Dispositif d'assemblage comprenant au moins un écrou dilatable ludesserrable et procédé pour sa fabrication. La présente invention comprend un dis positif d'assemblage comprenant au moins un écrou dilatable indesserrable et un pro cédé pour la fabrication de ce dispositif.
Le dispositif suivant l'invention est ca ractérisé en ce que cet écrou est constitué par un fil métallique enroulé en hélice de façon Ïz former au repos des spires jointives, la paroi intérieure étant taraudée et une gorge étant pratiquée extérieurement sur la partie médiane de l'écrou, de façon à ce que cette partie médiane ait une élasticité un peu plus grande que les parties extrêmes for mant tête et base de l'écrou et qui sont fa çonnées pour permettre de saisir l'une d'elles avec un outil pour le serrage et le desserrage de l'écrou.
Le procédé suivant l'invention est carac térisé en ce que, pour fabriquer l'écrou, on enroule un fil métallique en hélice de façon à former des spires jointives, on taraude la paroi intérieure du corps ainsi obtenu et' on pratique une gorge extérieurement, sur la partie médiane de cet écrou.
Le fil métallique employé peut avoir toute section appropriée; pourtant, afin d'ob tenir des spires bien jointives, tant à l'exté rieur qu'à l'intérieur, on emploiera, de pré férence, un fil à section trapézoïdale, tel que représenté à la fig. 1; fil, qui après enrou lement sur champ, sur le mandrin, prend une section rectangulaire ou approximativement rectangulaire, comme montré à la fig. 2.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution du dispositif. On décrira ci-après, également à titre d'exemples, diverses manières de mettre en aeuvre le procédé.
La fig. â est une vue en coupe verticale d'un écrou constituant une première forme d'exécution; La fig. 4 montre cet écrou après tarau dage; La fig. 5 montre une vue en plan (le l'écrou; Les fig. 6 et 7 représentent deux autres formes d'exécution du dispositif, formées par l'association d'un écrou tel que celui consti tuant la première forme d'exécution et d'uu organe le rendant inviolable.
L'écrou représenté, au lieu d'être décol leté dans la masse comme les écrous ordinai res, est constitué par un fil de métal, de section appropriée, comme indiqué ci-dessus, enroulé sur champ autour d'un mandrin, ayant comme diamètre celui du trou que l'on aurait eu à percer dans la barre de métal pour faire un écrou ordinaire. Le diamètre extérieur de l'écrou dépendra naturellement de la section du fil employé dont les dimen sions correspondront à la grosseur de l'écrou que l'on veut obtenir; on obtiendra ainsi une sorte de tube légèrement flexible, présentant, en quelque sorte, l'aspect d'un ressort à bou din à spires bien jointives.
Afin de donner plus d'élasticité à la par tie médiane de la pièce ainsi obtenue, on di minuera un peu la largeur des spires mé dianes en y creusant une gorge circulaire, comme indiqué en I à la fig. 3.
Les parties 2 et 3 formant tête et em base de l'écrou, seront soit moletées, soit tail lées à six (ou huit) pans comme représenté, comme un écrou ordinaire, soit taillées à deux pans parallèles, soit pourvues de deux trous borgnes sur la face supérieure, la base étant, dans ce cas, de préférence taillée à pans; le taraudage est ensuite fait, de pré férence, avec un taraud demi-conique à lon gue tige dit: "taraud à enfilade", de façon à n'avoir pas à revenir en arrière pour re tirer le taraud de l'écrou, ce taraudage étant effectué dans le sens de l'enroulement des spires.
On comprend que si un tel écrou est vissé sur une tige filetée, d'un diamètre légère ment plus fort, par exemple de quelques dixièmes de millimètres, que le taraud ayant servi à fileter l'écrou, la tige filetée ne pourra pénétrer dans l'écrou qu'en le dila tant de quelques dixièmes de millimètres qu'elle a en plus et si on essaie alors de le dévisser comme un écrou ordinaire, cette ma- n#uvre sera impossible, car elle aura pour effet de serrer d'autant plus énergiquement ses spires sur la tige, que l'effort exercé sera plus grand; on ne pourra y arriver qu'en agissant seulement sur la ou les spires 3 for mant la base de l'écrou- cri forçant les spires à s'écarter, de proche en proche de la tige filetée, lui permettant ainsi de se dégager.
Pour visser cet écrou, on pourra opérer comme pour un écrou ordinaire; toutefois, il sera préférable de n'agir que sur la tête 2, ce qui rend le vissage plus facile; par con tre, pour le dévisser, il est absolument néces saire d'agir sur la base 3, comme indiqué ci-dessus; si l'on agissait sur la ou les spires médianes, il serait impossible de faire tour ner l'écrou aussi bien dans un sens que dans l'autre; c'est pour cette raison qu'il y a lieu de ménager la gorge I dans la partie mé diane de l'écrou, tant pour donner plus d'é lasticité aux spires de cette partie médiane.
comme il a été dit plus haut, que pour évi ter que la clé n'agisse sur ces spires en ser rant ou desserrant l'écrou; il y a lieu de signaler que cet écrou n'a besoin que d'être vissé à fond sans avoir à le bloquer, le blo- quage n'aurait pour effet que de tendre à déformer les spires, ce qui diminuerait son adhérence à la tige; cette nécessité de ne pas bloquer cet écrou a conduit à lui don ner un aspect extérieur nettement différent des écrous ordinaires, pour qu'on ne soit pas enclin à vouloir le manoeuvrer comme ceux- ci, notamment par la présence de la gorge I.
Cet écrou devra être serré sur une ron delle lisse et non pas sur une rondelle Gro- wer; pour prévenir le matage, on pourra pla cer entre la rondelle et la pièce à serrer une rondelle de parchemin ou de toute autre ma tière fibreuse assez mince; employé comme contre-écrou, il y aura en outre avantage à interposer une rondelle lisse entre les deux écrous.
Il y aura lieu d'utiliser pour le vissage et le dévissage une clé plate afin de n'agir que sur la tête ou la base de l'écrou; on peut utiliser- également une clé tubulaire, dont l'une des extrémités servira à agir sur la base pour le dévissage et l'autre extrémité munie d'une portée intérieure, ne pourra agir que sur la tête pour le vissage; si l'é crou était appelé à supporter de très grandes efforts de traction tendant à le disloquer en faisant chevaucher les spires sur les filets de la tige filetée, on pourrait adjoindre à l'écrou une chemise extérieure ou une ron delle emboutie qui s'opposerait à ce chevau- chement.des spires.
L'adjonction d'une ron delle emboutie en forme de cuvette 4 (fig. 6) autour de la base ou d'une chemise 5 (fig. 7) entourant l'écrou, en métal mou ou en acier, rendra celui-ci inviolable puisqu'on ne peut le dévisser qu'en agissant sur sa base et que pour atteindre cette base, il faudrait détério rer ou briser la cuvette ou la chemise.
Si en plus de l'effort à supporter en traction, la tige filetée doit supporter un effort tendant à, la dévisser (comme l'axe de la pédale droite d'une bicyclette qui de mande à être fileté en pas à gauche pour ne pas se dévisser constamment), il y aura, avantage dans ce cas à donner aux spires de l'écrou un enroulement en sens inverse du taraudage, c'est-à-dire de droite à gauche si la vis est filetée en pas à droite et de gauche à droite, si elle est filetée en pas à gauche.
On devra alors pour le visser agir, dans ce cas, sur la spire inférieure de l'écrou et sur la spire supérieure pour le dévisser, soit l'inverse de la manoeuvre indiquée plus haut lorsque les spires de l'écrou ont le même sens d'enroulement que les filets de la tige; dans ce cas, on pourra énergiquement blo quer l'écrou sans aucune crainte de le défor mer comme cela risquerait de se produire dans le premier cas envisagé, c'est-à-dire lorsque l'on devait agir sur la tête de l'écrou pour le visser.
Pour obtenir un contact parfait des filets de la tige et de l'écrou sans avoir à crain dre qu'ils ne soient en contact que par leurs sommets, le taraudage pourra être effectué avec un. taraud à filets pleins au lieu d'un taraud à filets réduits d'un huitième comme il est d'usage de le faire et l'écrou sera alésé à un diamètre légèrement plus fort que celui du noyau de la tige filetée; on pourrait aussi employer un taraud spécial dont les flancs des filets deviendraient parallèles en tre eux sur quelques dixièmes de millimètres de leur sommet et présenteraient à leur som met une section carrée, ou une section car rée à, angles abattus, ce sommet pourrait aussi être arrondi;
ces tarauds auraient l'a vantage de ne pouvoir s'engager entre les spires de l'écrou pendant le taraudage lors que leur enroulement est de même sens que le filetage.
Ces divers tarauds auraient aussi l'avan tage de créer au sommet des filets un espace libre pour recevoir les limailles ou autres corps étrangers qui pourraient s'opposer à la bonne adhérence des flancs des filets de la tige et de l'écrou.
Au lieu de tarauder l'écrou à un dia mètre plus faible de quelques dixièmes de millimètres, on gagnerait en précision en le taraudant au diamètre exact, puis en rédui sant le diamètre après le taraudage, en ser rant les spires sur un mandrin plus faible, ou encore en maintenant l'écrou dilaté pen dant le taraudage et en le laissant revenir à un plus faible diamètre par son élasticité.
La tige, en y pénétrant, ramènerait les filets à leur position normale et les filets de la. tige et de l'écrou auraient ainsi un meilleur contact que celui qu'ils peuvent avoir lorsque l'écrou a simplement été ta raudé à un plus faible diamètre.
Le corps de l'écrou est susceptible de se dilater dans ses deux dimensions, c'est-à-dire en diamètre et en hauteur, par conséquent, de réagir par son élasticité, normalement et parallèlement à son axe, et cela simultané ment.
Le premier de ces effets a seul été uti lisé en taraudant l'écrou à un diamètre plus faible de quelques dixièmes de millimètres que celui de la tige filetée, le second pourra l'être simultanément en employant un taraud d'un pas légèrement inférieur aussi à celui. de la tige filetée, différence assez faible pour être presque négligeable, lorsqu'elle est con sidérée sur deux ou trois filets (soit l'épais seur d'une spire) et cependant suffisante pour que les spires ne puissent plus rester jointives lorsque les filets de l'écrou devront épouser ceux de la tige filetée.
Les spires réagissent alors parallèlement à son axe et cette action s'ajoutera à celle déjà obtenue dans le sens du diamètre.
Par suite, la souplesse, l'instantanéité et l'énergie du serrage normal à l'axe se trou veront accrues également du fait que les spi res n'étant plus absolument jointives, aucun frottement n'entravera plus leur réaction.
Pour une tige filetée au diamètre de 8 mm et au pas de 1,25 mm, par exemple, on taraudera l'écrou à 7,8 mm et on don nera au pas 1,20 ià 1,22 mm.
Ces deux réactions, l'une normale, l'au tre parallèle à l'axe pouvant suffire à assu rer, isolément, l'indesserrabilité de l'écrou, pourront évidemment être utilisées soit seu les, soit simultanément de préférence.
Les écrous dilatables indesserrables dé crits ci-dessus présentent les avantages sui vants: La-trépidation est sans effet sur eux; Leur vissage et leur dévissage ne néces sitent aucun effort puisqu'il n'est pas néces saire de les bloquer; Comme ils ne nécessitent aucune pièce accessoire pou."r assurer leur indesserrabilité, ils peuvent être établis dans les plus petites dimensions; Ils permettent d'employer des pas plus forts dans les cas où l'on utilise d'habitude des pas fins pour rendre l'écrou moins sujet à se désserrer.
La rouille ne peut les bloquer, car leur élasticité la disloque aussitôt qu'on les des serre.
Employés comme contre-écrous, ils blo quent d'une façon absolue les écrous en ser vice sujets à se desserrer.
Bien entendu, le nombre des spires ac- croit proportionnellement, dans certaines li mites, les qualités de l'écrou, mais à deux spires seulement il donne déjà un très bon résultat.
L'écrou peut être rendu inviolable par l'adjonction d'une rondelle emboutie métal lique entourant sa base ou d'une chemise métallique l'entourant sur tout ou partie de sa hauteur.
Tous ces divers modèles, faits en acier trempant gagneraient en élasticité, en sou plesse et en résistance, en recevant après usi nage une trempe appropriée.
Assembly device comprising at least one expandable nut and a method for its manufacture. The present invention comprises an assembly device comprising at least one indestructible expandable nut and a process for the manufacture of this device.
The device according to the invention is characterized in that this nut is constituted by a metal wire wound in a helix so as to form, at rest, contiguous turns, the inner wall being threaded and a groove being made externally on the middle part of the 'nut, so that this middle part has a somewhat greater elasticity than the end parts forming the head and base of the nut and which are shaped to allow one of them to be gripped with a tool for tightening and loosening the nut.
The method according to the invention is characterized in that, to manufacture the nut, a metal wire is wound in a helix so as to form contiguous turns, the inner wall of the body thus obtained is tapped and a groove is made on the outside. , on the middle part of this nut.
The metal wire used can have any suitable section; however, in order to obtain well-joined turns, both on the outside and on the inside, a wire with a trapezoidal section, as shown in FIG. 1; wire, which after winding on the field, on the mandrel, takes a rectangular or approximately rectangular section, as shown in fig. 2.
The appended drawing represents, by way of examples, several embodiments of the device. Various ways of carrying out the process will be described below, also by way of example.
Fig. â is a vertical sectional view of a nut constituting a first embodiment; Fig. 4 shows this nut after threading; Fig. 5 shows a plan view (the nut; Figs. 6 and 7 show two other embodiments of the device, formed by the association of a nut such as that constituting the first embodiment and of an organ making it inviolable.
The nut shown, instead of being unglued in the mass like ordinary nuts, is constituted by a metal wire, of appropriate section, as indicated above, wound on the field around a mandrel, having as diameter that of the hole that we would have had to drill in the metal bar to make an ordinary nut. The outside diameter of the nut will naturally depend on the section of the wire used, the dimensions of which will correspond to the size of the nut that is to be obtained; we will thus obtain a kind of slightly flexible tube, having, in a way, the appearance of a coil spring with tightly joined turns.
In order to give more elasticity to the median part of the part thus obtained, the width of the median turns will be reduced a little by hollowing out a circular groove therein, as indicated at I in fig. 3.
The parts 2 and 3 forming the head and the base of the nut, will be either knurled or tailed with six (or eight) sides as shown, like an ordinary nut, or cut with two parallel sides, or provided with two blind holes on the upper face, the base being, in this case, preferably cut with sides; tapping is then done, preferably, with a semi-conical tap with a long shank called: "threaded tap", so as not to have to go back to pull the tap from the nut, this tapping being performed in the direction of winding of the turns.
It will be understood that if such a nut is screwed onto a threaded rod, with a slightly larger diameter, for example a few tenths of a millimeter, than the tap having served to thread the nut, the threaded rod will not be able to penetrate into the 'nut that dilates it by so many tenths of a millimeter that it has in addition and if we then try to unscrew it like an ordinary nut, this operation will be impossible, because it will have the effect of tightening the more energetically its turns on the rod, the greater the force exerted; this can only be achieved by acting only on the coil or turns 3 forming the base of the nut forcing the turns to move away from the threaded rod step by step, thus allowing it to disengage.
To screw this nut, we can operate as for an ordinary nut; however, it will be preferable to act only on head 2, which makes screwing easier; on the other hand, to unscrew it, it is absolutely necessary to act on base 3, as indicated above; if one acted on the median coil (s), it would be impossible to turn the nut both in one direction and the other; it is for this reason that it is necessary to spare the groove I in the middle part of the nut, so much to give more elasticity to the turns of this middle part.
as stated above, that to prevent the key from acting on these turns by tightening or loosening the nut; it should be noted that this nut only needs to be screwed in fully without having to block it, the blocking would only have the effect of tending to deform the turns, which would reduce its adhesion to the rod; this need not to block this nut has led to give it an external appearance distinctly different from ordinary nuts, so that we are not inclined to want to operate it like these, in particular by the presence of the groove I.
This nut must be tightened on a smooth washer and not on a Gro- wer washer; to prevent matting, a washer of parchment or any other fairly thin fibrous material may be placed between the washer and the part to be clamped; used as a lock nut, it will also be advantageous to interpose a smooth washer between the two nuts.
It will be necessary to use for screwing and unscrewing a flat spanner in order to act only on the head or the base of the nut; one can also use a tubular key, one of the ends of which will act on the base for unscrewing and the other end provided with an internal bearing surface, can only act on the head for screwing; if the nut were called upon to withstand very large tensile forces tending to dislocate it by overlapping the turns on the threads of the threaded rod, we could add to the nut an outer sleeve or a stamped ron delle which s' would oppose this overlap with turns.
The addition of a ron delle stamped in the shape of a bowl 4 (fig. 6) around the base or a sleeve 5 (fig. 7) surrounding the nut, made of soft metal or steel, will make it inviolable since it can only be unscrewed by acting on its base and that to reach this base, the bowl or the jacket would have to be damaged or broken.
If in addition to the force to be supported in traction, the threaded rod must withstand a force tending to unscrew it (like the axis of the right pedal of a bicycle which requires to be threaded in steps to the left so as not to unscrewing constantly), it will be advantageous in this case to give the turns of the nut a winding in the opposite direction of the tapping, that is to say from right to left if the screw is threaded in pitch to the right and from left to right, if it is threaded in left-hand pitch.
To screw it on, in this case, act on the lower turn of the nut and on the upper turn to unscrew it, i.e. the reverse of the maneuver indicated above when the turns of the nut have the same direction winding as the threads of the rod; in this case, the nut can be energetically blocked without any fear of defor ming it, as might happen in the first case considered, that is to say when it was necessary to act on the head of the nut to screw it on.
To obtain perfect contact between the threads of the rod and the nut without having to worry that they are only in contact at their tops, tapping can be carried out with a. solid-thread tap instead of one-eighth thread tap as is customary and the nut will be reamed to a diameter slightly larger than that of the threaded rod core; we could also use a special tap whose flanks of the threads would become parallel to each other for a few tenths of a millimeter from their top and present at their top a square section, or a square section at cut angles, this top could also be round;
these taps would have the advantage of not being able to engage between the turns of the nut during tapping when their winding is in the same direction as the thread.
These various taps would also have the advantage of creating a free space at the top of the threads to receive filings or other foreign bodies which could oppose the good adhesion of the sides of the threads of the rod and of the nut.
Instead of tapping the nut to a diameter that is a few tenths of a millimeter smaller, it would be more precise by tapping it to the exact diameter, then by reducing the diameter after tapping, by tightening the turns on a weaker mandrel. , or by keeping the nut dilated during tapping and letting it return to a smaller diameter due to its elasticity.
The rod, entering it, would return the fillets to their normal position and the fillets to the. rod and nut would thus have better contact than they can get when the nut has simply been tapped to a smaller diameter.
The body of the nut is capable of expanding in its two dimensions, that is to say in diameter and in height, therefore, to react by its elasticity, normally and parallel to its axis, and that simultaneously.
The first of these effects has only been used by tapping the nut to a diameter a few tenths of a millimeter smaller than that of the threaded rod, the second can be used simultaneously by using a tap with a slightly smaller pitch as well. to the one. of the threaded rod, a difference small enough to be almost negligible, when it is considered on two or three threads (i.e. the thickness of a turn) and yet sufficient so that the turns can no longer remain contiguous when the threads of the nut must match those of the threaded rod.
The turns then react parallel to its axis and this action will be added to that already obtained in the direction of the diameter.
As a result, the flexibility, the instantaneity and the energy of the clamping normal to the axis will also be increased due to the fact that the turns no longer being absolutely contiguous, no friction will no longer hinder their reaction.
For a threaded rod with a diameter of 8 mm and a pitch of 1.25 mm, for example, we will thread the nut to 7.8 mm and we will give the pitch 1.20 i to 1.22 mm.
These two reactions, one normal, the other parallel to the axis being sufficient to ensure, in isolation, the non-lockability of the nut, can obviously be used either alone or preferably simultaneously.
The indivisible expandable nuts described above have the following advantages: The trepidation has no effect on them; Their screwing and unscrewing do not require any effort since it is not necessary to block them; As they do not require any accessory part to ensure their indestructibility, they can be established in the smallest dimensions; They allow the use of stronger pitches in cases where fine pitches are usually used to make the nut less prone to loosen.
Rust cannot block them, because their elasticity breaks it up as soon as they are squeezed.
Used as locknuts, they absolutely lock nuts in service subject to loosening.
Of course, the number of turns increases proportionally, within certain limits, the qualities of the nut, but with only two turns it already gives a very good result.
The nut can be made inviolable by adding a stamped metal washer surrounding its base or a metal jacket surrounding it over all or part of its height.
All these various models, made of hardened steel, would gain in elasticity, flexibility and resistance, receiving after machining an appropriate hardening.