FR2583473A1

FR2583473A1 - Improved non-unscrewable nut

Info

Publication number: FR2583473A1
Application number: FR8509144A
Authority: FR
Inventors: Christian Roger Jacque Fauchet; Reynald Rene Lucien Rousselle
Original assignee: SAINT CHAMOND GRANAT ETS
Current assignee: SAINT CHAMOND GRANAT ETS
Priority date: 1985-06-17
Filing date: 1985-06-17
Publication date: 1986-12-19
Also published as: FR2583473B1

Abstract

Non-unscrewable nut, characterised in that it comprises, on its periphery, a certain number of longitudinal flutes 3 of semicircular cross-section intended to interact with drive balls carried by a suitable screwing tool, the said balls bringing about, at the end of screwing, the formation of a circular groove 10 by upsetting the metal situated between the flutes 3, which leads to a radial deformation of the internal threading of the nut 1 in the region of the said groove 10.

Description

Ecrou indesserrable perfectionné
La présente invention concerne un écrou indesserrable, c'est-à-dire un écrou présentant un couple résistant au desserrage.Improved unbreakable nut
The present invention relates to an indessible nut, that is to say a nut having a torque resistant to loosening.

On sait que la résistance mécanique des assemblages est considérablement améliorée par l'effet d'une précharge aussi élevée que possible introduite par la mise sous tension des éléments de fixation, constitués le plus souvent par des éléments filetés. Dans ce cas, la mise sous tension de la vis est assurée par le couple de vissage, qui peut être obtenu à l'aide d'une clé ou d'une visseuse du type dynamométrique. Toutefois, cette solution nécessite des étalonnages réguliers du matériel et c'est pourquoi on préfère maintenant utiliser des systèmes de fixation produisant par eux-mêmes le couple de vissage recherché. It is known that the mechanical resistance of the assemblies is considerably improved by the effect of as high a preload as possible introduced by the tensioning of the fastening elements, most often constituted by threaded elements. In this case, the tensioning of the screw is ensured by the tightening torque, which can be obtained using a wrench or a torque type screwdriver. However, this solution requires regular calibrations of the equipment and this is why it is now preferred to use fixing systems which produce the desired tightening torque by themselves.

On connaît ainsi des systèmes dans lesquels l'écrou comporte une partie d'entrainement qui est conçue pour se rompre lorsque l'on atteint un couple de vissage prédéterminé. De tels systèmes sont cependant relativement coûteux.Systems are thus known in which the nut comprises a drive part which is designed to break when a predetermined tightening torque is reached. Such systems are however relatively expensive.

Par ailleurs, l'indesserrabilité des systèmes filetés est couramment assurée par une déformation permanente de l'écrou qui produit un couple résistant par frottement sur la vis. Or, lorsque l'on recherche une précharge élevée et déterminée dans l'assemblage, ce couple résistant s'oppose au couple de vissage et introduit donc un facteur de dispersion préjudiciable dans la tension effective de la vis. Furthermore, the indesserrability of threaded systems is commonly ensured by a permanent deformation of the nut which produces a resistant torque by friction on the screw. However, when a high and determined preload is sought in the assembly, this resistant torque opposes the screwing torque and therefore introduces a detrimental dispersion factor in the effective tension of the screw.

La présente invention a pour but principal de remédier à ces inconvénients et, pour ce faire, elle a pour objet un écrou indesserrable qui se caractérise essentiellement en ce qutil comprend, sur sa périphérie, un certain nombre de cannelures longitudinales à section semi-circulaire destinées à coopérer avec des billes d'entraînement portées par un outil de vissage approprié, lesdites billes provoquant, en fin de vissage, la formation d'une gorge circulaire par refoulement du métal situé entre les cannelures, ce qui entraîne une déformation radiale du filetage intérieur de l'écrou au niveau de ladite gorge. The main object of the present invention is to remedy these drawbacks and, to do this, it relates to an inessrable nut which is essentially characterized in that it comprises, on its periphery, a certain number of longitudinal grooves with semi-circular section intended to cooperate with drive balls carried by an appropriate screwing tool, said balls causing, at the end of screwing, the formation of a circular groove by discharge of the metal located between the grooves, which causes a radial deformation of the internal thread of the nut at said groove.

Ainsi, le montage initial de l'écrou sur la vis se fait librement, dst-à-dire sans aucun couple résistant, et n'influe donc pas sur le couple de vissage final. De plus, on peut avec un même écrou obtenir des couples de vissage déterminés différents, selon que tout ou partie des cannelures sont entrai- nées par un nombre égal ou inférieur de billes de l'outil de vissage. Enfin, l'indesserrabilité de l'écrou est obtenue automatiquement en fin de vissage lors de la formation de la gorge circulaire. Thus, the initial mounting of the nut on the screw is done freely, that is to say without any resistive torque, and therefore does not influence the final tightening torque. In addition, it is possible with the same nut to obtain different determined screwing torques, depending on whether all or part of the splines are driven by an equal or lower number of balls of the screwing tool. Finally, the indesserrability of the nut is obtained automatically at the end of screwing during the formation of the circular groove.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'écrou a une forme extérieure conique, la profondeur des cannelures allant en augmentant vers l'em- base de l'écrou qui est pourvu du côté opposé d'un chambrage intérieur dont le diamètre est sensiblement supérieur à celui du sommet des filets de la vis associée. According to another characteristic of the invention, the nut has a conical external shape, the depth of the grooves going increasing towards the base of the nut which is provided on the opposite side with an internal recess whose diameter is significantly higher than that of the top of the threads of the associated screw.

De préférence également, l'écrou a une section conique au niveau des cannelures. Preferably also, the nut has a conical section at the level of the grooves.

On peut ainsi réaliser plusieurs vissages successifs avec des couples croissants, ce qui est particulièrement intéressant dans le cas d'assemblages susceptibles d'une importante relaxation après le premier montage, par exemple lorsqu'il s'agit de matériaux plastiques ou de tôles avec produits d'interposition. Un ou plusieurs vissages sont d'abord effectués au niveau du chambrage, ce qui ne provoque pas de freinage de l'écrou, tandis que le dernier vissage est effectué au-delà du chambrage, assurant ainsi l'indesserrabilité du sys terme. It is thus possible to carry out several successive screw connections with increasing torques, which is particularly advantageous in the case of assemblies capable of significant relaxation after the first assembly, for example in the case of plastic materials or sheets with products. of interposition. One or more screw connections are first carried out at the recess, which does not cause braking of the nut, while the last screw connection is carried out beyond the recess, thus ensuring the indesserrability of the sys term.

Plusieurs formes d'exécution de l'invention sont décrites ci-après à titre d'exemples, en référence au dessin annexé dans lequel
la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un écrou indesserrable conforme à l'invention
la figure 2 est une vue en bout de cet écrou
. la figure 3 est une vue en coupe axiale de l'outil de vissage correspo dant en position inactive
. la figure 4 est une vue en coupe axiale du même outil de vissage en position active
la figure 5 est une vue en coupe axiale de l'écrou en fin de vissage sur une vis
la figure 6 est une vue en coupe axiale d'une variante de réalisation de l'écrou selon l'invention
. la figure 7 est une vue en coupe axiale de cet écrou après un premier vissage sur une vis
la figure 8 est une vue en coupe axiale de l'écrou après un deuxième vissage ; et
la figure 9 est une vue en coupe axiale d'une autre variante de réalisation de l'écrou selon l'invention, permettant trois vissages successifs.Several embodiments of the invention are described below by way of examples, with reference to the accompanying drawing in which
Figure 1 is an axial sectional view of an inessrable nut according to the invention
Figure 2 is an end view of this nut
. Figure 3 is an axial sectional view of the corresponding screwing tool in the inactive position
. Figure 4 is an axial sectional view of the same screwing tool in the active position
Figure 5 is an axial sectional view of the nut at the end of screwing on a screw
Figure 6 is an axial sectional view of an alternative embodiment of the nut according to the invention
. Figure 7 is an axial sectional view of this nut after a first screwing on a screw
Figure 8 is an axial sectional view of the nut after a second screwing; and
Figure 9 is an axial sectional view of another alternative embodiment of the nut according to the invention, allowing three successive screwing.

L'écrou 1 représenté sur les figures 1 et 2 est pourvu d'une embase 2 et comporte sur sa périphérie un certain nombre de cannelures longitudinales 3 qui sont ici au nombre de six. Ces cannelures sont disposées selon des génératrices régulièrement espacées de la surface de l'écrou et ont une section semicirculaire. The nut 1 shown in Figures 1 and 2 is provided with a base 2 and has on its periphery a number of longitudinal grooves 3 which are here six in number. These grooves are arranged in generators regularly spaced from the surface of the nut and have a semicircular section.

L'outil de vissage correspondant, représenté sur les-figures 3 et 4, se compose essentiellement d'un canon télescopique 4 coulissant dans un fourreau 5. Dans le canon 4 sont disposées un certain nombre de billes 6 qui peuvent s'éclipser dans une gorge de dégagement 7 du fourreau lorsque l'outil se trouve en position de repos, comme représenté sur la figure 3. Sous l'effet d'un effort axial exercé sur l'outil, le canon télescopique 4 s'enfonce dans le fourreau 5 et provoque le déplacement radial des billes 6, comme représenté sur la figure 4. Lesdites billes peuvent alors venir en prise dans les cannelures 3 de l "écrou 1. The corresponding screwing tool, represented in FIGS. 3 and 4, essentially consists of a telescopic barrel 4 sliding in a sheath 5. In the barrel 4 are arranged a number of balls 6 which can slip out in a release groove 7 of the sheath when the tool is in the rest position, as shown in FIG. 3. Under the effect of an axial force exerted on the tool, the telescopic barrel 4 sinks into the sheath 5 and causes the radial displacement of the balls 6, as shown in FIG. 4. Said balls can then come into engagement in the grooves 3 of the nut 1.

La rotation de l'outil provoque ainsi le vissage libre de l'écrou 1 sur une vis telle que 8, jusqu'à ce que son embase 2 vienne au contact de la pièce à assembler 9, comme illustré sur la figure 5. Sous l'action d'un couple suffisant, les billes 6 provoquent alors la déformation plastique du métal constì-- tuant l'écrou et créent à sa surface une gorge circulaire 10. Simultanément, le déplacement du métal induit une déformation locale du filetage intérieur de l'écrou au niveau de la gorge 10, ce qui se traduit par un freinage efficace sur le filet correspondant de la vis 8, rendant ainsi le système indesserrable sans l'action d'un couple contraire beaucoup plus élevé. The rotation of the tool thus causes the free screwing of the nut 1 on a screw such as 8, until its base 2 comes into contact with the part to be assembled 9, as illustrated in FIG. 5. action of sufficient torque, the balls 6 then cause the plastic deformation of the metal constituting the nut and create on its surface a circular groove 10. Simultaneously, the movement of the metal induces a local deformation of the internal thread of the 'nut at the level of the groove 10, which results in effective braking on the corresponding thread of the screw 8, thus making the system inoperable without the action of a much higher opposite torque.

En relachant l'effort axial exerce sur l'outil de vissage, le fourreau 5 recule par rapport au canon 4 et les billes 6 peuvent s'éclipser dans la gorge 7 prévue à cet effet, ce qui permet de dégager facilement l'outil de l'écrou. By releasing the axial force exerted on the screwing tool, the sheath 5 moves back with respect to the barrel 4 and the balls 6 can slip away into the groove 7 provided for this purpose, which allows the tool to be easily released. the nut.

Le couple de vissage final est directement lié au couple nécessaire pour provoquer le début de déformation plastique du matériau de l'écrou. il est conditionné par
. la nature et les caractéristiques de résistance mécanique du matériau de l'écrou,
le volume de métal résistant à la pression des billes, fonction de la forme et des dimensions relatives des billes et des cannelures, ainsi que du nombre relatif de billes et de cannelures en contact.The final tightening torque is directly linked to the torque necessary to cause the start of plastic deformation of the nut material. it is conditioned by
. the nature and the mechanical strength characteristics of the nut material,
the volume of metal resistant to the pressure of the balls, a function of the shape and the relative dimensions of the balls and the grooves, as well as the relative number of balls and of the grooves in contact.

Ainsi, un même écrou présentant un nombre déterminé de cannelures peut être monté avec des couples différents selon que tout ou partie des cannelures sont entraînées par un nombre égal ou inférieur de billes dans l'outil de vissage
On notera en outre que l'écrou selon l'invention permet un auto-contrôle aisé de l'assemblage après montage. En effet, la vue d'une gorge circulaire et uniforme 10 sur l'écrou est la garantie qu'un couple correct a été appliqué et que le système est devenu indesserrable par auto-freinage.Thus, the same nut having a determined number of splines can be mounted with different torques depending on whether all or part of the splines are driven by an equal or less number of balls in the screwing tool
It will also be noted that the nut according to the invention allows easy self-checking of the assembly after assembly. Indeed, the view of a circular and uniform groove 10 on the nut is the guarantee that a correct torque has been applied and that the system has become inseparable by self-braking.

Dans la variante de réalisation représentée sur les figures 6 à 8, l'écu a une forme extérieure conique et a également une section conique au niveau des cannelures 3, la profondeur de ces cannelures allant en augmentant au fur et à mesure que l'on s'approche de l'embase 2. De plus, l'écrou est pourvu, du côté opposé à l'embase 2, d'un chambrage profond 11, dont le diamètre est sensiblement supérieur à celui du sommet des filets de la vis associée 8. In the alternative embodiment shown in Figures 6 to 8, the shield has a conical outer shape and also has a conical section at the grooves 3, the depth of these grooves increasing as and approaches the base 2. In addition, the nut is provided, on the side opposite to the base 2, with a deep recess 11, the diameter of which is substantially greater than that of the top of the threads of the associated screw. 8.

Les outils de vissage correspondants, non représentés ici, comportent une entrée conique adaptée à la forme de l'écrou et sont caractérisées par une position plus ou moins profonde des billes par rapport à la face avant de l'ou- til. The corresponding screwing tools, not shown here, have a conical inlet adapted to the shape of the nut and are characterized by a more or less deep position of the balls relative to the front face of the tool.

Un premier vissage est effectué à l'aide d'un outil dont les billes se situent dans un plan X comme représenté sur la figure 7, la déformation plastique de l'écrou intervenant sous un couple C1. La gorge circulaire 101 f6Fmée par les billes se trouve alors au niveau du chambrage 11 de l'écrou, de sorte qu'il nty a aucun freinage de celui-ci sur le sommet des filets de la vis 8. A first screwing is carried out using a tool, the balls of which lie in a plane X as shown in FIG. 7, the plastic deformation of the nut occurring under a torque C1. The circular groove 101 f6Fmée by the balls is then at the recess 11 of the nut, so that there is no braking thereof on the top of the threads of the screw 8.

Après relaxation de l'assemblage (par exemple, fluage et polymérisation d'un produit d'interposition, fluage d'un matériau plastique ou d'un matériau composite, etc.), un second vissage peut être effectué à l'aide d'un outil dont les billes se situent dans un plan F, comme représenté sur la figure 8. Du fait que d'une part la cannelure 3 présente en tune profondeur supérieure à celle en E, ce qui se traduit par un volume plus important de métal à déformer, et que d'autre part, le diamètre en fond de cannelure est supérieur en &commat; par rapport le couple C2 sous lequel s'effectue la déformation plastique du métal est supérieur au couple C1 du premier vissage, et permet d'assurer un resserrage efficace de l'assemblage.Par ailleurs, à la position t la gorge circulaire 102 formée par les billes sous l'action du couple C2 induit une déformation raidale du métal de l'écrou qui se situe au niveau des filetages intérieur de l'écrou et extérieur de la vis, provoquant ainsi un freinage efficace de l'un par rapport à l'autre. After relaxation of the assembly (for example, creep and polymerization of an interposition product, creep of a plastic material or of a composite material, etc.), a second screwing can be carried out using a tool, the balls of which lie in a plane F, as shown in FIG. 8. Because on the one hand the groove 3 has a depth greater than that at E, which results in a larger volume of metal to deform, and that on the other hand, the diameter at the bottom of the groove is greater in &commat; with respect to the torque C2 under which the plastic deformation of the metal takes place is greater than the torque C1 of the first screwing, and makes it possible to ensure effective tightening of the assembly. Furthermore, at position t the circular groove 102 formed by the balls under the action of the torque C2 induces a stiff deformation of the metal of the nut which is located at the threads inside the nut and outside of the screw, thus causing effective braking of one relative to the 'other.

Dans l'autre variante de réalisation représentée sur la figure 9, l'écrou
I est analogue à celui représenté sur les figures 6 à 8, mais comporte un chambrage encore plus profond 12. on peut ainsi réaliser deux vissages successifs dans les plans E et F, sans qu'il y ait auto-freinage. In the other alternative embodiment shown in FIG. 9, the nut
I is similar to that shown in FIGS. 6 to 8, but has an even deeper recess 12. it is thus possible to carry out two successive screw connections in the planes E and F, without there being self-braking.

Un troisième et dernier vissage peut alors être effectué dans un plan QG sous un couple C3 supérieur à C2, avec formation d'une gorge circulaire 103 qui provoque un auto-freinage final de l'écrou par déformation radiale de son filetage intérieur. A third and final screwing can then be carried out in a plane HQ under a torque C3 greater than C2, with the formation of a circular groove 103 which causes final self-braking of the nut by radial deformation of its internal thread.

L'auto-contrôle de tels écrous après montage est caractérisé par le nombre et la position des gorges circulaires telles que 101, t02 et 103 provoquées par les vissages successifs. The self-checking of such nuts after assembly is characterized by the number and the position of the circular grooves such as 101, t02 and 103 caused by the successive screwings.

Claims

1. Unbreakable nut, characterized in that it comprises, on its periphery, a number of longitudinal grooves (3) with semicircular section intended to cooperate with centering balls (6) carried by an appropriate screwing tool , said balls (6) causing, at the end of screwing, the formation of a circular groove (10) by discharge of the metal located between the grooves (3), which causes a radial deformation of the internal thread of the nut (1 ) at said groove (10).

2. Unbreakable nut according to claim 1, characterized in that it has a conical outer shape, the depth of the grooves (3) increasing towards the base (2) of the nut (1) which is provided on the side opposite of an internal recess (11, 12) whose diameter is substantially greater than that of the top of the threads of the associated screw (8).

3. Indessible nut according to claim 2, characterized in that it has a conical section at the level of the grooves (3).