou, dont le profil est caractérisé par le fait que le fond des filets d'un élément est engendré par une droite in clinée sur l'axe d'un angle assez petit pour que les sommets des filets de l'autre élément (également engendrés par une droite inclinée) venant presser fortement sur ces fonds de filets, par la réaction des pièces à serrer au cours de leur serrage,
l'écrou ou élément femelle soit indesserrable, et si l'angle est assez petit indesserrable et coincé.
Ce filetage est montré sur la fig.l où l'écrou est représenté en a et le boulon en 1:, l'axe commun du boulon et de l'écrou étant horizontal sur ladite figure et la tête du bou lon se trouvant du côté gauche, de telle sorte que lors du serrage, l'écrou est déplacé par rapport au boulon, clans le sens de la flèche F. Il y a lieu de rappeler crue l'on entend par écrou indesserrable par des causes for tuites, un écrou qui est solidaire, par friction, .davantage de la tige filetée ou boulon que des pièces qu'il serre, de telle sorte qu'il ne peut se déplacer par rapport à.
la tige sous l'action d'efforts transmis par les pièces tant que maintient la poussée due au serrage.
Pour que, comme il est souvent désirable. l'écrou soit maintenu sur la tige indépen damment du serrage des pièces, qui peuvent ainsi prendre du jeu (par usure, matage ou autre cause), sans que l'écrou cesse d'être soli daire de la tige, les conditions à remplir \ont approximativement, pour des pas p qui sort relativement petits par rapport au diamètre <I>D</I> de la tige filetée<I>(p < </I> '/,; <I>D),</I> que l'angle a (fig. 1) que fait la droite engendrant les fonds de filets avec l'axe soit tel que tan-,,;. a < f, en désignant par f le coefficient (le frottement des métaux en contact.
Plus a est petit, plus est petite la com posante de la pression qui tend à ramener l'écrou coincé dans le sens contraire à la flèche r, c'est-à-dire vers le bas de la pente formée par l'inclinaison a et par conséquent plus l'écrou est solidaire de la tige filetée.
Pratiquement une valeur de a favorable au but que l'on s'est proposé est 5 à 6 en viron.
Mais si on donne à â cette valeur, on est obligé, pour assurer le contact des surfaces qui doivent coincer, de n'admettre que des tolérances de fabrication extrêmement ré duites, par exemple 0,05 mm pour une vis de 25 mm de diamètre.
En effet, il faut être certain que, au moins sur l'un des filetages, les sommets des dents (tels que<I>l in</I> pour l'écrou a) viendront: en contact avec les fonds opposés (tels que <I>g</I> h du boulon b) inclinés suivant l'angle<I>a</I> et . que ce contact se produira assez tôt, en c par exemple, pour que la pression finale des parties inclinées l <I>m</I> et<B>g le,</B> soit suffi samment importante pour assurer l'incksser- rabilité.
Bien que -l'on puisse par des méthodes appropriées fabriquer industriellement de la boulonnerie avec ces tolérances très réduites, il est désirable d'augmenter ces tolérances dans une proportion telle qu'elles atteignent la valeur des tolérances usuelles en bou- lonnerie, c'est-à-dire soient de l'ordre de 0,15 mm pour une vis ou boulon de 24 min de diamètre.
La présente invention a pour but de rem plir ces desiderata et à pour objet un dis positif d'assemblage â filetage indesserrable par des causes fortuites et éventuellement coincé. Ce dispositif comprend un élément mâle et un élément femelle présentant chacun un filetage dont le fond des filets, pour l'un au moins de ces éléments, est engendré par une droite inclinée sur l'axe du dispositif d'un angle assez petit pour que les sommets des filets de l'autre élément venant presser fortement sur ces fonds de filets inclinés, par la réaction des pièces à serrer, au cours de leur serrage,
l'élément femelle soit indesser- rable. I1 est caractérisé en ce qu'une échan crure est ménagée dans le profil des fonds de filet inclinés et servant de surface d'appui pendant le serrage, à l'endroit qui est le plus rapproché de l'axe du dispositif s'il s'agit de l'élément mâle, et à l'endroit qui est le plus éloigné de cet axe s'il s'agit de l'élément femelle, dans le but de permettre l'accroissement des tolérances de fabrication.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, différentes formes d'exécution du dispositif.
La fig.2 représente une première forme d'exécution, le boulon et l'écrou étant en po sition de desserrage; La fig. 3 est une vue analogue à la fig. en position de serrage; La fig. 4 est une variante de la fig. 3; Les fig. 5, 6 et 7 montrent trois autres variantes en position de desserrage; La fig. 8 montre un profil de filetage in- desserrable d'une autre forme d'exécution; La fig. 9 est une vue d'ensemble de cette forme d'exécution au début du serrage:
La fig. 10 est une vue de la forme d'exé cution selon la fi-. 8, en position de serrage. Comme on le voit sur la fig. 2, le profil des fonds des filets ayant une inclinaison a présente des congés ou échancrures e2 pour le boulon b et e' pour l'écrou a.
L'échancrure o' se trouve dans la partie du fond de filet qui est la plus rapprochée de l'axe du boulon, c'est-à-dire quànd on re garde la fig. 2, au bas de la pente formée par la face g da de la fig. 1.
Au contraire, l'échancrure e' se trouve dans la partie du fond de filet qui est la plus éloignée de l'axe de l'écrou, c'est-à-dire en haut de la rampe formée par la, face inclinée n o de la fig. 1.
Ces échancrures ou congés ont une forme quelconque et peuvent être constitués par une courbe ou une droite inclinée.
Les sommets s' s2 des filets (écrou ou bou lon) peuvent pénétrer plus ou moins dans ces échancrures et lorsqu'on serre l'écrou, ces sommets de filets montent, en se déformant plus ou moins, suivant qu'ils sont plus ou moins engagés dans l'échancrure, sur le fond des filets ayant une inclinaison a et viennent en fin de serrage dans la position indiquée fig. 3. La forme des sommets s' s2 peut être quelconque sous réserve qu'à fin de serrage, la surface de contact desdits sommets avec les fonds de filets soit suffisante pour assurer l'indesserrabilité.
En comparant les fig. 1. et 2, on voit que la tolérance diamétrale maximum représentée par t sur la fig. 1 est très petite, tandis que dans le cas de la fig. 2, la tolérance diamé trale maxima T est beaucoup plus grande. Sur cette figure, le sommet s' ayant le même profil que celui, de l'échancrure e2, la distance T peut être mesurée entre le fond de l'échan crure et l'horizontale passant par le point r.
Sur la fig. 4, qui est une variante de la fig. 3, on a représenté en position de serrage un filetage dont )'écrou et le boulon ont un écart diamétral nul, c'est-à-dire dans lequel, en position de desserrage, les sommets des dents s' s2 viennent au contact du fond des échancrures e2 e1.
La déformation des sommets en position (le serrage est dans ce cas plus accentuée que clans le cas de la fig. 3.
Il va de soi que l'échancrure peut n'être pratiquée que sur un des filetages, celui de l'écrou, ou du boulon, les fonds de filets restant, sur l'autre, ou inclinés sur l'axe, comme fig. 5, ou même parallèles à l'axe comme fig. 6.
Dans ces figures, les filetages sont repré sentés à la position d'écart diamétral initial minimum, c'est-à-dire nul.
Dans les fig. 2 à 6, on a donné au sommet de la dent une forme qui est semblable à celle de l'échancrure, mais elle pourrait avoir une forme différente, comme dans la fig. 7. C'est le sommet de la dent qui détermine cependant la grandeur de la tolérance à admettre T.
On a reconnu dans la pratique que la forme de l'échancrure ne pouvait être quel conque et devait répondre à des conditions bien déterminées, en particulier, si la surface ou partie de l'échancrure gui se raccorde à la surface inclinée servant d'appui pendant le serrage fait avec l'axe un angle assez grand, on produit, en vissant l'écrou dPs arrachements de métal qui détériorent aussi bien le sommet des filets ou dents de l'écrou que les fonds de filet du boulon et ont pour résultat qu'après plusieurs serrages et desser rages, le filetage est hors d'usage.
On a donc été conduit à la suite d'essai. nombreux et très précis, à donner à cette échancrure, plus particulièrement à l'endroit où a lieu le raccordement de ladite échan crure avec la surface d'appui pendant le ser rage, une inclinaison déterminée. Il y a li;#u de remarquer que cette inclinaison répond =i deux conditions contradictoires;
en effet, pour augmenter la tolérance, il faut que cette in-- clinaisq1i soit la plus grande possible, c'est à-dire que l'angle que fait la surface de l'échancrure avec l'axe, à l'endroit où elle s:- raccorde à la surface inclinée servant d'appui pendant le serrage soit le plus grand possible: au contraire, pour la bonne conservation du filetage, l'inclinaison doit être aussi voisine que possible de celle du fond du filet, c'est- à-dire celle qu'a la surface servant d'appui pendant le serrage.
La partie de l'échancrure qui se. raccorde à, la surface inclinée servant d'appui pen dant le serrage, peut avoir elle-même une in clinaison ou une pente d'environ 1@. Dans ces conditions, le profil du fond de filet da boulon ou filetage mâle est constitué par deux droites ayant toutes deux des in clinaisons sur l'axe du boulon mais in différentes entre elles; à titre d'exemple, la droite de plus forte inclinaison et qui correspond à l'échancrure fait avec l'axe un angle de 13 , tandis que la droite de plus faible inclinaison et qui correspond à la sur face d'appui pendant le serrage fait avec l'axe un angle de 6 .
En outre, l'écrou peut être agencé de ma nière à pouvoir être engagé à l'extrémité du boulon ou tige filetée, dans un sens ou dans l'autre, autrement dit l'écrou peut être re tourné. Dans ce but, le profil des sommets des filets ou (lents de l'écrou est. formé par un angle dont les côtés sont également in clinés sur l'axe, cette inclinaison étant celle de l'échancrure du fond de filet du boulon ou très voisine.
De plus, les fonds de filet (le l'écrou et les sommets du filet du boulon peuvent être formés par des surfaces cylindriques, c'est- à-dire que leur profil peut être formé par des droites parallèles à l'axe. On réalise ainsi un filetage indesserrable comportant un élé ment mâle ou boulon à, profil dissymétrique et un élément femelle ou écrou à, profil sy métrique. Le serrage assurant l'indesserra- bilité ou le coincement a lieu entre les som mets des filets ou dents de l'écrou et les fonds de filet du boulon.
Enfin, dans le but d'obtenir un eoinci- ment plus stable, on peut supprimer toute composante dans le sens du décoincement autre que celle provenant de l'inclinaison de la surface de coincement elle-même, et pour cela, on prévoit entre les dents de l'écrou et les dents du boulon un intervalle suffisant pour que lorsque l'écrou a été serré, les soin- mets des dents ou filets de l'écrou soient tout entiers sur la partie ou surface de plus faible inclinaison que comportent les fonds de filets du boulon, autrement dit soient com plètement dégagés de la surface formant l'échancrure.
La, forme d'exécution représentée aux fig. 8 à. 10 présente les particularités et avantages que l'on vient d'indiquer. Dans cette forme d'exécution, le profil du filetage mâle ou boulon B est formé par une ligne brisée a -c -e -f --g -h , et celui de l'écrou A est Les parLicnlarités de ces profils sont les suivantes: La droite e --f fait avec l'axe un angle de 6 environ, les droites d'-e' et c -e font avec l'axe un angle de 18 environ.
Le point d' se trouve à égale distance des points b1 et e1.
La droite V-d' est symétrique de la droite d'-e' par rapport à la ligne verticale passant par dl et représentée en pointillé à la fig. 8, de sorte que le profil de l'écrou est symétrique.
Les droites g -h et g'-hl sont paral lèles à l'axe.
On voit en se reportant à la fig. 10 que dans la position de serrage les sommets des dents de l'écrou A sont complètement montés sur la surface inclinée e -f du boulon<I>B.</I> Cette distance e --f' est plus grande que la distance entre les points el-b'.
De plus, grâce à. la forme symétrique de l'écrou, ce dernier peut être engagé dans un sens ou dans l'autre sur le boulon.
On conçoit que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, sans pour cela sortir du cadre de la présente invention.
Assembly device with thread that cannot be released by accidental causes and possibly stuck. There is a thread applicable to a male element such as a bolt and to a female element such as a nut, the profile of which is characterized by the fact that the bottom of the threads of an element is generated by an inclined straight line. on the axis of an angle small enough so that the tops of the threads of the other element (also generated by an inclined straight line) coming to press strongly on these thread bases, by the reaction of the parts to be clamped during their tightening ,
the nut or female element is unbreakable, and if the angle is small enough unbreakable and stuck.
This thread is shown in fig.l where the nut is shown at a and the bolt at 1 :, the common axis of the bolt and the nut being horizontal in said figure and the head of the bolt being on the side left, so that during tightening, the nut is moved relative to the bolt, in the direction of the arrow F. It should be remembered that the term “lock-free nut by forced causes” means a nut which is integral, by friction, .davantage of the threaded rod or bolt that of the parts that it clamps, so that it cannot move with respect to.
the rod under the action of forces transmitted by the parts as long as the thrust due to clamping maintains.
For that, as it is often desirable. the nut is maintained on the rod independently of the tightening of the parts, which can thus take play (by wear, matting or other cause), without the nut ceasing to be solid with the rod, the conditions to be fulfilled \ have approximately, for pitches p which comes out relatively small compared to the diameter <I> D </I> of the threaded rod <I> (p <</I> '/ ,; <I> D), </ I> that the angle a (fig. 1) formed by the straight line generating the thread bases with the axis is such that tan - ,,;. a <f, denoting by f the coefficient (the friction of metals in contact.
The smaller a is, the smaller the component of the pressure which tends to bring the stuck nut back in the direction opposite to the arrow r, that is to say down the slope formed by the inclination a and therefore the more the nut is integral with the threaded rod.
Practically a value of a favorable to the goal we have proposed is about 5 to 6.
But if this value is given to this value, in order to ensure the contact of the surfaces which are to be wedged, one is obliged to admit only extremely small manufacturing tolerances, for example 0.05 mm for a 25 mm diameter screw. .
Indeed, it must be certain that, at least on one of the threads, the tops of the teeth (such as <I> l in </I> for the nut a) will come into contact with the opposite ends (such as that <I> g </I> h of bolt b) inclined according to the angle <I> a </I> and. that this contact will occur soon enough, in c for example, so that the final pressure of the inclined parts l <I> m </I> and <B> g le, </B> is sufficiently great to ensure the inckscence - reliability.
Although it is possible by suitable methods to industrially manufacture bolts with these very narrow tolerances, it is desirable to increase these tolerances to such an extent that they reach the value of the usual tolerances in bolting, that is, that is to say are of the order of 0.15 mm for a screw or bolt of 24 min in diameter.
The object of the present invention is to fulfill these desiderata and to provide an assembly device with a thread that cannot be released by accidental causes and possibly stuck. This device comprises a male element and a female element each having a thread, the bottom of the threads of which, for at least one of these elements, is generated by a straight line inclined on the axis of the device at an angle small enough so that the tops of the threads of the other element pressing strongly on these inclined thread bottoms, by the reaction of the parts to be clamped, during their tightening,
the female element is inseparable. I1 is characterized in that a notch is formed in the profile of the inclined thread bases and serving as a bearing surface during tightening, at the place which is closest to the axis of the device if it s 'acts of the male element, and at the place which is furthest from this axis if it is the female element, with the aim of allowing the production tolerances to be increased.
The appended drawing represents, by way of example, various embodiments of the device.
Fig.2 shows a first embodiment, the bolt and the nut being in the loosening position; Fig. 3 is a view similar to FIG. in clamping position; Fig. 4 is a variant of FIG. 3; Figs. 5, 6 and 7 show three other variants in the released position; Fig. 8 shows an insertable thread profile of another embodiment; Fig. 9 is an overview of this embodiment at the start of tightening:
Fig. 10 is a view of the embodiment according to fi-. 8, in clamping position. As seen in fig. 2, the profile of the bottoms of the threads having an inclination a has leaves or notches e2 for the bolt b and e 'for the nut a.
The notch o 'is located in the part of the thread base which is closest to the axis of the bolt, that is to say when we keep fig. 2, at the bottom of the slope formed by the face g da of FIG. 1.
On the contrary, the notch e 'is located in the part of the thread base which is furthest from the axis of the nut, i.e. at the top of the ramp formed by the inclined face no. of fig. 1.
These notches or fillets have any shape and can be formed by a curve or an inclined line.
The tops s' s2 of the threads (nut or bolt) can penetrate more or less into these notches and when the nut is tightened, these thread tops rise, deforming more or less, depending on whether they are more or less engaged in the notch, on the bottom of the threads having an inclination a and come at the end of tightening in the position shown in fig. 3. The shape of the vertices s' s2 can be arbitrary, provided that at the end of tightening, the contact surface of said vertices with the thread bases is sufficient to ensure the non-removable.
By comparing Figs. 1. and 2, it can be seen that the maximum diametral tolerance represented by t in FIG. 1 is very small, while in the case of fig. 2, the maximum diameter tolerance T is much larger. In this figure, the top s' having the same profile as that of the notch e2, the distance T can be measured between the bottom of the notch and the horizontal passing through the point r.
In fig. 4, which is a variant of FIG. 3, there is shown in the clamping position a thread of which) 'nut and bolt have a zero diametral gap, that is to say in which, in the loosened position, the tops of the teeth s' s2 come into contact with the bottom of notches e2 e1.
The deformation of the vertices in position (the tightening is in this case more accentuated than in the case of fig. 3.
It goes without saying that the notch can be made only on one of the threads, that of the nut, or of the bolt, the thread bases remaining, on the other, or inclined on the axis, as fig. 5, or even parallel to the axis as in fig. 6.
In these figures, the threads are represented at the position of minimum initial diametral deviation, that is to say zero.
In fig. 2 to 6, the top of the tooth has been given a shape which is similar to that of the notch, but it could have a different shape, as in fig. 7. It is the top of the tooth which, however, determines the size of the tolerance to admit T.
It has been recognized in practice that the shape of the notch could not be any conch and had to meet well-defined conditions, in particular, if the surface or part of the notch which connects to the inclined surface serving as a support during the tightening made with the axis a large enough angle, one produces, by screwing the nut of metal pullouts which deteriorate as well the top of the threads or teeth of the nut as the threads of the bolt and have as a result that after several tightening and loosening, the thread is out of order.
We were therefore taken to the test suite. numerous and very precise, to give to this notch, more particularly at the place where the connection of said notch with the bearing surface during tightening takes place, a determined inclination. There is li; #u to notice that this inclination answers = i two contradictory conditions;
in fact, to increase the tolerance, this inclination must be as great as possible, that is to say the angle formed by the surface of the notch with the axis, at the point where it s: - connects to the inclined surface serving as a support during tightening is as large as possible: on the contrary, for the good preservation of the thread, the inclination must be as close as possible to that of the bottom of the thread, it that is to say that which has the surface serving as a support during tightening.
The part of the indentation that is. connected to, the inclined surface serving as a support during tightening, may itself have an inclination or slope of about 1 @. Under these conditions, the profile of the thread bottom da bolt or male thread is formed by two straight lines both having inclinations on the axis of the bolt but in different from each other; for example, the straight line with the greatest inclination and which corresponds to the notch makes an angle of 13 with the axis, while the straight line with the lowest inclination and which corresponds to the bearing surface during tightening made with the axis an angle of 6.
In addition, the nut can be arranged so that it can be engaged at the end of the bolt or threaded rod, in one direction or the other, in other words the nut can be turned over. For this purpose, the profile of the tops of the threads or (slow of the nut is. Formed by an angle whose sides are also tilted on the axis, this inclination being that of the notch of the thread root of the bolt or very close.
In addition, the thread bases (the nut and the apices of the bolt thread can be formed by cylindrical surfaces, ie their profile can be formed by straight lines parallel to the axis. thus achieves a non-tightening thread comprising a male element or bolt with asymmetrical profile and a female element or nut with sy metric profile. nut and bolt threads.
Finally, in order to obtain a more stable unsticking, we can remove any component in the direction of unsticking other than that coming from the inclination of the jamming surface itself, and for this, provision is made between the teeth of the nut and the teeth of the bolt a sufficient interval so that when the nut has been tightened, the care- mets of the teeth or threads of the nut are entirely on the part or surface of less inclination than the the threads of the bolt, in other words are completely free from the surface forming the notch.
The embodiment shown in FIGS. 8 to. 10 has the particularities and advantages which have just been indicated. In this embodiment, the profile of the male thread or bolt B is formed by a broken line a -c -e -f --g -h, and that of the nut A is The parLicnlarities of these profiles are as follows : The line e --f makes an angle of about 6 with the axis, the lines of -e 'and c -e make an angle of about 18 with the axis.
Point d 'is equidistant from points b1 and e1.
The line V-d 'is symmetrical with the line d'-e' with respect to the vertical line passing through dl and shown in dotted lines in FIG. 8, so that the profile of the nut is symmetrical.
The lines g -h and g'-hl are parallel to the axis.
It can be seen by referring to FIG. 10 that in the tightening position the tops of the teeth of the nut A are completely mounted on the inclined surface e -f of the bolt <I> B. </I> This distance e --f 'is greater than the distance between points el-b '.
Moreover, thanks to. the symmetrical shape of the nut, the latter can be engaged in either direction on the bolt.
It will be understood that modifications can be made to the embodiments which have just been described, without departing from the scope of the present invention.