PROCEDE ET DISPOSITIF POUR DETERMINER LE COUPLE DE RUINE D'UNE VIS La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour déterminer le couple de ruine d'une vis. The present invention relates to a method and a device for determining the failure torque of a screw.
On sait que de nombreux assemblages sont réalisés au moyen de vis. Pour assembler deux tôles entre elles ou pour serrer un équipement sur une tôle, on utilise des vis à tôle. Ces vis et en particulier les vis à tôle présentent un couple de ruine c'est-à-dire un couple de serrage engendrant la rupture soit de leur fût soit de leur tête ou de leur filetage. Cependant, la mesure du couple de ruine de telles vis est actuellement absente des essais de validation de ces vis, alors qu'il s'agit d'une caractéristique mécanique majeure de la vis. Dans le cas des vis à tôle, la mesure du couple de ruine est impossible à déterminer. En effet lorsqu'on applique un couple élevé à une vis à tôle, la vis ne se rompt pas car la tôle se déforme. II est possible de bloquer une vis à tôle dans un étau et de mesurer le couple de ruine de cette vis. It is known that many assemblies are made by means of screws. To assemble two sheets together or to tighten equipment on a sheet, sheet metal screws are used. These screws and in particular sheet metal screws have a torque of ruin that is to say a tightening torque causing the rupture of their barrel or their head or their thread. However, the measurement of the failure torque of such screws is currently absent in the validation tests of these screws, whereas it is a major mechanical characteristic of the screw. In the case of sheet metal screws, the measurement of the failure torque can not be determined. Indeed, when applying a high torque to a sheet metal screw, the screw does not break because the sheet is deformed. It is possible to lock a sheet metal screw in a vise and measure the torque of this screw ruin.
Cependant, le serrage de la vis dans l'étau induit des contraintes qui fragilisent la vis et faussent la mesure obtenue. Le document US 2003/0145657 décrit un appareil pour déterminer les valeurs de précontrainte appliquées sur les vis. Cet appareil permet de déterminer le couple de serrage, l'effort de frottement sur la tête et sur le filetage de la vis et l'effort de précharge appliqué sur la vis. Cependant, cet appareil ne permet pas de déterminer le couple de ruine d'une vis. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients exposés ci-dessus. However, the tightening of the screw in the vice induces stresses that weaken the screw and distort the measurement obtained. Document US 2003/0145657 describes an apparatus for determining the prestressing values applied to the screws. This device makes it possible to determine the tightening torque, the friction force on the head and the threading of the screw and the preload force applied to the screw. However, this device does not make it possible to determine the torque of ruin of a screw. The object of the present invention is to overcome the disadvantages described above.
Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à un procédé pour déterminer le couple de ruine d'une vis, caractérisé par les étapes suivantes : - on serre deux blocs en métal tendre et durcissable l'un vers l'autre, contre une vis pour réaliser dans chacun desdits blocs une empreinte de la partie filetée de ladite vis, - on durcit les deux blocs en métal, - on serre de nouveau les deux blocs en métal durci l'un contre l'autre pour mettre les deux empreintes en regard l'une de l'autre, - on visse la vis dans le filetage constitué par les deux empreintes jusqu'à ce que la tête de la vis vienne en butée contre les deux blocs et, - on détermine le couple de serrage de la vis engendrant la ruine de celle-ci. Ainsi, la vis dont on veut déterminer le couple de ruine est vissée dans un filetage réalisé entre les deux blocs, ce qui permet de mesurer avec précision son couple de ruine, c'est-à-dire sans que cette mesure soit faussée par une déformation de la pièce dans laquelle elle est vissée ou par une contrainte engendrée lorsqu'elle est serrée dans un étau. De préférence, les deux blocs en métal sont durcis par traitement thermique, ce qui est une opération facile à mettre en oeuvre. De préférence également, avant de réaliser l'empreinte de la vis, on crée sur chacun des deux blocs serrés l'un contre l'autre un logement cylindrique pour recevoir la partie filetée de la vis, ayant un diamètre inférieur au diamètre extérieur de ladite partie filetée. A titre d'exemple, ledit logement peut avoir un diamètre inférieur d'environ deux dixièmes de mm au diamètre extérieur de la partie filetée de la vis. This object is achieved, according to the invention, by means of a method for determining the torque of ruin of a screw, characterized by the following steps: - two blocks of soft and hardenable metal are clamped towards each other, against a screw for producing in each of said blocks an impression of the threaded portion of said screw, - the two metal blocks are hardened, - the two hardened metal blocks are tightened again against each other to put the two prints next to each other, - the screw is screwed into the thread formed by the two cavities until the head of the screw abuts against the two blocks and, - the tightening torque of the screw causing the ruin of it. Thus, the screw whose want of torque is to be determined is screwed into a thread formed between the two blocks, which makes it possible to accurately measure its failure torque, that is to say without this measurement being distorted by a deformation of the part in which it is screwed or by a constraint generated when it is clamped in a vice. Preferably, the two metal blocks are cured by heat treatment, which is an easy operation to implement. Also preferably, before making the impression of the screw is created on each of the two blocks tight against each other a cylindrical housing for receiving the threaded portion of the screw, having a diameter smaller than the outer diameter of said threaded part. For example, said housing may have a diameter of about two tenths of a mm less than the outside diameter of the threaded part of the screw.
Ledit logement peut être réalisé par un perçage centré suivant un axe situé dans le plan de jonction des deux blocs serrés l'un contre l'autre. Les deux blocs en métal peuvent être serrés l'un contre l'autre au moyen d'un étau. Selon un autre aspect, l'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. De préférence, ce dispositif comprend deux blocs en métal tendre, l'un de ces deux blocs comprenant deux tiges faisant saillie sur une face plane de ce bloc, et pouvant s'engager dans des alésages complémentaires réalisés sur une face plane de l'autre bloc, de façon que la face plane de l'un des blocs puisse s'appliquer jointivement sur la face plane de l'autre bloc, un alésage centré sur le plan de jonction entre les deux blocs étant réalisé sur ceux-ci pour recevoir la partie filetée de la vis dont on veut déterminer le couple de ruine, cet alésage ayant un diamètre légèrement inférieur à celui de ladite partie filetée. Les deux blocs en métal peuvent être parallélépipédiques. De préférence, les deux blocs sont en acier doux que l'on peut facilement durcir par traitement thermique. De préférence, le dispositif comprend en outre un étau pour serrer les deux blocs en métal l'un contre l'autre. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore tout au long de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples, non limitatifs : - la figure 1 est une vue en perspective montrant les deux blocs en métal du dispositif selon l'invention disposés l'un contre l'autre, - la figure 2 est une vue en coupe suivant le plan II-II de la figure 1, - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 montrant l'étape de réalisation d'une empreinte de la vis à tester dans les deux blocs en métal, - la figure 4 est une autre vue en perspective des deux blocs en métal séparés l'un de l'autre montrant l'empreinte de la vis, - la figure 5 est une autre vue en perspective des deux blocs en métal disposés l'un contre l'autre, montant l'étape de vissage de la vis dans le filetage réalisé dans les deux blocs, - la figure 6 est une vue analogue à la figure 5 montrant la position finale de la vis dans laquelle le couple de ruine de celle-ci est déterminé. Comme montré par les figures 1 à 6, le procédé pour déterminer le couple de ruine d'une vis en particulier d'une vis à tôle 1, comprend les étapes principales suivantes. On serre (voir figure 3) deux blocs 2, 3 en métal tendre et durcissable l'un vers l'autre contre une vis 1 pour réaliser dans chacun des blocs 2, 3 une empreinte 4, 5 de la partie filetée 1 a de la vis 1 (voir figure 4), On durcit ensuite les deux blocs 2, 3 en métal au moyen d'un traitement thermique approprié. Said housing can be achieved by a bore centered along an axis located in the junction plane of the two blocks tight against each other. The two metal blocks can be clamped against each other by means of a vise. According to another aspect, the invention also relates to a device for implementing the method according to the invention. Preferably, this device comprises two blocks made of soft metal, one of these two blocks comprising two rods projecting on a flat face of this block, and being able to engage in complementary bores made on one flat face of the other block, so that the plane face of one of the blocks can be applied contiguously on the flat face of the other block, a bore centered on the junction plane between the two blocks being formed thereon to receive the threaded part of the screw whose torque of ruin is to be determined, this bore having a diameter slightly smaller than that of said threaded portion. The two metal blocks can be parallelepipedic. Preferably, the two blocks are made of mild steel which can be hardened by heat treatment. Preferably, the device further comprises a vice for clamping the two metal blocks together. Other features and advantages of the invention will become apparent throughout the description below. In the accompanying drawings, given by way of nonlimiting example: FIG. 1 is a perspective view showing the two metal blocks of the device according to the invention arranged one against the other, FIG. sectional view along the plane II-II of Figure 1, - Figure 3 is a view similar to Figure 2 showing the step of making an impression of the screw to be tested in the two metal blocks, - the FIG. 4 is another perspective view of the two metal blocks separated from each other showing the impression of the screw; FIG. 5 is another perspective view of the two metal blocks arranged against each other; other, mounting the step of screwing the screw in the threading made in the two blocks, - Figure 6 is a view similar to Figure 5 showing the final position of the screw in which the torque of ruin thereof is determined. As shown in FIGS. 1 to 6, the method for determining the failure torque of a screw, in particular of a sheet metal screw 1, comprises the following main steps. Two blocks 2, 3 made of soft metal and hardenable towards one another against a screw 1 are tightened (see FIG. 3) to form in each of the blocks 2, 3 an impression 4, 5 of the threaded part 1 a of the screw 1 (see Figure 4), Then the two metal blocks 2, 3 are hardened by means of a suitable heat treatment.
Dans une étape suivante (voir figure 5), on serre de nouveau les deux blocs 2, 3 en métal durci, l'un contre l'autre, pour mettre les deux empreintes 4, 5 en regard l'une de l'autre et on visse la vis 1 dans le filetage constitué par les deux empreintes 4, 5 jusqu'à ce que la tête de la vis 1 vienne en butée contre les deux blocs 2, 3, comme montré par la figure 6. On détermine dans cette position le couple de serrage de la vis 1 engendrant la ruine de celle-ci, c'est-à-dire généralement la rupture de cette vis 1. Le couple de ruine de la vis 1 peut être déterminé au moyen d'une clef dynamométrique en augmentant progressivement le couple de serrage appliqué sur la vis 1 ou par un appareil plus sophistiqué, connu de l'homme du métier. Avant de réaliser l'empreinte de la vis 1, on crée sur chacun des deux blocs 2, 3 serrés l'un contre l'autre (voir figures 1 et 2) un logement cylindrique 6 pour recevoir la partie filetée 1 a de la vis 1. Ce logement 6 a un diamètre légèrement inférieur au diamètre extérieur de la partie filetée 1 a. Ce logement 6 a de préférence un diamètre inférieur d'environ deux dixièmes de mm au diamètre extérieur de la partie filetée 1 a de la vis 1. Le logement cylindrique 6 peut être réalisé en effectuant un perçage centré suivant un axe situé dans le plan P de jonction des deux blocs 2, 3 serrés l'un contre l'autre, comme montré par les figures 1 et 2. Les deux blocs 2, 3 peuvent être serrés l'un vers l'autre comme montré par les flèches F des figures 2, 3 au moyen d'un étau dont les mors sont appliqués contre les faces opposées 2a, 3a des deux blocs 2, 3. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention comprend les deux blocs 2, 3 en métal tendre. L'un 2 de ces deux blocs comprend (voir figure 4) deux tiges 7, 8 faisant saillie sur une face plane 2b de ce bloc et pouvant s'engager (voir figures 1, 5 et 6) dans des alésages complémentaires 9, 10 réalisés sur une face plane 3b de l'autre bloc 3, de façon que la face plane 2b du bloc 2 puisse s'appliquer jointivement sur la face plane 3b du bloc 3. Les deux blocs 2, 3 comportent un alésage 6 centré sur le plan de jonction P entre les deux blocs 2, 3 adapté pour recevoir la partie filetée 1 a de la vis 1 dont on veut déterminer le couple de ruine. In a next step (see FIG. 5), the two blocks 2, 3 of hardened metal are pressed together again to put the two cavities 4, 5 opposite one another and the screw 1 is screwed into the thread formed by the two cavities 4, 5 until the head of the screw 1 comes into abutment against the two blocks 2, 3, as shown in FIG. the tightening torque of the screw 1 causing the ruin thereof, that is to say generally the rupture of this screw 1. The torque of ruin of the screw 1 can be determined by means of a torque wrench in gradually increasing the tightening torque applied to the screw 1 or by a more sophisticated device known to those skilled in the art. Before making the impression of the screw 1, one creates on each of the two blocks 2, 3 tight against each other (see Figures 1 and 2) a cylindrical housing 6 to receive the threaded portion 1a of the screw 1. This housing 6 has a diameter slightly less than the outer diameter of the threaded portion 1a. This housing 6 preferably has a diameter of about two tenths of a mm smaller than the outside diameter of the threaded portion 1a of the screw 1. The cylindrical housing 6 can be made by performing a drilling centered along an axis located in the plane P joining the two blocks 2, 3 tight against each other, as shown in Figures 1 and 2. The two blocks 2, 3 can be clamped towards each other as shown by the arrows F in the figures 2, 3 by means of a vise whose jaws are applied against the opposite faces 2a, 3a of the two blocks 2, 3. The device for carrying out the method according to the invention comprises the two metal blocks 2, 3 tender. One of these two blocks comprises (see FIG. 4) two rods 7, 8 protruding from a flat face 2b of this block and being able to engage (see FIGS. 1, 5 and 6) in complementary bores 9, 10 made on a flat face 3b of the other block 3, so that the flat face 2b of the block 2 can be applied contiguously on the flat face 3b of the block 3. The two blocks 2, 3 comprise a bore 6 centered on the plane of junction P between the two blocks 2, 3 adapted to receive the threaded portion 1a of the screw 1 which one wants to determine the torque of ruin.
Cet alésage 6 a un diamètre légèrement inférieur à celui de la partie filetée la de la vis 1. Dans l'exemple représenté, les deux blocs 2, 3 en métal sont parallélépipédiques et sont en acier doux, tel que de l'acier XC 48. This bore 6 has a diameter slightly less than that of the threaded portion 1a of the screw 1. In the example shown, the two metal blocks 2, 3 are parallelepipedal and are made of mild steel, such as XC steel 48 .
Cet acier est suffisamment doux pour que lors du serrage des deux blocs 2, 3 entre les mors d'un étau, le filetage de la vis 1, engagé dans le logement 6, comme montré sur la figure 3, puisse pénétrer dans l'acier doux et créer les deux empreintes symétriques 4, 5 montrées sur la figure 4. Le durcissement de l'acier doux des deux blocs 2, 3 peut être réalisé dans un four à une température suffisante pour modifier la structure crystalline de l'acier permet ensuite de visser la vis 1 dans le filetage constitué par la jonction des deux empreintes 4, 5 sans risque de foirage de ce filetage sous l'effet des contraintes exercées par la vis 1 lors du couple de serrage appliqué sur celle-ci. En effet, il est important que le filetage réalisé dans les deux blocs 2, 3 soit suffisamment résistant pour pouvoir mesurer effectivement le couple de ruine de la vis 1 et non celui de la ruine de ce filetage. Avant cette mesure, une rondelle épaisse ou un écrou 11 (voir figure 6) peut être disposé sous la tête de la vis 1 pour constituer une butée de fin de course de vissage. This steel is sufficiently soft that during the clamping of the two blocks 2, 3 between the jaws of a vise, the thread of the screw 1, engaged in the housing 6, as shown in FIG. 3, can penetrate into the steel soft and create the two symmetrical fingerprints 4, 5 shown in Figure 4. The hardening of the mild steel of the two blocks 2, 3 can be achieved in an oven at a temperature sufficient to modify the crystalline structure of the steel then allows to screw the screw 1 in the thread formed by the junction of the two cavities 4, 5 without risk of splitting of this thread under the effect of the stresses exerted by the screw 1 at the tightening torque applied thereto. Indeed, it is important that the threading made in the two blocks 2, 3 is sufficiently strong to be able to effectively measure the torque of ruin of the screw 1 and not that of the ruin of this thread. Before this measurement, a thick washer or a nut 11 (see FIG. 6) may be placed under the head of the screw 1 to form a screw end stop.