EP3283779A1 - Ensemble a vis déformable - Google Patents

Ensemble a vis déformable

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Publication number
EP3283779A1
EP3283779A1 EP16720459.3A EP16720459A EP3283779A1 EP 3283779 A1 EP3283779 A1 EP 3283779A1 EP 16720459 A EP16720459 A EP 16720459A EP 3283779 A1 EP3283779 A1 EP 3283779A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
screw assembly
washer
threaded
assembly according
spring washer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16720459.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Etienne YVAIN
Christophe Delcher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre Technique des Industries Mecaniques CETIM
Original Assignee
Centre Technique des Industries Mecaniques CETIM
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre Technique des Industries Mecaniques CETIM filed Critical Centre Technique des Industries Mecaniques CETIM
Publication of EP3283779A1 publication Critical patent/EP3283779A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B31/00—Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts
    • F16B31/02—Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts for indicating the attainment of a particular tensile load or limiting tensile load
    • F16B31/028—Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts for indicating the attainment of a particular tensile load or limiting tensile load with a load-indicating washer or washer assembly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B43/00—Washers or equivalent devices; Other devices for supporting bolt-heads or nuts

Definitions

  • the present invention relates to a deformable screw assembly making it possible to exert forces between two elements in two opposite directions from one another.
  • the tightening of a nut and a screw through two assembled parts causes torsional forces on the threaded rod and also a superficial deformation on said parts.
  • the tightening of the nut may in particular tend to drive the spring washer and / or the head in friction against the part on which it is based.
  • a problem that arises and that aims to solve the present invention is to provide a deformable screw assembly which not only allows to easily print a determined axial tension on the assembly through which it passes, but also to preserve the state of the surfaces on which it comes to apply.
  • the present invention proposes a deformable screw assembly intended to exert forces between two elements in two opposite directions to each other, said screw assembly comprising, on the one hand, a longitudinal part having two ends and a threaded portion extending between said two opposite ends to be threadably connected to one of said two members, and on the other hand an elastically deformable member adapted to be axially compressed between one of said two ends; or the other of said two opposite ends of said longitudinal member and the other of said two elements, while said threaded portion is under axial stress.
  • Said elastically deformable member comprises an elastic washer; and said screw assembly further comprises a holding device to be able to maintain in axial compression said spring washer and to be able to release said spring washer in said compressed state between said other of said two elements and said one or said other of said two opposite ends of said longitudinal piece.
  • a feature of the invention lies in the implementation of a temporary holding device, for maintaining in axial compression the elastically deformable member, the spring washer during assembly of the two elements and the screwing less partial of the longitudinal piece.
  • the elastically deformable member is held in compression before said threaded portion is carried under axial stress. Then, by actuating the holding device and releasing the elastically deformable member, the latter comes to print an axial tension in the longitudinal piece, without the surfaces of the two assembled elements are damaged, as will be explained in more detail in following the description.
  • the temporary holding device it is easy to come to print an axial stress to the elastically deformable member by a predetermined value, then to release this elastically deformable member so that it can exert this axial tension in the longitudinal piece. Therefore, it is by no means necessary to have a torque wrench type tool in situ, but simply to provide for the assembly of the body elastically deformable at the pressure required from the manufacture of the screw assembly.
  • the spring washer is for example a conical washer or even spherical.
  • the holding device preferably comprises a threaded part, while said spring washer has a threaded circular edge to be able to engage inside said threaded part.
  • the elastic washer is held in axial compression by its periphery, which allows to easily release the holding device after the implementation of the longitudinal part through the two elements.
  • said elastically deformable member further comprises another washer having another threaded edge to be able to engage inside said threaded part, and said spring washer is able to be held in position. axial compression against said other washer within said threaded part.
  • a conical spring washer is applied against another washer, flat, so that the inner edge of the conical washer comes to rest against the flat washer, and the screwing force of the conical washer and the flat washer against each other causes deformation of the conical washer against the flat washer, and therefore its setting tension.
  • said other washer is a conical washer.
  • said spring washer has a U-shaped radial section opposite the center of said spring washer, forming two parallel circular edges or lips.
  • Such a washer has the advantage of forming two symmetrical circular support edges from each other with respect to a plane of symmetry perpendicular to the axis of the washer.
  • said one of said two ends has a head forming a shoulder.
  • the shoulder thus forms a circular bearing surface.
  • said elastically deformable member is adapted to bear against said shoulder.
  • the threaded part of the holding device has a bottom adapted to bear axially against the head opposite the shoulder. In this way, the rotational drive of the holding device, within which is engaged the threaded edge of the spring washer, can be deformed the spring washer which then tends to come flat against the shoulder.
  • said holding device comprises a control rod axially passing through said threaded portion, said control rod having a first end intended to cooperate with said other of said two ends of said threaded portion so as to be able to maintain in axial compression said elastically deformable member.
  • the control rod is movably mounted in translation inside the threaded portion.
  • the spring washer is applied against the edge of said other of said two ends of said threaded portion as said first end passes through. And the spring washer is stopped by an elastic ring type circlips for example.
  • the control rod can be depressed under stress within the threaded portion, while the spring washer is deformed and exerts a return force.
  • said control rod has a second end opposite said first end, said second end being intended to cooperate with said one of said two ends of said threaded portion between a first angular position where said member elastically deformable is held in axial compression and a second angular position where said elastically deformable member is released in said compressed state.
  • the second end thus cooperates with said one of said two ends of said threaded portion and by ramp effect, they allow the translational movement of the control rod inside the threaded portion to be able to maintain in compression the spring washer.
  • the threaded portion is engaged with one of the two elements, while the first end of said control rod having a free bearing surface is adapted to come axially in abutment. against said other of the two elements.
  • the threaded portion is also engaged with one of the two elements, while the second end of the control rod has a head forming a shoulder adapted to abut against said other of the two elements.
  • the screw assembly further comprises a nut adapted to engage said threaded portion to be able to bear against said one of said two elements.
  • FIG. 1 is a partial schematic side elevational view of a deformable screw assembly according to the invention according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a partial schematic perspective view from above of the deformable screw assembly according to the invention according to the first embodiment
  • FIG. 3 is a schematic axial sectional view of the deformable screw assembly according to the invention according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a schematic side elevational view of the deformable screw assembly implemented according to the invention.
  • Figure 5 is a schematic side elevational view of a deformable screw assembly according to a second embodiment
  • Figure 6 is a schematic, truncated perspective view of an element of the deformable screw assembly shown in Figure 5;
  • FIG. 7 is a schematic axial sectional view of the deformable screw assembly according to the second embodiment
  • FIG. 8 is a schematic elevational front view showing a deformable screw assembly according to a third embodiment in a first state
  • FIG. 9 is a schematic elevational front view of the deformable screw according to a third embodiment in a second state
  • FIG. 10 is a schematic side elevational view of a deformable screw according to the third embodiment according to another embodiment.
  • Figure 1 1 is a schematic axial sectional view of an installation for obtaining the object shown in Figure 2.
  • Figure 1 illustrates in side elevation a screw 10 comprising a threaded portion 12 forming a rod, and at one of its ends a head 14 forming a shoulder 16.
  • a flat washer 18 is shown in Figure 1 in support against the shoulder 16 while a conical washer 20 comes into contact with the flat washer 18.
  • it is also provided, according to another embodiment, the implementation of two conical washers.
  • the washers 18, 20 are made of metal.
  • the conical washer 20 has an inner edge 22 located towards the center opposite an outer edge 24 located at the periphery.
  • the flat washer 18 has a first threaded edge 26 not inverted with respect to the threaded portion 12 of the screw 10, whereas the conical washer 20 has a second threaded edge 28 also in a reverse pitch relative to the threaded portion 12.
  • the conical washer 20 is prestressed against the flat washer 18 inside a tapped piece 30 formed of a large flat nut, hexagon, and shown in Figure 2.
  • the flat nut 30 has a diameter D greater than the maximum diameter of the head 14 of the screw 10 shown in FIG.
  • the first threaded edge 26 of the flat washer 18 and the second threaded edge 28 of the conical washer 20 are thus respectively engaged in the tapping of the flat nut 30.
  • the conical washer 20 is thus deformed by force of a value of predetermined constraint, against the flat washer 18.
  • the threaded portion 12 of the screw 10 can thus be engaged inside the washers 18, 20 through the flat nut 30, as shown in FIG. 3.
  • FIG. 3 is found the washers, flat 18 and elastic 20, engaged against each other inside the flat nut 30, the flat washer 18 bears against the shoulder 16 of the head 14.
  • the threaded portion 12 then passes through the washers 18, 20 and flat nut 30.
  • This threaded portion 12 is then engaged through two superposed plates 32, 34 and drilled as shown in Figure 4.
  • the threaded portion 12 is then equipped with a nut 36 and the latter is screwed manually until it comes into contact with the thin plate 34.
  • the conical washer 20 made flat and pre-stressed against the flat washer 18 thanks to the flat nut 30 is then applied against the surface of the thick plate 32. Starting, by unscrewing the flat nut 30, while the head 14 comes through, the second threaded edge 28 of the conical washer 20 is then released. The conical washer 20 then tends to relax and return to its initial conical shape.
  • the axial tension could be printed in the threaded portion 12 without it being necessary to rotate the nut 36 against the surface of the thin plate 34.
  • the threaded portion 12 has not undergone no torsional stress, which tends to reduce the forces it undergoes and moreover, the surface of the thin plate 34 has not been damaged.
  • the conical washer 20 is thus preloaded with a value of 40,000 Newton, and this stress is released only after the screw assembly 10 has been put in place through the two plates 34, 32.
  • the conical washer 20 remains under stress and can still relax axially by a certain amplitude, without the tension that it allows to be substantially affected. Therefore, when one of the plates 32, 34 is for example made of a composite material, which may have a tendency to flow over time, thanks to the potential energy reserve contained in the conical washer 20, this can be loosen substantially by maintaining a tension in the threaded portion 12.
  • the deformable screw assembly according to the invention makes it possible to store potential energy in a set of washers, and to be able to release this energy at least partially after the screw assembly has been installed.
  • the flat nut 30 equipped with preloaded washers to a predetermined voltage value can be stored for later use. In this way, it is possible to print a given voltage in a screwed assembly without the need to use measuring tools such as a torque wrench.
  • FIGS. 5 to 7 illustrating a deformable screw assembly 38 according to a second variant embodiment. It has a screw 40 having a threaded rod 42 surmounted by a head 44 forming a shoulder 46. Against the shoulder 46, an elastic washer 48 having a radially open U-shaped radial section is applied. We find in more detail in Figure 6, the spring washer 48 truncated here.
  • the elastic washer 48 is made of metal and it defines two parallel lips, an upper lip 50 and a lower lip 52. The two lips are then threaded in reverse pitch relative to the threaded rod 42 and so that they can be screwed on.
  • the threaded cap 54 has a bottom 56 intended to bear on the head 44 opposite the shoulder 46, and an internal thread 58.
  • the head 44 has a circular axial housing 60 inside which is adapted to be guided in rotation a guide disc 62 secured to the bottom 56 of the threaded cap 54.
  • the guide disc extends coaxially protruding from the threaded cap 54, and in contrast, the latter is equipped with a drive tongue 64.
  • Figure 7 illustrates the threaded cap 54 mounted on the head 44, the guide disc 62 engaged within the circular axial housing 60, the bottom 56 bearing axially against the head 44, while the spring washer 48 to U-section is held in compression against the shoulder 46, its threaded lips being engaged in the internal thread 58.
  • the compression of the spring washer 48 could be achieved by forcing the threaded cap 54 relative to the screw 40, via the tongue 64.
  • the mounting of the screw 40 through a drilled assembly and using a nut makes it possible to print an axial stress in the rod 42 between the nut and the head 44 by unscrewing the threaded cap 54 so as to release the elastic washer 48.
  • Figure 8 shows a deformable screw assembly 65, including a hollow threaded portion 66 having a first end 68 which defines a circular axial bearing edge 70, and a second end 72 having two diametrically opposed circular notches 74, 76, and between the two, two arcuate edges forming ramps 78, 80.
  • a conical elastic washer 82 is in abutment against the circular axial bearing edge 70.
  • a holding device comprising a control rod 84 extending axially inside the hollow threaded portion 66, the control rod 84 having, on the one hand, a stop end 86 provided with a ring resilient 88 bearing axially against the conical elastic washer 82, and secondly on the opposite side, a crenel control end 90 bearing on the ramp edges 78, 80.
  • the crenel control end 90 is also surmounted by a driving head 92 defining a shoulder 93.
  • the crenellated control end 90 has two diametrically opposed crenellations 94, 96 beveled to form ramps as well, and extending respectively in the circular notches 74, 76 .
  • the driving head 92 can be rotated relative to the hollow threaded portion 66 in a quarter of a turn, while the crenellations 94, 96 cooperate with the ramp edges 78, 80 so as to spread the drive head 92 of the second end 72 of the hollow threaded portion 66 and thereby to drive in translation the control rod 84.
  • the stop end 86 tends to retract towards the inside of the the hollow threaded portion 66, and therefore, compresses the conical spring washer 82 via the elastic ring 88.
  • the conical spring washer 82 is thus found in compression in FIG. 9.
  • the drive head 92 ' has no shoulder.
  • FIG. 1 1 schematically showing a plant 100 for installing two washers inside a flat nut, according to the invention and according to a particular embodiment.
  • a first conical washer 101 and a second conical washer 103 inside a flat nut 30 ' one installs a first conical washer 101 and a second conical washer 103 inside a flat nut 30 '.
  • the installation 100 comprises two coaxial tools, one upper 102, the other lower 104 forming crowns, mounted movable in translation towards one another. Also, it also comprises a centering punch 106 adapted to coaxially cross the upper coaxial tool 102 is the lower coaxial tool 104.
  • the two conical washers 101, 103 are identical and have an outside diameter Dex, and an inside diameter Dint. Their outer edges have respectively a first thread 108 and a second thread 1 10. They also have respectively a first convex face 1 12 and a second convex face 1 14. And on these convex faces, 1 12, 1 14 they have a first inner edge 1 16 and a second inner edge 1 18.
  • the flat nut 30 has a tapping 120 whose diameter is substantially greater than the outer diameter Dex conical washers 101, 103. It will also be observed that the outer diameter of the coaxial tools
  • the flat nut 30 ' is interposed coaxially between the two coaxial tools 102, 104, while the first conical washer 101 is installed between the upper tool 102 and the flat nut 30' and the second conical washer
  • the centering punch 106 is then engaged through them and the flat nut 30 ', to the lower tool 104.
  • first and second inner flanges 16 come into contact with each other through the flat nut 30 '.
  • the two coaxial tools 102, 104 are then forced towards each other so as to deform the conical washers 101, 103 to flatten them. Their outer edges are then contiguous and the first 108 and second 1 10 threads are sufficiently close and in continuity with one another to then be able to screw together the conical washers 101, 103 inside the flat nut 30 .
  • the conical washers 101, 103 are then deformed elastically, and they are therefore held under stress inside the flat nut 30 '.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Bolts, Nuts, And Washers (AREA)

Abstract

L'invention concerne un ensemble à vis comprenant, d'une part une pièce longitudinale (10) présentant deux extrémités opposées et une partie filetée (12; 42; 66) pour pourvoir être reliée par vissage à l'un de deux éléments (34), et d'autre part un organe élastiquement déformable (18, 20; 48; 82) destiné à être porté à l'état comprimé axialement entre l'une ou l'autre desdites deux extrémités opposées de ladite pièce longitudinale (10) et l'autre desdits deux éléments. L'ensemble comprend en outre un dispositif de maintien (30; 54; 84) pour pouvoir maintenir en compression ledit organe élastiquement déformable (18, 20; 48; 82) et pour pouvoir le relâcher dans ledit état comprimé entre ledit autre desdits deux éléments (32) et ladite une ou ladite autre desdites deux extrémités opposées.

Description

Ensemble à vis déformable
La présente invention se rapporte à un ensemble à vis déformable permettant de venir exercer des efforts entre deux éléments dans deux sens opposés l'un de l'autre.
Un domaine d'application envisagé est notamment, mais non exclusivement, celui de l'assemblage de deux éléments.
Il est connu d'assembler deux pièces percées au moyen d'une vis et d'un écrou et d'interposer entre l'écrou et l'une des deux pièces, une rondelle élastique. La vis présente une tête et une tige filetée et grâce à la rondelle élastique, après que l'écrou a été serré, l'effort axial de la tige filetée dans l'écrou demeure malgré la déformation des deux-pièces ou l'allongement de la tige. Partant, cet effort axial permet d'augmenter les forces de frottement de la tige filetée à l'intérieur de l'écrou, ce qui, notamment, atténue les risques de desserrage.
Toutefois, il est nécessaire pour certains types d'assemblage, d'imprimer une tension axiale déterminée dans la tige filetée. Pour ce faire, on utilise usuellement une clé dynamométrique. Cet outil requiert néanmoins une certaine habileté et une pratique éprouvée pour pouvoir contrôler parfaitement la tension imprimer dans la tige.
En outre, le serrage d'un écrou et d'une vis à travers deux pièces assemblées provoque des efforts de torsion sur la tige filetée et aussi, une déformation superficielle sur lesdites pièces. En effet, le serrage de l'écrou peut notamment tendre à entraîner la rondelle élastique et/ou la tête en frottement contre la pièce sur laquelle elle s'appuie.
Aussi, un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention est de fournir un ensemble à vis déformable qui non seulement permette d'imprimer aisément une tension axiale déterminée sur l'assemblage qu'il traverse, mais aussi, de préserver l'état des surfaces sur lesquelles il vient s'appliquer. Dans ce but, la présente invention propose un ensemble à vis déformable destiné à venir exercer des efforts entre deux éléments dans deux sens opposés l'un de l'autre, ledit ensemble à vis comprenant, d'une part une pièce longitudinale présentant deux extrémités opposées et une partie filetée s'étendant entre lesdites deux extrémités opposées pour pourvoir être reliée par vissage à l'un desdits deux éléments, et d'autre part un organe élastiquement déformable destiné à être porté à l'état comprimé axialement entre l'une ou l'autre desdites deux extrémités opposées de ladite pièce longitudinale et l'autre desdits deux éléments, tandis que ladite partie filetée est sous contrainte axiale. Ledit organe élastiquement déformable comprend une rondelle élastique ; et ledit ensemble à vis comprend en outre un dispositif de maintien pour pouvoir maintenir en compression axiale ladite rondelle élastique et pour pouvoir relâcher ladite rondelle élastique dans ledit état comprimé entre ledit autre desdits deux éléments et ladite une ou ladite autre desdites deux extrémités opposées de ladite pièce longitudinale.
Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la mise en œuvre d'un dispositif de maintien temporaire, permettant de maintenir en compression axiale l'organe élastiquement déformable, soit la rondelle élastique, durant l'assemblage des deux éléments et le vissage au moins partiel de la pièce longitudinale. Autrement dit, l'organe élastiquement déformable est maintenu en compression avant que ladite partie filetée ne soit portée sous contrainte axiale. Ensuite, en actionnant le dispositif de maintien et en relâchant l'organe élastiquement déformable, ce dernier vient imprimer une tension axiale dans la pièce longitudinale, sans que les surfaces des deux éléments assemblés ne soient endommagées, comme on l'expliquera plus en détail dans la suite de la description. Au surplus, grâce au dispositif de maintien temporaire, il est aisé de venir imprimer une contrainte axiale à l'organe élastiquement déformable d'une valeur prédéterminée, puis de relâcher ensuite cet organe élastiquement déformable afin qu'il puisse exercer cette tension axiale dans la pièce longitudinale. Partant, il n'est nullement besoin de disposer in situ d'un outil de type clé dynamométrique, mais simplement de prévoir le montage de l'organe élastiquement déformable à la pression requise dès la fabrication de l'ensemble à vis.
La rondelle élastique est par exemple une rondelle conique ou bien encore sphérique. Au surplus, dans certaines circonstances, comme on l'expliquera ci-après, il est avantageux de mettre en œuvre au moins une deuxième rondelle élastique.
S'agissant du dispositif de maintien, il comprend préférentiellement une pièce taraudée, tandis que ladite rondelle élastique présente un bord circulaire fileté pour pouvoir venir en prise à l'intérieur de ladite pièce taraudée. De la sorte, on vient maintenir la rondelle élastique en compression axiale par sa périphérie, ce qui permet de pouvoir dégager aisément le dispositif de maintien après la mise en œuvre de la pièce longitudinale à travers les deux éléments.
Selon une première variante de réalisation de l'invention, ledit organe élastiquement déformable comprend en outre une autre rondelle présentant un autre bord fileté pour pouvoir venir en prise à l'intérieur de ladite pièce taraudée, et ladite rondelle élastique est apte à être maintenue en compression axiale contre ladite autre rondelle à l'intérieur de ladite pièce taraudée. Ainsi, par exemple une rondelle élastique conique est appliquée contre une autre rondelle, plate, de façon que la bordure interne de la rondelle conique vienne s'appliquer contre la rondelle plate, et le vissage à force de la rondelle conique et de la rondelle plate l'une contre l'autre provoque la déformation de la rondelle conique contre la rondelle plate, et partant, sa mise en tension.
Selon un mode de mise en œuvre de l'invention particulièrement avantageux, ladite autre rondelle est une rondelle conique. Ainsi, lorsque deux seules rondelles coniques sont mises en œuvre, avantageusement, elles sont portées en opposition l'une de l'autre, les bords de plus petit diamètre en appui l'un contre l'autre. De la sorte, on vient doubler l'amplitude de déformation possible, en conservant une même raideur.
Selon une variante de réalisation, ladite rondelle élastique présente une section radiale en U ouverte à l'opposé du centre de ladite rondelle élastique en formant deux bords circulaires parallèles ou lèvres. Une telle rondelle présente l'avantage de former deux bordures d'appui circulaires symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan de symétrie perpendiculaire à l'axe de la rondelle.
Selon un mode de réalisation particulier de mise en œuvre de l'invention, ladite une desdites deux extrémités présente une tête formant un épaulement. L'épaulement forme ainsi une surface d'appui circulaire. Aussi, préférentiellement, ledit organe élastiquement déformable est apte à venir en appui contre ledit épaulement. Conformément à un mode de mise en œuvre particulier, la pièce taraudée du dispositif de maintien présente un fond apte à venir en appui axial contre la tête à l'opposé de l'épaulement. De la sorte, l'entraînement en rotation du dispositif de maintien, à l'intérieur duquel est en prise le bord fileté de la rondelle élastique, permet de pouvoir venir déformer la rondelle élastique qui tend alors à venir s'appliquer à plat contre l'épaulement.
Selon une deuxième variante de réalisation de l'invention, ledit dispositif de maintien comprend une tige de commande traversant axialement ladite partie filetée, ladite tige de commande présentant une première extrémité destinée à venir coopérer avec ladite autre desdites deux extrémités de ladite partie filetée pour pouvoir maintenir en compression axiale ledit organe élastiquement déformable. La tige de commande est monté mobile en translation à l'intérieur de la partie filetée. Aussi, la rondelle élastique est appliquée contre le bord de ladite autre desdites deux extrémités de ladite partie filetée que ladite première extrémité traverse. Et la rondelle élastique est arrêtée par un anneau élastique de type circlips par exemple. Ainsi, la tige de commande peut être enfoncée sous contrainte à l'intérieur de la partie filetée, tandis que la rondelle élastique se déforme et exerce en retour une force de rappel.
En outre, selon cette deuxième variante, avantageusement, ladite tige de commande présente une seconde extrémité opposée à ladite première extrémité, ladite seconde extrémité étant destinée à coopérer avec ladite une desdites deux extrémités de ladite partie filetée entre une première position angulaire où ledit organe élastiquement déformable est maintenu en compression axiale et une deuxième position angulaire où ledit organe élastiquement déformable est relâché dans ledit état comprimé. La seconde extrémité coopère ainsi avec ladite une desdites deux extrémités de ladite partie filetée et par effet de rampe, elles permettent le mouvement de translation de la tige de commande à l'intérieur de la partie filetée pour pouvoir maintenir en compression la rondelle élastique.
Selon un mode de mise en œuvre de l'invention, la partie filetée est en prise avec l'un des deux éléments, tandis que la première extrémité de ladite tige de commande présentant une portée d'appui libre est apte à venir en appui axial contre ledit autre des deux éléments.
Selon un autre mode de mise en œuvre de l'invention, la partie filetée est également en prise avec l'un des deux éléments, tandis que la seconde extrémité de la tige de commande présente une tête formant un épaulement apte à venir en appui contre ledit autre des deux éléments.
Avantageusement, l'ensemble à vis comprend en outre un écrou apte à venir en prise avec ladite partie filetée pour pouvoir venir en appui contre ledit un desdits deux éléments.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après de modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la Figure 1 est une vue schématique partielle en élévation de côté d'un ensemble à vis déformable conforme à l'invention selon une première variante de réalisation ;
- la Figure 2 est une vue schématique partielle en perspective de dessus de l'ensemble à vis déformable conforme à l'invention selon la première variante de réalisation ;
- la Figure 3 est une vue schématique en coupe axiale de l'ensemble à vis déformable selon l'invention conformément à la première variante de réalisation ;
- la Figure 4 est une vue schématique en élévation de côté de l'ensemble à vis déformable mis en œuvre selon l'invention ;
- la Figure 5 est une vue schématique en élévation de côté d'un ensemble à vis déformable selon une deuxième variante de réalisation ; - la Figure 6 est une Figure schématique tronquée en perspective d'un élément de l'ensemble à vis déformable représenté sur la Figure 5 ;
- la Figure 7 est une vue schématique en coupe axiale de l'ensemble à vis déformable selon la deuxième variante de réalisation ;
- la Figure 8 est une vue schématique en élévation de face montrant un ensemble à vis déformable selon une troisième variante de réalisation dans un premier état ;
- la Figure 9 est une vue schématique en élévation de face de la vis déformable selon un la troisième variante de réalisation dans un second état ;
- la Figure 10 est une vue schématique en élévation de côté d'une vis déformable selon la troisième variante de réalisation conformément à un autre mode de mise en œuvre ; et ,
- la Figure 1 1 est une vue schématique en coupe axiale d'une installation permettant d'obtenir l'objet représenté sur la Figure 2.
La Figure 1 illustre en élévation de côté une vis 10 comprenant une partie filetée 12 formant tige, et à l'une de ses extrémités une tête 14 formant un épaulement 16. En outre, une rondelle plate 18 est représentée sur la Figure 1 en appui contre l'épaulement 16 tandis qu'une rondelle conique 20 vient en contact avec la rondelle plate 18. Comme on l'expliquera dans la suite de la description, on prévoit également, selon un autre mode de réalisation, la mise en œuvre de deux rondelles coniques.
Les rondelles 18, 20 sont réalisées en métal. La rondelle conique 20 présente une bordure interne 22 située vers le centre opposé à une bordure externe 24 située à la périphérie. La rondelle plate 18 présente un premier bord fileté 26 à pas inversé par rapport à la partie filetée 12 de la vis 10, tandis que la rondelle conique 20 présente un deuxième bord fileté 28 également à pas inverse par rapport à la partie filetée 12.
Contrairement aux ensembles à vis déformable, selon l'art antérieur, où les rondelles élastiques sont comprimées à mesure du serrage de la vis, selon l'invention, la rondelle conique 20 est précontrainte contre la rondelle plate 18 à l'intérieur d'une pièce taraudée 30 formée d'un écrou plat de grande taille, à six pans, et représentée sur la Figure 2. L'écrou plat 30 présente un diamètre D supérieur au diamètre maximal de la tête 14 de la vis 10 représentée sur la Figure 1 . Le premier bord fileté 26 de la rondelle plate 18 et le deuxième bord fileté 28 de la rondelle conique 20 sont ainsi respectivement en prise dans le taraudage de l'écrou plat 30. La rondelle conique 20 est ainsi déformée à force d'une valeur de contrainte prédéterminée, contre la rondelle plate 18. On décrira plus en détail dans la suite de la description, une installation permettant d'installer les deux rondelles à l'intérieur de l'écrou plat.
On observera que l'écrou plat 30 et ses deux rondelles, plate 18 et conique 20, peuvent être ainsi montés pour être mis en œuvre ultérieurement sans pour autant que la tension axiale de la rondelle conique 20 ne soit diminuée.
La partie filetée 12 de la vis 10 peut ainsi être engagée à l'intérieur des rondelles 18, 20 à travers l'écrou plat 30, comme l'illustre la Figure 3. On retrouve sur cette Figure 3 les rondelles, plate 18 et élastique 20, engagées l'une contre l'autre à l'intérieur de l'écrou plat 30, la rondelle plate 18 en appui contre l'épaulement 16 de la tête 14. La partie filetée 12 traverse alors les rondelles 18, 20 et l'écrou plat 30.
Cette partie filetée 12 est alors engagée à travers deux plaques superposées 32, 34 et percées comme l'illustre la Figure 4. La partie filetée 12 est alors équipée d'un écrou 36 et ce dernier est vissé manuellement jusqu'à venir en contact avec la plaque mince 34. La rondelle conique 20 rendue plate et précontrainte contre la rondelle plate 18 grâce à l'écrou plat 30 est alors en applique contre la surface de la plaque épaisse 32. Partant, en dévissant l'écrou plat 30, tandis que la tête 14 vient le traverser, le deuxième bord fileté 28 de la rondelle conique 20 est alors relâché. La rondelle conique 20 tend alors à se détendre et à revenir vers sa forme conique initiale. Ce faisant, sa bordure externe 24 vient s'appliquer contre la surface de la plaque épaisse 32, tandis que la bordure interne opposée vient prendre appui contre la rondelle plate 18, en exerçant une tension dans la partie filetée 12 entre l'écrou 36 et la tête 14. Cette tension est prédéfinie grâce à la contrainte axiale imprimée initialement à la rondelle conique 20 à l'intérieur de l'écrou plat 30 contre la rondelle plate 18.
Aussi, la tension axiale a pu être imprimée dans la partie filetée 12 sans qu'il soit nécessaire de venir entraîner en rotation l'écrou 36 contre la surface de la plaque mince 34. De la sorte, la partie filetée 12 n'a subi aucune contrainte de torsion, ce qui tend à diminuer les efforts qu'elle subit et au surplus, la surface de la plaque mince 34 n'a pas été endommagée.
Par exemple, la rondelle conique 20 est ainsi précontrainte d'une valeur de 40000 Newton, et cette contrainte n'est libérée qu'après la mise en place de l'ensemble à vis 10 à travers les deux plaques 34, 32.
Aussi, la rondelle conique 20 demeure sous contrainte et peut encore se relâcher axialement d'une certaine amplitude, sans pour autant que la tension qu'elle permet d'obtenir n'en soit substantiellement affectée. Partant, lorsque l'une des plaques 32, 34 est par exemple réalisée dans un matériau composite, lequel peut avoir tendance à fluer dans le temps, grâce à la réserve d'énergie potentielle contenue dans la rondelle conique 20, celle-ci peut se relâcher sensiblement en maintenant une tension dans la partie filetée 12.
Ainsi, l'ensemble à vis déformable selon l'invention, permet d'emmagasiner de l'énergie potentielle dans un ensemble de rondelles, et de pouvoir relâcher au moins partiellement cette énergie après que l'ensemble à vis a été installé.
On observera également que l'écrou plat 30 équipé des rondelles précontraintes à une valeur de tension prédéterminée peut être stocké pour être utilisé ultérieurement. De la sorte, on peut venir imprimer une tension donnée dans un ensemble vissé sans pour autant qu'il soit besoin d'utiliser des outils de mesure telle une clé dynamométrique.
On se référera à présent aux Figures 5 à 7 illustrant un ensemble à vis déformable 38 selon une deuxième variante de réalisation. Il présente une vis 40 présentant une tige filetée 42 surmontée d'une tête 44 ménageant un épaulement 46. Contre l'épaulement 46, une rondelle élastique 48 présentant une section radiale en U ouverte vers l'extérieur, vient s'appliquer. On retrouve plus en détail sur la Figure 6, la rondelle élastique 48 ici tronquée. La rondelle élastique 48 est réalisée en métal et elle définit deux lèvres parallèles, une lèvre supérieure 50 et une lèvre inférieure 52. Les deux lèvres sont alors filetées à pas inverse par rapport à la tige filetée 42 et de manière à pouvoir être vissées à l'intérieur d'un capuchon taraudé 54 représenté sur les Figures 5 et 7. Le capuchon taraudé 54 présente un fond 56 destiné à venir prendre appui sur la tête 44 à l'opposé de l'épaulement 46, et un taraudage intérieur 58. Au surplus, la tête 44 présente un logement axial circulaire 60 à l'intérieur duquel est apte à être guidé en rotation un disque de guidage 62 solidaire du fond 56 du capuchon taraudé 54. Le disque de guidage s'étend coaxialement en saillie du capuchon taraudé 54, et à l'opposé, ce dernier est équipé d'une languette d'entraînement 64.
Ainsi, la Figure 7 illustre le capuchon taraudé 54 monté sur la tête 44, le disque de guidage 62 engagé à l'intérieur du logement axial circulaire 60, le fond 56 en appui axial contre la tête 44, tandis que la rondelle élastique 48 à section en U est maintenue en compression contre l'épaulement 46, ses lèvres filetées étant en prise dans le taraudage intérieur 58. La mise en compression de la rondelle élastique 48 a pu être réalisée en entraînant à force le capuchon taraudé 54 par rapport à la vis 40, par l'intermédiaire de la languette 64.
De la sorte, tout comme dans la première variante d'exécution, le montage de la vis 40 à travers un ensemble percé et à l'aide d'un écrou permet d'imprimer une contrainte axiale dans la tige 42 entre l'écrou et la tête 44 en dévissant le capuchon taraudé 54 de manière à relâcher la rondelle élastique 48.
On se référera maintenant aux Figures 8 et 9, illustrant une troisième variante de réalisation. La Figure 8 montre un ensemble à vis déformable 65, comprenant une partie filetée creuse 66 présentant une première extrémité 68 laquelle définit un bord d'appui axial circulaire 70, et une seconde extrémité 72 présentant deux échancrures circulaires diamétralement opposées 74, 76, et entre les deux, deux bords en arc formant rampes 78, 80. À la première extrémité 68, une rondelle élastique conique 82 est en appui contre le bord d'appui axial circulaire 70. Elle y est maintenue en appui par l'intermédiaire d'un dispositif de maintien comprenant, une tige de commande 84 s'étendant axialement à l'intérieur de la partie filetée creuse 66, la tige de commande 84 présentant, d'une part une extrémité d'arrêt 86 munie d'un anneau élastique 88 prenant appui axial contre la rondelle élastique conique 82, et d'autre part à l'opposé, une extrémité de commande en créneau 90 prenant appui sur les bords formant rampes 78, 80. L'extrémité de commande en créneau 90 est également surmontée d'une tête d'entraînement 92 définissant un épaulement 93. L'extrémité de commande en créneau 90 présente deux créneaux diamétralement opposés 94, 96 en biseau destiné à former rampes également, et s'étendant respectivement dans les échancrures circulaires 74, 76.
De la sorte, la tête d'entraînement 92 peut être entraînée en rotation par rapport à la partie filetée creuse 66 suivant un quart de tour, tandis que les créneaux 94, 96 viennent coopérer avec les bords formant rampes 78, 80 de manière à écarter la tête d'entraînement 92 de la seconde extrémité 72 de la partie filetée creuse 66 et partant, à entraîner en translation la tige de commande 84. De la sorte, l'extrémité d'arrêt 86 tend à se rétracter vers l'intérieur de la partie filetée creuse 66, et partant, vient comprimer la rondelle élastique conique 82 par l'intermédiaire de l'anneau élastique 88. On retrouve la rondelle élastique conique 82 ainsi en compression sur la Figure 9.
On retrouve sur cette Figure 9 tous les autres éléments de l'ensemble à vis déformable 65 qui peut alors être engagée, par exemple à travers un ensemble de deux plaques telles que représentées sur la Figure 4. Un écrou est alors vissé sur la partie filetée creuse 66 de manière à venir en contact contre l'une des plaques, tandis que l'épaulement 93 vient en applique contre l'autre plaque. Aussi, on entraîne alors en rotation la tête d'entraînement 92 à l'inverse et d'un quart de tour, de manière à pouvoir relâcher la tige de commande 84 et partant, la rondelle élastique conique 82. En conséquence, l'écrou non représenté est en appui contre ladite une des plaques, tandis que la tête d'entraînement 92 est en appui contre l'autre desdites plaques, et que la partie filetée creuse 66 est en tension axiale entre l'écrou et la tête d'entraînement 92. Pour le bon fonctionnement de l'ensemble à vis déformable 65, on veillera à ce que les frottements entre les créneaux 94, 96 coopérant avec les bords formant rampes 78, 80 soient relativement faibles comparativement au serrage initial des plaques entre l'écrou et la tête d'entraînement 92.
Selon un autre mode de mise en oeuvre, conformément à la troisième variante de réalisation, représentée sur la Figure 9, et sur laquelle les mêmes éléments possédant les mêmes fonctions présentent les mêmes références affectées d'un signe «'».
Ainsi, on y retrouve, la partie filetée creuse 66' traversée par la tige de commande 84' de manière à pouvoir commander la compression de la rondelle élastique conique 82', en entraînant en rotation la tête d'entraînement 92'. A la différence, du mode de mise en œuvre précédent, la tête d'entraînement 92' ne présente pas d'épaulement. En revanche, c'est l'extrémité libre 98 de la tige de commande 84' qui est destinée à venir en appui contre l'un des éléments, tandis que l'écrou non représenté est apte à être vissé autour de la partie filetée creuse 66' pour venir en appui contre l'autre élément.
On se référera à présent sur la Figure 1 1 montrant schématiquement une installation 100 permettant d'installer deux rondelles à l'intérieur d'un écrou plat, conformément à l'invention et selon un mode de mise en œuvre particulier. Selon ce mode de mise en œuvre particulier, on installe une première rondelle conique 101 et une seconde rondelle conique 103 à l'intérieur d'un écrou plat 30'.
Ainsi, l'installation 100 comporte deux outils coaxiaux, l'un supérieur 102, l'autre inférieur 104 formant couronnes, montés mobiles en translation l'un vers l'autre. Aussi, elle comprend également un poinçon de centrage 106 apte à venir traverser coaxialement l'outil coaxial supérieur 102 est l'outil coaxial inférieur 104.
Les deux rondelles coniques 101 , 103 sont identiques et elles présentent un diamètre extérieur Dex, et un diamètre intérieur Dint. Leurs bords extérieurs présentent respectivement un premier filetage 108 et un second filetage 1 10. Elles présentent également respectivement une première face convexe 1 12 et une seconde face convexe 1 14. Et sur ces faces convexes, 1 12, 1 14 elles présentent une première bordure intérieure 1 16 et une seconde bordure intérieure 1 18.
Quant à l'écrou plat 30' il présente un taraudage 120 dont le diamètre est sensiblement supérieur au diamètre extérieur Dex des rondelles coniques 101 , 103. On observera également que le diamètre extérieur des outils coaxiaux
102, 104 formant couronne est sensiblement inférieur au diamètre extérieur Dex des rondelles coniques 101 , 103, et de surcroît, que le diamètre extérieur du poinçon de centrage 106 est sensiblement égal au diamètre intérieur Dint des rondelles, de manière à pouvoir être engagé à l'intérieur.
Ainsi, l'écrou plat 30' est interposé coaxialement entre les deux outils coaxiaux 102, 104, tandis que la première rondelle conique 101 est installée entre l'outil supérieur 102 et l'écrou plat 30' et la seconde rondelle coniques
103, entre l'outil inférieur 104 et l'écrou plat 30' de façon à ce que les rondelles coniques 100, 103 soient disposées, leurs faces convexes 1 12, 1 14 en regard à travers l'écrou plat 30'.
Pour maintenir les rondelles coniques 101 , 103 coaxialement, le poinçon de centrage 106 est alors engagé à travers elles et l'écrou plat 30', jusqu'à l'outil inférieur 104.
Ensuite, les première 1 16 et seconde 1 18 bordures intérieures viennent en contact l'une avec l'autre à travers l'écrou plat 30'. Les deux outils coaxiaux 102, 104 sont alors entraînés à force l'un vers l'autre de manière à déformer les rondelles coniques 101 , 103 jusqu'à les aplatir. Leurs bords extérieurs sont alors contigus et les premier 108 et second 1 10 filetages sont suffisamment proches et dans la continuité l'un de l'autre pour pouvoir ensuite visser ensemble les rondelles coniques 101 , 103 à l'intérieur de l'écrou plat 30'. Les rondelles coniques 101 , 103 se sont alors déformées élastiquement, et elles sont donc maintenues sous contrainte à l'intérieur de l'écrou plat 30'.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Ensemble à vis déformable destiné à venir exercer des efforts entre deux éléments (32, 34) dans deux sens opposés l'un de l'autre, ledit ensemble à vis comprenant, d'une part une pièce longitudinale (10) présentant deux extrémités opposées et une partie filetée (12 ; 42 ; 66) s'étendant entre lesdites deux extrémités opposées pour pourvoir être reliée par vissage à l'un desdits deux éléments (34), et d'autre part un organe élastiquement déformable (18, 20 ; 48 ; 82) destiné à être porté à l'état comprimé axialement entre l'une ou l'autre desdites deux extrémités opposées de ladite pièce longitudinale (10) et l'autre desdits deux éléments, tandis que ladite partie filetée (12 ; 42 ; 66) est sous contrainte axiale ;
caractérisé en ce que ledit organe élastiquement déformable (18, 20 ; 48 ; 82) comprend une rondelle élastique ;
et en ce que ledit ensemble à vis comprend en outre un dispositif de maintien (30 ; 54 ; 84) pour pouvoir maintenir en compression axiale ladite rondelle élastique (18, 20 ; 48 ; 82) et pour pouvoir relâcher ladite rondelle élastique dans ledit état comprimé entre ledit autre desdits deux éléments (32) et ladite une ou ladite autre desdites deux extrémités opposées de ladite pièce longitudinale.
2. Ensemble à vis selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit dispositif de maintien (30 ; 54) comprend une pièce taraudée, tandis que ladite rondelle élastique (18, 20 ; 48) présente un bord circulaire fileté (26, 28 ; 50, 52) pour pouvoir venir en prise à l'intérieur de ladite pièce taraudée (30 ; 54).
3. Ensemble à vis selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit organe élastiquement déformable comprend en outre une autre rondelle (18) présentant un autre bord fileté (26) pour pouvoir venir en prise à l'intérieur de ladite pièce taraudée (30), et en ce que ladite rondelle élastique (20) est apte à être maintenue en compression axiale contre ladite autre rondelle à l'intérieur de ladite pièce taraudée (30).
4. Ensemble à vis selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite autre rondelle (18) est une rondelle conique.
5. Ensemble à vis selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite rondelle élastique (48) présente une section radiale en U ouverte à l'opposée du centre de ladite rondelle élastique en formant deux bords circulaires parallèles (50, 52).
6. Ensemble à vis selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite une desdites deux extrémités présente une tête (14 ; 44 ; 92) formant un épaulement (16 ; 46 ; 93).
7. Ensemble à vis selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit organe élastiquement déformable (18, 20 ; 48) est apte à venir en appui contre ledit épaulement (16 ; 46).
8. Ensemble à vis selon la revendication 1 ou 2 ou 6 et 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit dispositif de maintien comprend une tige de commande (84) traversant axialement ladite partie filetée (66), ladite tige de commande (84) présentant une première extrémité (86) destinée à venir coopérer avec ladite autre desdites deux extrémités (68) de ladite partie filetée (66) pour pouvoir maintenir en compression axiale ledit organe élastiquement déformable (82).
9. Ensemble à vis selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite tige de commande (84) présente une seconde extrémité opposée à ladite première extrémité (86), ladite seconde extrémité étant destinée à coopérer avec ladite une desdites deux extrémités de ladite partie filetée entre une première position angulaire où ledit organe élastiquement déformable (82) est maintenu en compression axiale et une deuxième position angulaire où ledit organe élastiquement déformable (82) est relâché dans ledit état comprimé.
10. Ensemble à vis selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un écrou (36) apte à venir en prise avec ladite partie filetée (12) pour pouvoir venir en appui contre ledit un desdits deux éléments (34).
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