FR2752889A1 - Vis a couple de serrage limite - Google Patents

Abstract

Cette vis à couple de serrage limité comporte, sur un même axe, une tige filetée, une tête (8) de desserrage et une tête de serrage ruptible (4). La tête ruptible (4) est reliée à la tige filetée par un corps (6) sur lequel est montée de manière pivotante une pièce distincte (8) constituant la tête permettant le desserrage. Une butée (16, 28), permettant l'entraînement du corps (6) de la tête ruptible lorsqu'un couple de desserrage est exercé sur la pièce distincte (8), et n'autorisant pas un tel entraînement lorsqu'un couple de serrage est exercé sur la pièce distincte (8) est prévue entre la pièce distincte (8) et le corps (6) de la tête ruptible.

Description

La présente invention concerne une vis à couple de serrage limité non réutilisable.

Dans le domaine électrique, beaucoup de connexions sont réalisées à l'aide de vis. Ces dernières servent par exemple à écraser un conducteur dénudé sur un support métallique ou bien à serrer un conducteur non-dénudé, c'est-à-dire muni sur toute sa longueur d'une gaine isolante, sur des dents métalliques de manière à perforer la gaine isolante.

Dans le cas de conducteurs électriques à perforation d'isolant, la qualité de la connexion est prépondérante et est donnée par la qualité du serrage couple, efficacité de serrage, etc. A chaque connexion correspond un couple idéal de serrage.

Il existe des vis de serrage, appelée couramment vis à tête fusible, permettant d'obtenir un couple de serrage prédéterminé, sans utilisation d'une clef dynamométrique. Une telle vis comporte, sur un même axe, une tige filetée, une première tête à section hexagonale, un col de section réduite et une seconde tête à section hexagonale. Le serrage s'effectue en agissant avec un outil approprié, une clef plate par exemple, sur la seconde tête. Lorsque le couple de serrage prédéterminé est atteint, le col se rompt, indiquant ainsi que le couple de serrage est atteint. La première tête à section hexagonale permet quant à elle un desserrage de la vis.

Une vis à tête fusible de ce type présente des inconvénients. Tout d'abord, elle peut être réutilisée.

Après un premier serrage au couple prédéterminé, il est possible en agissant sur la première tête de la vis de desserrer la vis mais aussi de la resserrer. Ce second serrage se fait sans pouvoir garantir que le couple de serrage a été atteint. Dans le domaine des connecteurs électriques, une norme française (norme C33-020 de
Juillet 1994) sur les connecteurs à perforation d'isolant précise que ces connecteurs, qui comportent généralement des vis à tête ruptible coopérant avec des dents métalliques, ne sont pas prévus pour être réutilisés quand ils sont déconnectés. En effet, après une perforation, les dents métalliques sont déformées par leur contact avec un conducteur. Elles ne peuvent alors plus être utilisées efficacement dans des conditions normales.

Rien n'empêche cependant une réutilisation de ces connecteurs. Sur le terrain, il arrive qu'un manipulateur démonte un connecteur à perforation d'isolant et le réutilise pour un nouveau branchement, bien que les têtes ruptibles ne soient plus présentes. Ce manipulateur ne respecte pas la norme en utilisant un connecteur dont les dents sont abîmées et en ne contrôlant pas le couple de serrage qu'il applique. La connexion s'en trouve affectée, le connecteur risque de s'échauffer et de provoquer un incident.

Un autre inconvénient des vis de serrage à tête fusible connues est que la vis peut être resserrée après un premier serrage, à un couple supérieur au couple prédéterminé. Il suffit en effet d'agir sur la première tête pour augmenter le couple de serrage. Pour dissuader un manipulateur de resserrer la vis, pour être par exemple bien sûr que la vis tienne, les deux têtes de la vis peuvent avoir un diamètre différent. Un deuxième outil est alors nécessaire pour le resserrage. Il est également connu de remplacer la première tête à section hexagonale, celle permettant le dévissage, par une tête cylindrique à section circulaire. Ainsi, pour le démontage, le manipulateur doit utiliser une pince multiprises.

La présente invention a pour but de pallier à ces inconvénients et de fournir une vis à couple de serrage limité, non réutilisable mais cependant démontable et empêchant d'obtenir un serrage supérieur au serrage prédéterminé.

A cet effet, elle propose une vis à couple de serrage limité comportant, sur un même axe, une tige filetée, une tête destinée à coopérer avec un outil pour permettre le desserrage de la vis et une tête de serrage ruptible, destinée à coopérer avec un outil pour permettre le serrage de la vis jusqu'à un couple prédéterminé, cette tête ruptible se désolidarisant de la vis une fois le couple de serrage prédéterminé atteint.

Selon l'invention, la tête ruptible est reliée à la tige filetée par un corps sur lequel est montée de manière pivotante une pièce distincte constituant la tête permettant le desserrage, et au moins une butée, permettant l'entraînement du corps de la tête ruptible lorsqu'un couple de desserrage est exercé sur la pièce distincte et n'autorisant pas un tel entraînement lorsqu'un couple de serrage est exercé sur la pièce distincte, est prévue entre la pièce distincte et le corps de la tête ruptible.

De cette manière, il est possible de serrer la vis jusqu'au couple de serrage prédéterminé en utilisant la tête ruptible. Une fois le couple atteint, la tête ruptible se rompt et ne peut donc plus servir. Seule reste la pièce distincte, configurée par exemple sous la forme d'un écrou sans taraudage. Cette pièce ne peut entraîner le corps de la tête ruptible que dans le sens d'un dévissage. Il n'est donc pas possible de serrer la vis audelà du couple maximum prédéterminé. De plus, si la vis est dévissée, il n'est plus possible de la revisser car la pièce distincte n'entraîne pas le corps en rotation dans le sens d'un vissage. La réutilisation est donc interdite.

Dans une première forme de réalisation, le corps de la tête ruptible est un corps cylindrique circulaire présentant un épaulement, et une butée, présentant d'une part une surface sensiblement parallèle à l'axe de la vis et comprise dans un plan passant par celui-ci et d'autre part une surface hélicoïdale, est réalisée au niveau de l'épaulement et coopère avec une contre-butée réalisée dans la tête de desserrage.

Lorsque l'écrou tourne dans le sens d'un dévissage la contre-butée rencontre la face radiale de la butée et entraîne donc le corps de la tête ruptible. Par contre, lorsque l'écrou tourne dans le sens d'un vissage, la contre-butée glisse sur la surface hélicoïdale et il n'y a donc pas d'entraînement possible.

Dans une seconde forme de réalisation, le corps de la tête ruptible est un corps cylindrique circulaire duquel s'écarte une languette, de telle sorte qu'une butée ménagée dans la tête de desserrage vienne en butée, lorsque la tête de desserrage est tournée dans le sens d'un dévissage, contre l'extrémité de la languette, et appuie élastiquement la languette contre le corps de la tête ruptible lorsque la tête de desserrage est tournée dans le sens d'un vissage.

Cette variante met en oeuvre des moyens de butées différents et pouvant être disposés différemment, tout en permettant de réaliser les fonctions du dispositif selon l'invention.

Dans une autre variante, la tête de desserrage comporte un logement cylindrique circulaire destiné à recevoir le corps de la tête ruptible, et une languette élastique s'écarte vers l'intérieur du logement de la tête de desserrage de telle sorte qu'une butée ménagée sur le corps de la tête ruptible face à la languette vienne en butée contre l'extrémité de la languette lorsque la tête de desserrage est tournée dans le sens d'un dévissage et appuie élastiquement la languette radialement vers l'extérieur lorsque la tête de desserrage est tournée dans le sens d'un vissage.

On retrouve ici les mêmes moyens que dans la variante précédente, mais disposés d'une autre manière.

La tête ruptible et son corps peuvent former un tout avec la tige filetée, mais dans une forme de réalisation préférée, la tête ruptible et son corps forment une pièce comportant un logement pour recevoir une tête d'une vis constituée d'une tête et d'une tige filetée. Cette pièce peut ensuite être fixée sur la tête de la vis, par exemple par collage.

Dans cette forme de réalisation, la tête ruptible et son corps sont réalisés avantageusement dans un matériau synthétique renforcé de fibres de verre. Ce matériau est de préférence un matériau facilement moulable. Dans une forme préférée de réalisation, la tête ruptible comporte un évidement intérieur, la taille de l'évidement définissant le couple de serrage maximal.

Ainsi, si la pièce est moulée, un même moule peut servir pour réaliser toute une gamme de têtes ruptibles correspondant à des couples de serrage différents en changeant simplement une broche à l'intérieur du moule.

Pour le maintient de la tête de desserrage sur le corps de la tête ruptible, une forme d'exécution prévoit une collerette élastique présentant des pattes élastiques destinée à être montée en force dans une gorge adaptée réalisée sur le corps de la tête ruptible, près de celleci.

Pour assurer un bon entraînement du corps de la tête ruptible au cours d'un dévissage, le nombre de butées entre la tête de desserrage et le corps de la tête ruptible est compris avantageusement entre 2 et 8.

De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemple non limitatif trois formes de réalisation préférentielles d'un dispositif selon l'invention.

Figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un dispositif selon l'invention, la représentation d'une vis ayant été omise pour plus de clarté,
Figure 2 est une vue en coupe longitudinale partielle du dispositif en position montée,
Figure 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne de coupe III-III de la figure 2,
Figures 4 et 5 sont des vues de dessus, partiellement en coupe, représentant deux autres formes d'exécution de l'invention.

La figure 1 représente un dispositif selon l'invention constitué de trois pièces distinctes : une première pièce 2 comportant une tête ruptible 4 et un corps 6 de tête ruptible, un écrou 8 ne présentant pas de taraudage et une collerette élastique 10. Cet ensemble forme, une fois monté sur une tête d'une vis classique (non représentée) comportant une tige filetée et une tête, une vis à couple de serrage limité non réutilisable.

La première pièce 2 est de forme générale cylindrique circulaire. La base de cette pièce constitue le corps 6 de la tête ruptible. Ce corps 6 présente une surface extérieure cylindrique circulaire. Du côté opposé à la tête ruptible 4, le corps 6 présente à l'intérieur un logement 12 destiné à recevoir la tête de la vis non représentée. Ce logement 12 est de forme cylindrique hexagonale. Sa hauteur et sa forme hexagonale correspondent à la forme de la tête de la vis qu'il est destiné à recevoir. La pièce 2 est destinée à être fixée sur la vis non représentée. Cette fixation peut s'effectuer soit en prévoyant, de par la dimension du logement 12, un montage en force de la pièce 2 sur la tête de la vis non représentée, soit par collage, soit par tout autre moyen équivalent.

Du côté de la tête ruptible 4, le corps 6 présente sur sa surface extérieure un épaulement 14. Ce dernier comporte deux flancs 16 se trouvant dans un plan passant par l'axe de la pièce, qui correspond aussi à l'axe de la vis non représentée, ainsi que deux surfaces hélicoïdales 18, chacune de ces surfaces hélicoïdales 18 s'étendant de la base d'un flanc 16 jusqu'au sommet de l'autre flanc 16.

Au-delà de l'épaulement 14, le corps 6 présente une surface extérieure cylindrique circulaire, comportant du côté de la tête ruptible 4 une gorge 20 destinée à recevoir la collerette 10.

La tête ruptible 4 est une tête présentant une surface extérieure cylindrique de section hexagonale. Elle est reliée à son corps 6 par un col 22 de diamètre moindre.

L'intérieur du corps 6 et de la tête ruptible 4 comporte, outre le logement 12 destiné à recevoir la tête de la vis non représentée, un évidement 24 sensiblement cylindrique de section quelconque. Le dimensionnement de cet évidement 24 permet de déterminer le couple de serrage qui provoque la rupture de la tête ruptible 4 de son corps 6. Cet évidement 24 peut déboucher dans le logement 12 tel que représenté sur la figure 1, mais il suffit qu'il soit situé au niveau du col 22, afin de fragiliser celui-ci.

La pièce 2 est réalisée en matière synthétique renforcée de fibres de verre. Avantageusement, cette pièce est moulée. Ainsi, il est possible de faire varier le couple de serrage maximal admis par la tête ruptible 4 en changeant simplement une broche dans le moule servant au moulage de la pièce. Un même moule permet donc de fabriquer des pièces 2 correspondant à toute une gamme de couple de serrage.

Bien entendu, la pièce 2 peut être réalisée dans un matériau différent et être obtenue par un procédé autre. Elle peut être par exemple en métal et être réalisée par usinage avec enlèvement de copeaux.

L'écrou 8 présente une forme extérieure connue d'un écrou classique. Sa surface intérieure n'est pas taraudée. Elle présente une forme complémentaire de la forme extérieure du corps 6 de tête ruptible. Ainsi on retrouve une surface cylindrique circulaire présentant un épaulement 26. Ce dernier présente deux flancs 28 et deux surfaces hélicoïdales 30.

Les surfaces extérieure du corps 6 et intérieure de l'écrou 8 sont telles que l'écrou 8 peut être entraîné en rotation autour du corps 6. Le jeu radial entre ces surfaces est faible.

Lorsque l'écrou 8 tourne dans le sens d'un dévissage, les flancs 16 du corps 6 viennent faire face aux flancs 28 de l'écrou. Ce dernier entraîne donc le corps 6.

Lorsque l'écrou 8 tourne dans le sens d'un vissage, les surfaces hélicoïdales 18 et 30 glissent l'une sur l'autre, provoquant un déplacement axial relatif entre l'écrou 8 et le corps 6, mais l'écrou 8 n'entraîne pas le corps 6.

La collerette 10 vient se loger dans la gorge 20 pour maintenir l'écrou 8 sur la pièce 2 (figure 2). Elle comporte des pattes élastiques 32 qui permettent d'assurer une précontrainte élastique sur l'écrou 8 en direction de la vis non représentée, de telle sorte que les surfaces hélicoïdales 18 et 30 soient toujours en contact. Ces pattes élastiques 32 permettent aussi d'absorber le déplacement axial se produisant lorsque l'écrou 8 est entraîné dans le sens d'un vissage.

Les figures 4 et 5 représentent des variantes d'exécution du dispositif représenté aux figures 1 à 3.

Ces variantes reprennent la même structure que le dispositif décrit ci-dessus, c'est-à-dire que l'on retrouve une pièce 2, un écrou 8 et une collerette 10. La forme générale de ces trois pièces est identique. La variante porte ici sur les moyens permettant l'entraînement en rotation ou le non entraînement en rotation du corps 6 de tête ruptible par l'écrou 8. Ces variantes proposent des moyens différents placés différemment.

Dans les deux variantes des figures 4 et 5, on ne retrouve plus les épaulements 14 et 26. Les surfaces interne de l'écrou 8 et externe du corps 6 de tête ruptible sont donc sensiblement cylindriques circulaires.

Dans la première variante, le corps 6 de tête ruptible comporte une languette élastique 34 découpée dans la paroi du corps 6 et une butée 36, faisant face à la languette 34 est ménagée de manière à faire saillie dans l'écrou 8.

La languette élastique 34 s'écarte du corps 6 de la tête ruptible en faisant un angle d'environ 15 avec la tangente. La butée 36 comporte quant à elle un flanc se situant dans un plan passant par l'axe de l'écrou et une face inclinée par rapport à la tangente reliant le sommet de la butée à la surface cylindrique intérieure de l'écrou.

La languette élastique 34 et la butée 36 sont orientées de telle sorte que le flanc de la butée 36 rencontre l'extrémité de la languette 34 lorsque l'écrou est tourné dans le sens d'un dévissage. Dans le sens d'un vissage, la butée 36 rencontre d'abord la base de la languette 34 et appuie celle-ci vers le corps 6 de tête ruptible.

La variante de la figure 5 comporte également une languette élastique 34 et une butée 36. Cependant, dans cette variante, la butée 36 se trouve sur le corps 6 de tête ruptible et la languette 34 se trouve sur la face intérieure de l'écrou 8. Le fonctionnement de ce dispositif est le même que pour la variante précédente et permet un entraînement du corps 6 de tête ruptible dans le sens d'un dévissage et ne permet pas un tel entraînement dans le sens d'un vissage.

Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux formes d'exécution décrites ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes.

Ainsi, par exemple, la pièce comprenant la tête ruptible et son corps n'est pas forcément une pièce distincte de la vis sur laquelle elle est destinée à être fixée. Cette pièce peut être surmoulée sur la tête d'une vis ou bien ne former qu'une seule pièce avec la tige filetée de la vis.

La présence d'une collerette n'est pas indispensable. I1 existe d'autre modes de montage à la portée de l'homme du métier permettant de monter de manière imperdable une pièce telle l'écrou sur une autre pièce telle le corps de tête ruptible. Une lèvre élastique réalisée sur le corps de tête ruptible, permettant l'emmanchement sur ce corps de l'écrou mais interdisant son retrait peut être envisagée.

Les profils de butée ou de contre-butée réalisés sur l'écrou, dans les exemples proposés comportent une face inclinée par rapport à la tangente ou bien une face hélicoïdale. Ils pourraient très bien présenter un profil différent et avoir par exemple deux flancs parallèles.

Les figures et la description ne font référence qu'à une ou deux butées par dispositif. De préférence, le nombre de butées est compris entre 2 et 8. Ainsi il est possible de bien transmettre le mouvement de dévissage au corps de tête ruptible. Lorsque le nombre de butées augmente, le couple de serrage (et donc aussi de desserrage) augmente. Cependant, dans le cas de la première variante, si le nombre de butées est trop grand, les surfaces hélicoïdales sont relativement raides et freinent le glissement, rendant ainsi le dispositif moins ergonomique.

Dans les exemples de réalisation décrits, l'entraînement en rotation de l'écrou ou de la tête ruptible se fait grâce à la section hexagonale de ces pièces. Le logement destiné à recevoir la tête de la vis non représentée est également de section hexagonale. Sans sortir du cadre de l'invention, il est possible d'utiliser toutes les autres formes connues permettant un entraînement en rotation : tête 12 pans, tête carrée, tête fendue pour tournevis plat ou cruciforme, etc. Une même vis selon l'invention peut utiliser plusieurs de ces solutions. Ainsi par exemple il est possible d'avoir une tête ruptible comportant une tête fendue pour tournevis cruciforme, un écrou 12 pans et un logement pour tête de vis hexagonal.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 - Vis à couple de serrage limité comportant, sur un même axe, une tige filetée, une tête (8) destinée à coopérer avec un outil pour permettre le desserrage de la vis et une tête de serrage ruptible (4), destinée à coopérer avec un outil pour permettre le serrage de la vis jusqu'à un couple prédéterminé, cette tête ruptible (4) se désolidarisant de la vis une fois le couple de serrage prédéterminé atteint, caractérisé en ce que la tête ruptible (4) est reliée à la tige filetée par un corps (6) sur lequel est montée de manière pivotante une pièce distincte (8) constituant la tête permettant le desserrage et en ce que au moins une butée (16,28 ; 34,36), permettant l'entraînement du corps (6) de la tête ruptible lorsqu'un couple de desserrage est exercé sur la pièce distincte (8) et n'autorisant pas un tel entraînement lorsqu'un couple de serrage est exercé sur la pièce distincte (8), est prévue entre la pièce distincte (8) et le corps (6) de la tête ruptible.

2 - Vis selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps (6) de la tête ruptible est un corps cylindrique circulaire présentant un épaulement (14) et en ce qu'une butée (16,18), présentant d'une part une surface (16) sensiblement parallèle à l'axe de la vis et comprise dans un plan passant par celui-ci et d'autre part une surface hélicoïdale (18), est réalisée au niveau de l'épaulement (14) et coopère avec une contre-butée (28,30) réalisée dans la tête de desserrage (8).

3 - Vis selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps (6) de la tête ruptible est un corps cylindrique circulaire duquel s'écarte une languette (34), de telle sorte qu'un butée (36) ménagée dans la tête de desserrage (8) vienne en butée, lorsque la tête de desserrage (8) est tournée dans le sens d'un dévissage, contre l'extrémité de la languette (34), et appuie élastiquement la languette (34) contre le corps (6) de la tête ruptible lorsque la tête de desserrage (8) est tournée dans le sens d'un vissage.

4 - Vis selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête de desserrage (8) comporte un logement cylindrique circulaire destiné à recevoir le corps (6) de la tête ruptible et en ce qu'une languette élastique (34) s'écarte vers l'intérieur du logement de la tête de desserrage de telle sorte qu'une butée (36) ménagée sur le corps (6) de la tête ruptible face à la languette (34) vienne en butée contre l'extrémité de la languette (34) lorsque la tête de desserrage (8) est tournée dans le sens d'un dévissage et appuie élastiquement la languette (34) radialement vers l'extérieur lorsque la tête de desserrage (8) est tournée dans le sens d'un vissage.

5 - Vis selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la tête ruptible (4) et son corps (6) forment une pièce (2) comportant un logement (12) pour recevoir une tête d'une vis constituée d'une tête et d'une tige filetée.

6 - Vis selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tête ruptible (4) et son corps (6) sont réalisés dans un matériau synthétique renforcé de fibres de verre.

7 - Vis selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la tête ruptible (4) comporte un évidement (24) intérieur, la taille de l'évidement (24) définissant le couple de serrage maximal.

8 - Vis selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la tête de desserrage (8) est maintenue sur le corps (6) de la tête ruptible grâce à une collerette élastique (10) présentant des pattes élastiques (32) destinée à être montée en force dans une gorge (20) adaptée réalisée sur le corps (6) de la tête ruptible, près de celle-ci.

9 - Vis selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le nombre de butées (16,28 ; 34,36) entre la tête de desserrage (8) et le corps (6) de la tête ruptible est compris entre 2 et 8.