Ecron de sûreté. La présente invention a pour objet un écrou de sûreté qui est retenu en position de serrage, d'une part, par des éléments agissant sensiblement à la manière d'une fraise en s'incrustant dans la pièce sur laquelle il est serré et, d'autre part, par un serrage concen trique de la tige sur laquelle il est vissé, pro venant d'une déformation élastique de la partie de l'écrou présentant les éléments précités.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe d'une première forme d'exécution, suivant la ligne<I>I-1</I> de la fig. 2; La fig. 2 en est une vue de dessous; Les fig. 3, 4, 7, 8, 11 et 12 -se rappor tent à trois autres formes d'exécution; Les fig. w, 6, 9 et 10 sont des schémas expliquant le fonctionnement des diverses formes d'exécution de l'écrou.
En référence à la fig. 1, l'écrou E com porte à sa partie inférieure une collerette .C à surface extérieure conique, venue de fabri cation avec lui. Cette collerette C présente plusieurs fentes radiales f, assez larges pour permettre un déplacement concentrique des parties formées entre elles, lors du serrage de l'écrou. En vue de prolonger les entail les f sur la partie taraudée de l'écrou, elles sont pratiquées au moyen d'une fraise-scie circulaire, ce qui leur donne le profil repré senté nu dessin. De cette façon, un plus grand nombre de filets de la tige filetée sur laquelle est vissé l'écrou, sont en contact avec les languettes de la collerette C, que si les fen tes n'intéressaient que cette dernière.
La face extérieure de la collerette C est striée comme représenté à la fig. 2, de ma nière à présenter une multitude d'arêtes tran chantes S, qu'on peut obtenir soit à la presse, soit par taillage.
La collerette C qui les porte peut être trempée par exemple au chalumeau et à l'huile on par tout autre moyen. Le fonctionnement de cette forme d'exé cution est le suivant Il existe toujours un certain jeu entre la partie filetée de la tige d'an boulon et le perçage dans lequel elle est logée. Le bord de la collerette C, sans être tranchant, est cependant suffisamment éfilé pour pénétrer, lors du serrage du boulon, dans l'espace libre créé par le jeu précité. Les arêtes tranchan tes .S du cône C enlèvent en premier lieu les bavures résultant du perçage du trou du boulon dans la pièce P, puis elles entament l'arête de ce perçage et se forment peu à peu une surface d'appui en s'incrustant dans la pièce P jusqu'au blocage.
Les fentes f du cône C permettent, à ce moment, une légère déformation élastique des languettes formées entre elles, ce qui produit un serrage con centrique sur la tige du boulon.
En examinant le dessin, on constate que l'effort F; perpendiculaire à la génératrice du cône C donne lieu à deux composantes, l'une F' parallèle à l'axe de la tige du boulon et l'autre F" perpendiculaire à cet axe.
La composante F' fait fortement pression sur l'ensemble des filets de la tige de bou lon en prise avec l'écrou, dans le sens axial de cette tige, et la composante P" provoque un blocage des filets intéressés, par applica tion forcée des parties du cône C situées entre les fentes f, en raison de l'action de coincement très puissante de cette partie. Ce coincement produit aussi l'incrustation des arêtes AS dans la pièce P, ce qui empêche toute rotation de l'écrou. Cette incrustation tend naturellement à s'accentuer sous l'action des trépidations en raison de l'élasticité du cône C déformé concentriquement par la com pression contre la pièce P.
L'effet de serrage sur la tige filetée du boulon dépend, d'une part, de l'inclinaison des génératrices de C et de sa saillie et, d'autre part, de la pro fondeur des fentes f à l'intérieur de l'écrou.
On peut, en particulier pour des pièces de fortes dimensions, évaser légèrement l'ou verture du perçage du boulon en vue de préparer une assise pour le cône C de l'écrou. Pour que, sous l'action des trépidations. l'écrou ait plutôt tendance à se serrer qu'à se desserrer, on peut lui donner la forme représentée aux fig. 3 et 4.
On voit que le cône 2 de l'écrou 1 présente des fentes radiales 3, comme dans la première forme d'exécution, la surface du cône étant pourvue de stries hélicoïdales 5 présentant en profil la forme de dents de scie et disposées de telle façon qu'en tournant l'écrou suivant la flèche<B>fi,</B> dans le sens du serrage, la denture 5 n'offre pas de résistance, alors qu'en sens inverse, au contraire, les arêtes des dents ont ten dance à entamer la pièce sur laquelle l'écrou est serré et à s'opposer de ce fait au des serrage.
D'autre part, la disposition de la denture 5 suivant des hélices fait que, sous l'action de vibrations ou trépidations, l'écrou n'aura non seulement aucune tendance au desserrage, mais tendra plutôt à se visser sur la pièce 4 en prenant appui sur le filet.
Cette tendance au serrage est favorisée et aidée par la souplesse de la denture et les trépidations mêmes. La fig. 6 montre comment se composent les différentes actions qui interviennent: L'élasticité qui s'exerce suivant g et les trépidations qui agissent suivant la médiane m ont pour résultante la force P dans le sens du serrage et perpen diculaire à la tangente h à l'hélicoïde en son centre de gravité. Cet hélicoïde tendant à se visser par impression suivant cette tangente h, l'ensemble du système donne lieu finale ment à une résultante intégrale de réaction i dans le sens du serrage.
Cette disposition sera précieuse dans le cas où l'usure nécessite un rattrapage de jeu automatique, et ce notamment pour les éclis ses reliant, bout à bout, les rails des voies ferrées. En profil, la forme des dents peut être soit pointue 5 , soit aplatie 5d, soit arrondie 58, comme représenté à la fig. 5, suivant le but auquel est destiné l'écrou, ses dimensions et aussi suivant la nature du métal de la pièce 4 sur laquelle il est serré. On peut encore accentuer la tendance au serrage de l'écrou, en lui donnant la forme représentée aux fig. 7 et 8.
Ici la denture 5 est disposée comme dans la forme précé dente, mais dans chaque secteur situé entre deux fentes 3b, on prévoit un dégagement des dents successives 5f, 59 et 5h dans le sens du serrage, de manière que toutes les dents ne viennent pas simultanément en contact avec la pièce sur laquelle l'écrou est serré; comme cela est représenté à la fig. 8. D'autre part, les fentes 3b, au lieu d'être radiales, sont dirigées suivant des plans paral lèles à l'axe de l'ouverture et sensiblement tangentiels au filet de l'écrou.
Dans ces con ditions, l'effort de coincement F", déterminé par le cône, devient pratiquement également tangentiel par rapport au filet et tend ainsi à bloquer l'écrou dans le sens du serrage.
L'angle au sommet du cône est défini de telle sorte que l'effort de coincement F, per pendiculaire à la génératrice (fig. 9) donne deux composantes, dont l'une axiale F' plus petite que la composante F" et cela de façon â, ce que les filets de l'écrou coincent totale ment sur ceux du boulon sans jeu, comme représenté sur la partie droite de la fig. 10.
Ce jeu j que l'on trouve couramment dans les écrous ordinaires, dans lesquels la seule tension axiale F' fait porter la partie supé rieure des filets de l'écrou sur la partie infé rieure des filets du boulon, comme indiqué sur la partie gauche de la fig. 10, donne lieu à un martelage par inertie et au desserrage par les trépidations t qui ajoutent leur action à celle de F dans un écrou à embase conique et donnent<I>t'</I> et<I>t"</I> (fig. 9).
Les fig. 11 et 12 montrent une dernière forme d'exécution établie suivant les mêmes principes que la précédente, mais dans laquelle la partie conique 2 du corps de l'écrou 1 ne présente pas de stries, mais un simple déga gement 10 d'une partie du secteur situé entre deux fentes voisines 3b, de façon qu'une arête vive 1.1 de chaque secteur s'oppose au des serrage.
Cette forme d'exécution présente, par rapport aux autres; un avantage sérieux en ce qui concerne la simplification de la fabri cation et, d'autre part, il peut être serré et desserré plusieurs fois sur une même pièce sans que celle-ci soit 'endommagée. En effet, chaque secteur entre deux fentes présente une surface d'appui assez importante et cha que arête vive 11 ne tend à former sur la pièce, sur laquelle l'écrou est serré, qu'une légère empreinte, suffisante toutefois pour s'opposer à un desserrage de l'écrou.
Dans toutes les formes d'exécution décrites ci-dessus, les arêtes tranchantes peuvent être prévues sur toute la surface conique de la collerette de l'écrou ou seulement sur une partie de celle-ci. Les génératrices de la sur face extérieure de la collerette de l'écrou peuvent être soit rectilignes, soit légèrement incurvées.
Safety shield. The present invention relates to a safety nut which is retained in the tightening position, on the one hand, by elements acting substantially in the manner of a milling cutter by becoming embedded in the part on which it is tightened and, d 'on the other hand, by a concen trical tightening of the rod onto which it is screwed, resulting from an elastic deformation of the part of the nut having the aforementioned elements.
The appended drawings represent, by way of example, several embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 is a section of a first embodiment, taken on the line <I> I-1 </I> of FIG. 2; Fig. 2 is a bottom view; Figs. 3, 4, 7, 8, 11 and 12 - refer to three other embodiments; Figs. w, 6, 9 and 10 are diagrams explaining the operation of the various embodiments of the nut.
With reference to FIG. 1, the nut E com carries at its lower part a flange .C with a conical outer surface, produced with it. This flange C has several radial slots f, large enough to allow concentric displacement of the parts formed between them, during tightening of the nut. In order to extend the notches on the threaded part of the nut, they are made by means of a circular saw-milling cutter, which gives them the profile shown in the drawing. In this way, a greater number of threads of the threaded rod onto which the nut is screwed are in contact with the tabs of the collar C, than if the windows were of interest only to the latter.
The outer face of the collar C is ridged as shown in FIG. 2, so as to present a multitude of sharp edges S, which can be obtained either with the press or by cutting.
The collar C which carries them can be soaked for example with a torch and with oil or by any other means. The operation of this form of execution is as follows. There is always a certain clearance between the threaded part of the shank of a bolt and the hole in which it is housed. The edge of the collar C, without being sharp, is however sufficiently tapered to penetrate, when the bolt is tightened, into the free space created by the aforementioned clearance. The cutting edges .S of the cone C first remove the burrs resulting from the drilling of the bolt hole in the part P, then they start the edge of this drilling and gradually form a bearing surface in s' encrusting in part P until it stops.
The slots f of the cone C allow, at this moment, a slight elastic deformation of the tabs formed between them, which produces a con centric tightening on the shank of the bolt.
By examining the drawing, we see that the force F; perpendicular to the generatrix of the cone C gives rise to two components, one F ′ parallel to the axis of the shank of the bolt and the other F ″ perpendicular to this axis.
The component F 'puts strong pressure on all the threads of the bolting rod engaged with the nut, in the axial direction of this rod, and the component P "causes blocking of the threads concerned, by forced application. parts of the cone C located between the slots f, due to the very powerful wedging action of this part. This wedging also produces the encrustation of the edges AS in the part P, which prevents any rotation of the nut. This incrustation naturally tends to be accentuated under the action of trepidations due to the elasticity of the cone C deformed concentrically by the com pression against the part P.
The tightening effect on the threaded rod of the bolt depends, on the one hand, on the inclination of the generatrices of C and its projection and, on the other hand, on the depth of the slots f inside the 'nut.
It is possible, in particular for large parts, to slightly flare the opening of the bolt hole in order to prepare a base for the cone C of the nut. So that under the action of tremors. the nut tends rather to tighten than to loosen, it can be given the shape shown in FIGS. 3 and 4.
It can be seen that the cone 2 of the nut 1 has radial slots 3, as in the first embodiment, the surface of the cone being provided with helical ridges 5 having in profile the shape of saw teeth and arranged in such a way that by turning the nut according to the arrow <B> fi, </B> in the tightening direction, the toothing 5 offers no resistance, whereas in the opposite direction, on the contrary, the edges of the teeth have tendency to cut into the part on which the nut is tightened and thereby oppose the tightening.
On the other hand, the arrangement of the toothing 5 along the helices means that, under the action of vibrations or trepidations, the nut will not only have no tendency to loosen, but will tend rather to screw onto the part 4 by leaning on the net.
This tightening tendency is favored and aided by the flexibility of the teeth and the trepidations themselves. Fig. 6 shows how the various actions which intervene are composed: The elasticity which is exerted along g and the trepidations which act along the median m result in the force P in the direction of tightening and perpendicular to the tangent h to the helicoid at its center of gravity. As this helicoid tends to screw on by printing along this tangent h, the entire system ultimately gives rise to an integral reaction resultant i in the direction of tightening.
This arrangement will be of value in the event that wear requires automatic adjustment of play, and this in particular for the fish plates connecting, end to end, the rails of the railway tracks. In profile, the shape of the teeth may be either pointed 5, or flattened 5d, or rounded 58, as shown in FIG. 5, depending on the purpose for which the nut is intended, its dimensions and also depending on the nature of the metal of the part 4 on which it is clamped. The tendency to tighten the nut can be further accentuated by giving it the shape shown in FIGS. 7 and 8.
Here the teeth 5 is arranged as in the previous form, but in each sector located between two slots 3b, there is provided a clearance of the successive teeth 5f, 59 and 5h in the direction of tightening, so that all the teeth do not come simultaneously in contact with the part on which the nut is tightened; as shown in fig. 8. On the other hand, the slots 3b, instead of being radial, are directed along planes parallel to the axis of the opening and substantially tangential to the thread of the nut.
Under these conditions, the wedging force F ", determined by the cone, becomes practically also tangential with respect to the thread and thus tends to block the nut in the direction of tightening.
The angle at the top of the cone is defined so that the jamming force F, per pendicular to the generator (fig. 9) gives two components, one of which is axial F 'smaller than the component F "and that so that the threads of the nut fully jam with those of the bolt without play, as shown on the right-hand side of Fig. 10.
This clearance j is commonly found in ordinary nuts, in which the axial tension F 'alone causes the upper part of the nut threads to bear on the lower part of the bolt threads, as shown on the left side. of fig. 10, results in hammering by inertia and loosening by the trepidations t which add their action to that of F in a conical flange nut and give <I> t '</I> and <I> t "</ I > (fig. 9).
Figs. 11 and 12 show a last embodiment established according to the same principles as the previous one, but in which the conical part 2 of the body of the nut 1 does not have grooves, but a simple release 10 of a part of the nut. sector located between two neighboring slots 3b, so that a sharp edge 1.1 of each sector opposes the tightening.
This embodiment presents, compared to the others; a serious advantage as regards the simplification of the manufacture and, on the other hand, it can be tightened and loosened several times on the same part without this one being damaged. Indeed, each sector between two slots has a fairly large bearing surface and each sharp edge 11 tends to form on the part, on which the nut is tightened, only a slight indentation, sufficient however to oppose when the nut is loosened.
In all of the embodiments described above, the cutting edges can be provided over the entire conical surface of the collar of the nut or only over part of it. The generatrices of the outer face of the nut flange can be either straight or slightly curved.