FR3067768A1 - Fixation a verrouillage positif - Google Patents

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FR3067768A1
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Mohamed Abou Halima
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    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

L'invention concerne une fixation à verrouillage positif comportant : - une vis (1) présentant une cavité (110) au niveau d'une portion filetée (11) ; - un écrou (2) présentant une portion de serrage (21) ; - un premier capuchon (3) ; - un second capuchon (4) ; - une goupille (5). Le premier capuchon (3) est adapté pour être inséré dans la cavité (110) de la portion filetée. Le second capuchon (4) présente une portion de verrouillage (402) destinée à s'engrener avec le premier capuchon (3) et une portion de blocage (401) destinée à s'engrener avec une portion de serrage (21) de l'écrou (2). La portion de verrouillage (402) dudit second capuchon comporte des ouvertures (4020) adaptées pour permettre l'insertion de la goupille (5) dans lesdites ouvertures pour maintenir entre eux le premier capuchon (3) et le second capuchon (4). L'invention concerne également une méthode de mise en œuvre de la fixation selon l'invention.

Description

FIXATION A VERROUILLAGE POSITIF
DOMAINE TECHNIQUE
L’invention appartient au domaine des fixations mécaniques.
Plus particulièrement, l’invention appartient au domaine des fixations mécaniques à verrouillage positif.
ETAT DE L’ART
Un problème soulevé par le mode de fixation d’un ensemble structurel par fixations filetées est celui du desserrage en utilisation, généralement conséquence des vibrations. Des dispositifs de verrouillage positif sont mis en œuvre pour résoudre ce problème.
Il est connu d’utiliser des fils frein pour éviter le desserrage des fixations par vibrations. Un inconvénient de tels fils est qu’ils ne limitent pas suffisamment le relâchement des fixations.
La demande de brevet européen EP 2 044 342 décrit un système de fixation à verrouillage positif comprenant une vis, un écrou, un membre de verrouillage avec une saillie filetée et un membre de couplage. La vis comprend un filetage extérieur et une cavité débouchante comprenant un taraudage adapté pour recevoir la saillie filetée du membre de verrouillage. Lors de l’assemblage de la fixation, l’écrou est vissé sur le filetage de la vis, la saillie filetée du membre de verrouillage est engagée dans la cavité taraudée de la vis jusqu’à ce que le membre de verrouillage soit en appui sur l’écrou.. Le membre de couplage est ensuite mis en place sur le membre de verrouillage et l’écrou pour s’assurer de l’absence de rotation relative de ces éléments.
Le profil du membre de verrouillage et de l’écrou sont tels qu’il n’est pas toujours possible de mettre le membre de couplage en place sans ajuster le serrage du membre de verrouillage, afin d’aligner les profils externes du membre de verrouillage et de l’écrou.
Un inconvénient de ce système est qu’un tel ajustement entraîne de fait un serrage excessif ou au contraire insuffisant du membre de verrouillage, au risque d’occasionner par exemple des déformations de la fixation ou d’entraîner en utilisation un desserrage moins bien contrôlé de la fixation.
L’assemblage de la fixation n’est donc pas toujours possible de manière optimale quelle que soit la position de l’écrou après mise en œuvre sur la vis et nécessite en général une opération d’ajustement du serrage de l’écrou.
La demande de brevet japonais JP 3629486 décrit une fixation à verrouillage positif comprenant une vis, un écrou et un capuchon. Le capuchon comporte une partie inférieure à section polygonale étoilée présentant M sommets adaptée pour s’engager sur l’écrou, et une partie supérieure adaptée pour s’engager sur une partie d’engagement de la vis à section polygonale étoilée présentant N sommets. Un jeu angulaire prévu entre la partie inférieure et l’écrou et un jeu angulaire prévu entre la partie supérieure et la partie d’engagement de la vis permettent d’engager le capuchon sur la vis et l’écrou pour un nombre de positions du capuchon donné par le plus grand diviseur commun de M et N. La somme des jeux angulaires est donnée par un rapport entre 180° et le plus petit commun multiple de M et N.
Afin de limiter le desserrage de la fixation présentée, il convient d’avoir des jeux angulaires les plus petits possible, donc un plus petit commun multiple de M et N aussi grand que possible. En conséquence, cette fixation est particulièrement adaptée pour des ensembles vis/écrou permettant d’obtenir un plus grand commun diviseur aussi petit que possible.
Un inconvénient de cette invention est donc que le capuchon ne peut s’engager à la fois sur la vis et l’écrou dès le premier essai que dans un nombre de positions restreint, dépendant des valeurs de M et N. Il faut donc enlever le capuchon et le déformer plastiquement, puis l’engager de nouveau sur la vis et l’écrou.
Par ailleurs, le nombre de positions du capuchon permettant son engagement sur la fixation doit être limité sous peine d’accroître la possibilité de desserrage de la fixation.
Un autre inconvénient de la fixation décrite est qu’elle ne peut être utilisée qu’un nombre limité de fois, environ deux ou trois, du fait du sertissage du capuchon dans la gorge de l’écrou, et du démontage par un arrache-moyeu qui endommage nécessairement le capuchon.
EXPOSE DE L’INVENTION
L’invention se propose de résoudre les problèmes de l’art antérieur.
L’invention concerne un dispositif de verrouillage positif destiné à limiter le desserrage d’un écrou installé sur une vis, ladite vis s’étendant selon un axe longitudinal, ledit écrou présentant une portion de serrage de période angulaire Θ, ledit dispositif de verrouillage comportant un premier capuchon et un second capuchon. Selon l’invention :
le premier capuchon, présentant un axe principal sensiblement confondu avec l’axe longitudinal lorsque le dispositif est en place, comporte :
• des moyens de centrage et d’immobilisation en rotation destinés à coopérer avec une extrémité libre de la vis ;
• des moyens de blocage en translation axiale destinés à coopérer avec un filet de la vis, et une surface extérieure cylindrique de directrice parallèle à l’axe longitudinal ;
le second capuchon, présentant un axe principal sensiblement confondu avec l’axe longitudinal lorsque le dispositif est en place, est adapté pour coopérer avec l’écrou et s’engrener avec le premier capuchon, et en ce que ledit second capuchon comporte :
• une portion de blocage à une première extrémité, une surface interne de ladite portion de blocage présentant dans un plan perpendiculaire à l’axe principal dudit second capuchon un profil interne de période angulaire Θ/k, où k est un entier naturel non nul, autour de l’axe principal dudit corps, des dimensions du profil étant adaptées pour permettre la mise en place de la portion de blocage sur la portion de serrage de l’écrou, et, lorsque ladite portion de serrage est introduite dans ladite portion de blocage, autoriser un mouvement de rotation relatif dudit écrou par rapport à ladite portion de blocage, autour de l’axe longitudinal, d’amplitude angulaire 0/2k ;
• une portion de verrouillage à une seconde extrémité présentant un ensemble d’ouvertures traversant ladite portion de verrouillage et destinées à recevoir une goupille ;
lesdites portion de blocage et de verrouillage étant solidaires et fixes entre elles ;
une surface interne de la portion de verrouillage du second capuchon et la surface extérieure du premier capuchon étant adaptées pour s’engrener entre elles avec un pas angulaire 0/2k.
Dans une forme de réalisation, la surface extérieure du premier capuchon présente au moins une languette, et la surface interne de la portion de verrouillage du second capuchon présente un ensemble de cannelures, adaptées pour recevoir l’au moins une languette du premier capuchon.
Dans une forme de réalisation, la surface interne de la portion de verrouillage du second capuchon présente au moins une languette, et la surface extérieure du premier capuchon présente un ensemble de cannelures adaptées pour recevoir l’au moins une languette.
Dans une forme de réalisation, la surface extérieure du premier capuchon et la surface interne de la portion de verrouillage présentent toutes deux un ensemble de cannelures, séparées d’un pas angulaire 0/2k.
Dans une forme de réalisation, k est égal à 1.
Dans une forme de réalisation, :
le premier capuchon comporte un plateau sensiblement perpendiculaire à l’axe principal dudit premier capuchon ;
les moyens de centrage et d’immobilisation du premier capuchon comportent un pilier central de forme sensiblement cylindrique à section non circulaire, ledit pilier central s’étendant depuis une zone centrale de la face inférieure du plateau selon la direction donnée par l’axe principal du premier capuchon ;
les moyens de blocage en translation axiale dudit premier capuchon comportent au moins un pied s’étendant selon une direction de l’axe principal depuis la face inférieure du plateau, ledit au moins pied comprenant une griffe s’étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe principal depuis l’au moins un pied vers ledit pilier central, ledit au moins un pied étant fait d’un matériau élastique pour permettre l’emboîtement de l’au moins un pied dans un filet de la vis.
Dans une forme de réalisation, le premier capuchon comporte quatre pieds.
Dans une forme de réalisation, le pilier central a une forme cylindrique à section polygonale.
Dans une forme de réalisation, les ouvertures sont des encoches.
Dans une forme de réalisation, les ouvertures sont des trous oblongs.
L’invention concerne également une fixation à verrouillage positif comportant :
une vis présentant un axe longitudinal et comportant à une première extrémité une tête et à une seconde extrémité libre une portion filetée comportant une cavité débouchant sur ladite seconde extrémité libre de la vis ;
un écrou destiné à être mis en place sur la vis, ledit écrou comportant une portion de serrage dont une surface externe définit dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal un profil de période angulaire Θ ;
ladite fixation étant caractérisée en ce qu’elle comporte en outre :
un dispositif de verrouillage positif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dont les moyens de centrage et d’immobilisation du premier capuchon coopèrent avec la cavité pour immobiliser ledit premier capuchon en rotation par rapport à la vis, dont les moyens de blocage en translation axiale coopèrent avec un filet de ladite vis pour immobiliser ledit premier capuchon en translation axiale par rapport à ladite vis, une dimension radiale du profil étant adaptée pour permettre l’insertion de la portion de serrage dans la portion de blocage ;
une goupille destinée à être insérée dans les ouvertures du second capuchon de sorte à maintenir entre eux le premier capuchon et le second capuchon.
Dans une forme de réalisation :
une surface intérieure de la cavité forme une empreinte complémentaire du pilier central de sorte que ledit pilier central est adapté pour être inséré dans ladite cavité ;
les griffes du premier capuchon sont emboîtées dans le filet de la vis.
Dans une forme de réalisation :
l’écrou définit un profil étoilé à douze sommets de période angulaire 30° ;
la surface extérieure du premier capuchon consiste en vingt-quatre languettes séparées par un pas angulaire de 15°.
L’invention concerne également une méthode pour la mise en œuvre d’une fixation selon l’invention. La méthode selon l’invention comporte les étapes suivantes :
insertion de la vis dans un trou pratiqué au préalable dans un ensemble structurel constitué d’éléments de structure à maintenir ensemble ;
mise en place de l’écrou sur la vis par application d’un couple de serrage ;
mise en place du premier capuchon sur la vis ; mise en place du second capuchon ;
si le second capuchon s’engrène avec le premier capuchon mais ne coopère pas avec la portion de serrage de l’écrou, retrait dudit second capuchon suivant la direction de l’axe longitudinal, rotation directe ou indirecte dudit second capuchon autour dudit axe longitudinal, d’un angle égal à 0/2k, puis remise en place dudit second capuchon, cette étape étant répétée, toujours dans le même sens de rotation, jusqu’à engagement du second capuchon sur la portion de serrage dudit écrou ;
insertion de la goupille dans les ouvertures.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu’à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
La figure 1a représente une vue isométrique d’une fixation à verrouillage positif selon l’invention, maintenant un ensemble structurel, dans un exemple de réalisation de l’invention.
La figure 1b représente une vue isométrique avec coupe selon le plan (OYZ) du dispositif de verrouillage dans l’exemple de réalisation de la figure 1a.
La figure 2 représente une vue en coupe de la fixation selon l’invention dans un plan horizontal coupant la portion de serrage de l’écrou, dans l’exemple de réalisation de la figure 1 A.
La figure 3 représente une vue isométrique du premier capuchon selon l’invention.
La figure 4 représente une vue isométrique du second capuchon selon l’invention.
Les figures 5a et 5b représentent deux vues en section de la fixation selon l’invention dans un plan horizontal coupant la portion de serrage de l’écrou et la portion de blocage du second capuchon, dans deux configurations différentes.
La figure 6a représente deux vues en section de la fixation selon l’invention dans un plan horizontal coupant la portion de blocage du second capuchon.
La figure 6b représente deux vues en section de la fixation selon l’invention dans un plan horizontal coupant la portion de verrouillage du second capuchon.
La figure 4 représente une vue isométrique du second capuchon selon l’invention, dans une forme de réalisation dans laquelle les ouvertures sont des encoches.
Les figures sont des schémas de principe proposés pour une bonne compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l’échelle.
DESCRIPTION DETAILLEE
Dans la description, les termes « inférieur >>, « supérieur >>, « horizontal >> et « vertical >> doivent être interprétés en référence à la configuration des éléments sur les dessins et au repère orthonormé (O ;X ;Y ;Z) associé dont l’axe (OZ) correspond à la direction d’un axe longitudinal de la fixation.
Une direction « verticale >> est donnée par la direction de l’axe (OZ). Un axe quelconque du plan (OXY) présente donc une direction « horizontale >>.
Une partie « inférieure >> d’un élément, respectivement une partie « supérieure », doit être comprise comme étant une partie dont les points constitutifs ont des cotes z inférieures, respectivement supérieures, à celles des points constitutifs d’une partie « supérieure >>, respectivement « inférieure >> du même élément.
En référence aux figures 1a et 1b, une fixation à verrouillage positif selon l’invention comporte :
une fixation, comportant une vis 1 et un écrou 2, maintient fixés entre eux deux éléments de structure formant un ensemble structurel 6 ;
un premier capuchon 3 ; un second capuchon 4 ; une goupille 5.
La vis 1 s’étend selon un axe longitudinal Δ et présente à une première extrémité une tête 10 et à une seconde extrémité une portion filetée 11. La portion filetée 11 présente une cavité 110 s’étendant axialement et débouchant sur la seconde extrémité.
Lorsque la vis 1 est installée, l’écrou 2 est vissé sur la portion filetée 11 de ladite vis avec application d’un couple nominal de serrage, de sorte que les éléments de structure de l’ensemble structurel 6 sont maintenus entre eux par la l’écrou 2 et la vis 1 avec la force de pré-tension voulue.
L’écrou 2 comporte une base 20, en contact avec l’ensemble structurel 6, et une portion de serrage 21 permettant l’application du couple de serrage, par exemple au moyen d’un outil comportant une douille de forme complémentaire de ladite portion de serrage.
En référence à la figure 2, la portion de serrage 21 d’un écrou à douze pans présente une face externe définissant, dans un plan horizontal, un profil P en forme d’étoile à douze sommets, représenté en trait plein épais sur la figure, ledit profil présentant ainsi une période angulaire Θ de 30° autour d’un axe sensiblement confondu avec l’axe longitudinal Δ lorsque l’écrou 2 est mis en place.
En référence aux figures 1B et 3, après mise en place de l’écrou 2 sur la vis 1, le premier capuchon 3 selon l’invention est installé, une périphérie du premier capuchon 3 étant apte à recouvrir au moins partiellement la portion filetée 11 de la vis 1 et à être emboîté dans un filet de ladite portion filetée.
En référence à la figure 3, le premier capuchon 3 présente un plateau 30 circulaire et un ensemble de quatre pieds 31 identiques, disposés régulièrement sur une périphérie dudit plateau. Les pieds 31 s’étendent depuis une face inférieure du plateau 30 selon une direction donnée par un axe principal du premier capuchon 3, lequel axe principal est sensiblement confondu avec l’axe longitudinal Δ lorsque le premier capuchon 3 est installé.
Une surface extérieure de chacun des pieds 31 constitue un prolongement d’une surface extérieure périphérique du plateau 30 pour former une surface périphérique 33 du premier capuchon 3, laquelle surface périphérique présente un ensemble de cannelures orientées selon l’axe principal du premier capuchon 3.
Dans une forme alternative non illustrée de réalisation, les pieds 31 ne constituent pas un prolongement de la surface extérieure périphérique du plateau, et la surface périphérique 33 correspond à ladite surface extérieure périphérique du plateau.
Sur l’exemple de réalisation illustré, le nombre de cannelures est égal à 24, de sorte que l’on observe une cannelure par pas angulaire de 15° autour de l’axe principal du premier capuchon 3, ledit pas angulaire étant égal à la moitié de la période angulaire θ du profil P de la portion de serrage 21.
Les pieds 31 présentent également une griffe 310 s’étendant radialement, depuis une extrémité inférieure d’une surface interne 311 desdits pieds 31, vers l’axe principal du capuchon 3. Une distance de la surface interne 311 d’un pied 31 à l’axe principal du premier capuchon 3 est sensiblement égale à un diamètre maximal de la portion filetée 11 de la vis 1 de sorte que la griffe 310 de chacun des pieds 31 est adaptée pour être emboîtée dans le filet de la portion filetée 11.
Les pieds 31 sont réalisés dans un matériau élastique de manière à permettre l’emboîtement et le déboîtement desdites griffes sans endommagement du premier capuchon 3. Les propriétés élastiques du matériau constituant les pieds 31 tient compte notamment de la forme hélicoïdale du filet de la portion filetée 11 impliquant des emboîtements différenciés d’un pied à l’autre et donc des contraintes différentes.
Le premier capuchon 3 comporte également un pilier central 32 de forme sensiblement cylindrique de section hexagonale s’étendant depuis une zone centrale de la face inférieure du plateau 30 selon la direction donnée par l’axe principal du premier capuchon 3. Le pilier central 32 a une forme complémentaire de celle de la cavité 110, de sorte que le pilier central 32 peut être inséré sans jeu sensible dans ladite cavité.
La cavité 110 et le pilier central 32 ont des formes adaptées pour rendre impossible la rotation du premier capuchon 3 par rapport à la vis 1. Par « rendre impossible la rotation », il doit être compris sans endommagement du premier capuchon 3 et dans la limite de jeux nécessaires ou inévitables pour permettre le montage dudit premier capuchon compte-tenu des tolérances de fabrication dudit premier capuchon et de la vis 1. L’invention n’est bien sûr pas limitée à la forme illustrée sur les figures et le pilier central 32 et la cavité 110 peuvent présenter d’autres formes adaptées pour rendre impossible la rotation du premier capuchon 3 autour de la vis 1, notamment ils peuvent avoir une forme cylindrique à section polygonale ou une forme elliptique non circulaire.
Lorsque le premier capuchon 3 est mis en place sur la vis 1, le pilier central 32 est inséré dans la cavité 110 et une partie pleine de la portion filetée 11 entourant ladite cavité s’insère entre ledit pilier central et les pieds 31, la griffe 310 de chacun desdits pieds s’emboîtant dans un filet de ladite portion filetée.
Une fois le premier capuchon 3 mis en place, le second capuchon 4 est installé par-dessus ledit premier capuchon et l’écrou 2.
En référence à la figure 4, le second capuchon 4 présente un corps 40 comportant une portion de blocage 401 et une portion de verrouillage 402. Le corps 40 présente une surface interne adaptée pour permettre à la portion de blocage 401 de coopérer avec l’écrou 2 et à la portion de verrouillage 402 de coopérer avec le premier capuchon 3.
Une surface interne de la portion de blocage 401 présente dans un plan perpendiculaire à un axe principal du corps 40 sensiblement confondu avec l’axe longitudinal Δ lorsque le second capuchon 4 est mis en place, un profil P’ crénelé de période angulaire θ autour de l’axe principal dudit corps. Les dimensions du profil P et du profil P’ sont adaptées pour permettre l’introduction de la portion de serrage 21 dans la portion de blocage 401, et, lorsque ladite portion de serrage est introduite dans ladite portion de blocage, autoriser un mouvement de rotation relatif dudit écrou par rapport à ladite portion de blocage, autour de l’axe longitudinal Δ, d’amplitude angulaire φ égale à la moitié de la période angulaire Θ, soit 15°, comme illustré sur les figures 5a et 5b.
La figure 5a représente l’ensemble portion de serrage 21 et portion de blocage 401 dans une première configuration dans laquelle des sommets internes 210, 4010 des profils P et P’ coïncident, c’est-à-dire que deux sommets internes 210,4010 coïncidant forment une ligne perpendiculaire à l’axe longitudinal Δ.
La figure 5b représente le même ensemble dans une seconde configuration correspondant à la première configuration dans laquelle la portion de serrage 21 ou la portion de blocage 401 a subi une rotation de 7,5°, soit une demi amplitude angulaire φ.
Une surface interne de la portion de verrouillage 402 du corps 40 présente des cannelures orientées selon l’axe principal du second capuchon 4, de sorte que la surface interne de ladite portion de verrouillage est apte à s’engrener avec la surface périphérique 33 du premier capuchon 3. Notamment, un diamètre moyen du premier capuchon 3 est inférieur à un diamètre moyen du second capuchon 4. Par ailleurs, le nombre de cannelures de la surface interne de la portion de verrouillage 402 est égal sur l’exemple illustré au nombre de cannelures présentes sur la surface périphérique 33 du premier capuchon 3, et chaque cannelure de la surface interne est espacée des cannelures adjacentes d’un pas angulaire de 15° autour de l’axe principal du second capuchon 4.
Le rôle de ces cannelures étant de bloquer la rotation entre le premier capuchon 3 et le second capuchon 4, il n’est pas nécessaire en pratique d’avoir autant de cannelures sur la surface périphérique 33 que sur la surface interne de la portion de verrouillage 402. Dans une forme de réalisation alternative non illustrée, la surface périphérique 33 comporte un nombre de cannelures inférieur au nombre de cannelures de la surface interne de la portion de verrouillage 402, espacées d’un angle multiple du pas angulaire de 15°, par exemple trois cannelures espacées de 30°. Dans une forme de réalisation alternative non illustrée, les cannelures de la surface périphérique 33 sont remplacées par une seule languette. On entend par languette une bande en saillie formant tenon sur la surface périphérique 33 destinée à entrer, pour assemblage, dans une rainure voisine de la surface interne de la portion de verrouillage 402. Dans des formes de réalisation alternatives, c’est la surface interne de la portion de verrouillage 402 qui présente un nombre de cannelures inférieur au nombre de cannelures de la surface périphérique (ou encore une seule languette), selon le même principe.
La portion de verrouillage 402 présente par ailleurs deux paires d’ouvertures 4020 traversant ladite portion de verrouillage. Les dimensions des trous 4020 sont adaptées pour recevoir une goupille 5, le rôle de ladite goupille étant de bloquer axialement entre eux et sur la vis 1 le premier capuchon 3 et le second capuchon 4. Les ouvertures peuvent être des trous ou des encoches comme illustré respectivement sur les figures 4 et 7.
La mise en œuvre de la fixation à verrouillage positif selon l’invention se fait de la manière décrite ci-après.
Dans un premier temps, l’écrou 2 et la vis 1 sont installés pour maintenir l’ensemble structurel 6.
Le premier capuchon 3 est ensuite mis en place à la seconde extrémité de la vis 1. Le pilier central 32 est inséré dans la cavité 110 de la portion filetée 11 et les griffes 310 des pieds 31 sont emboîtées dans le filet de la portion filetée 11, ces emboîtements étant rendus possibles par un caractère élastique desdits pieds. L’emboîtement de ces griffes 310 dans le filet permet ainsi de bloquer la translation du premier capuchon 3 suivant l’axe principal dudit premier capuchon, sensiblement confondu avec l’axe longitudinal Δ de la vis 1.
L’homme du métier comprendra que le nombre de pieds n’est pas critique pour la mise en œuvre de l’invention, dans la mesure où un seul pied permet de bloquer ladite translation du premier capuchon 3. Préférentiellement, au moins deux pieds diamétralement opposés sont mis en œuvre pour assurer une bonne tenue du premier capuchon 3.
Le second capuchon 4 est ensuite mis en place. Dans un premier temps, le second capuchon 4 est disposé de manière à ce que les cannelures de la surface interne de la portion de verrouillage 402 s’engrènent avec les cannelures de la surface périphérique 33 du premier capuchon 3, réalisant ainsi un ensemble de liaisons glissières permettant la translation dudit second capuchon selon l’axe principal dudit second capuchon alors sensiblement confondu avec l’axe longitudinal Δ, tout en bloquant la rotation entre les deux capuchons 3, 4.
Il convient de noter qu’il n’est pas nécessaire que les cannelures (ou, le cas échéant, la languette) s’étendent tout le long des surfaces en contact pour permettre de bloquer la rotation des capuchons 3, 4 entre eux. Dans des variantes de réalisation, les cannelures ne s’étendent que sur une portion desdites surfaces.
Par la suite, si la mise en place de la portion de blocage 401 sur la portion de serrage 21 est impossible, le second capuchon 4 est retiré par translation axiale selon l’axe longitudinal Δ, puis est tourné autour dudit axe longitudinal, dans un sens direct ou indirect, d’un angle égal à φ. Le second capuchon 4 est ensuite replacé suivant une translation axiale selon l’axe longitudinal Δ. Dans cette nouvelle configuration, le second capuchon 4 peut nécessairement être mis en place sur la portion de serrage 21 de l’écrou 2.
Ce résultat provient du choix de l’espacement angulaire entre les cannelures de la surface périphérique 33 et/ou de la surface interne de la portion de verrouillage 402, et de l’amplitude angulaire φ de débattement entre les profils P et P’, tous deux égaux à la moitié de la période angulaire Θ des profils P et P’ de la portion de serrage 21 et de la portion de blocage 401. Il est ainsi possible de mettre en œuvre les capuchons 3, 4 quelle que soit l’orientation de l’écrou 2 vis-à-vis de la vis 1, c’est-à-dire quel que soit le degré de serrage du de l’écrou 2 vis-à-vis de la vis 1.
Une fois les capuchons 3, 4 mis en place, la goupille 5 est insérée dans les ouvertures 4020 dudit second capuchon. La goupille 5 mise en œuvre dans l’exemple illustré est une goupille cavalier. La disposition des ouvertures 4020 est adaptée pour permettre l’insertion de la goupille 5 entre les pieds 31 et l’écrou 2, avantageusement en contact avec les pieds 31. La goupille 5 permet ainsi de bloquer une translation axiale du second capuchon 4 par rapport au premier capuchon 3, et donc par rapport à la vis 1.
L’engagement du second capuchon 4 avec l’écrou 2 et avec le premier capuchon 3 limite donc, en plus des jeux nécessaires et inhérents à l’assemblage, la rotation de la vis 1 et de l’écrou 2 à un débattement angulaire φ, et limite ainsi un desserrage de la fixation.
Un avantage de l’invention est qu’elle permet un verrouillage positif de la fixation quel que soit le serrage nominal de l’écrou 2 lors de son installation en autorisant dans tous les cas la mise en place du dispositif.
En référence aux figures 6a et 6b, il existe des jeux entre les éléments de la fixation selon l’invention.
Par exemple, la figure 6a illustre le jeu angulaire maximal existant entre l’écrou 2 et le second capuchon 4 dans le cas d’un desserrage dudit écrou. La vue de gauche et la vue de droite illustrent les positions relatives de la portion de serrage 21 vis-à-vis de la portion de blocage 401 respectivement avant et après desserrage de l’écrou dans le scénario le plus pessimiste de desserrage dudit écrou.
La figure 6b illustre le jeu maximal existant entre la vis 1 et le premier capuchon 3. La vue de gauche et la vue de droite illustrent les positions relatives de la portion filetée 11 et du pilier central 32 respectivement avant et après desserrage de la vis 1 dans le scénario le plus pessimiste de desserrage de ladite vis.
Il existe également un jeu entre les capuchons 3, 4, non illustré.
En pratique, la fixation selon l’invention présente un desserrage maximal d’environ 22° du fait de l’existence de ces jeux, comprenant notamment l’amplitude angulaire φ de 15° comme illustré sur la figure 6a. Ce desseriage maximal correspond à une perte de précontrainte maximale d’environ 7,5%. On entend par perte de précontrainte maximale la perte de précontrainte dans le scénario le plus pessimiste de desserrage de la fixation, compte-tenu de la rotation maximale possible suivant les principes exposés plus les rattrapages de jeux.
Bien qu’elle soit particulièrement adaptée à un écrou douze pans, l’homme du métier comprendra que l’invention n’est pas limitée à l’exemple de réalisation illustré, et peut être appliquée notamment à d’autres écrous. Il doit toutefois être remarqué que l’utilisation d’un écrou différent modifie la perte de précontrainte maximale. A titre d’exemple, l’adaptation de l’invention à un écrou six pans telle que décrite ci-dessus conduit à un desserrage maximal supérieur à 30°, puisque le débattement angulaire de l’écrou 2 dans le second capuchon 4 est alors de 30°. Cela conduit à une perte de précontrainte maximale supérieure à 10%. Pour limiter la perte de précontrainte maximale dans ce cas, une solution est de conserver le profil P’ de la portion de blocage 401 du second capuchon 4 déterminé dans le cas d’un écrou à 12 pans, de sorte que le débattement angulaire de l’écrou dans le second capuchon est de 15° au lieu de 30°. II peut alors être nécessaire, lors de l’installation du second capuchon (4), de répéter plusieurs fois l’étape de retrait, rotation, et remise en place du capuchon pour trouver la position dudit second capuchon permettant son engagement sur l’écrou.

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de verrouillage positif destiné à limiter le desserrage d’un écrou (2) installé sur une vis (1), ladite vis s’étendant selon un axe longitudinal (Δ), ledit écrou (2) présentant une portion de serrage (21) de période angulaire Θ, ledit dispositif de verrouillage comportant un premier capuchon (3) et un second capuchon (4) et étant caractérisé en ce que :
    le premier capuchon (3), présentant un axe principal sensiblement confondu avec l’axe longitudinal (Δ) lorsque le dispositif est en place, comporte :
    • des moyens de centrage et d’immobilisation en rotation destinés à coopérer avec une extrémité libre de la vis ;
    • des moyens de blocage en translation axiale destinés à coopérer avec un filet de la vis, et une surface extérieure (33) cylindrique de directrice parallèle à l’axe longitudinal (Δ) ;
    le second capuchon (4), présentant un axe principal sensiblement confondu avec l’axe longitudinal (Δ) lorsque le dispositif est en place, est adapté pour coopérer avec l’écrou (2) et s’engrener avec le premier capuchon (3), et en ce que ledit second capuchon comporte :
    • une portion de blocage (401) à une première extrémité, une surface interne de ladite portion de blocage présentant dans un plan perpendiculaire à l’axe principal dudit second capuchon un profil (P’) interne de période angulaire Θ/k, où k est un entier naturel non nul, autour de l’axe principal dudit corps, des dimensions du profil (P’) étant adaptées pour permettre la mise en place de la portion de blocage (401) sur la portion de serrage (21) de l’écrou, et, lorsque ladite portion de serrage est introduite dans ladite portion de blocage, autoriser un mouvement de rotation relatif dudit écrou par rapport à ladite portion de blocage, autour de l’axe longitudinal (Δ), d’amplitude angulaire 0/2k ;
    • une portion de verrouillage (402) à une seconde extrémité présentant un ensemble d’ouvertures (4020) traversant ladite portion de verrouillage et destinées à recevoir une goupille (5) ;
    lesdites portion de blocage et de verrouillage étant solidaires et fixes entre elles ;
    une surface interne de la portion de verrouillage (402) du second capuchon (4) et la surface extérieure (33) du premier capuchon (3) étant adaptées pour s’engrener entre elles avec un pas angulaire 0/2k.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la surface extérieure (33) du premier capuchon (3) présente au moins une languette, et la surface interne de la portion de verrouillage (402) du second capuchon présente un ensemble de cannelures, adaptées pour recevoir l’au moins une languette du premier capuchon.
  3. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la surface interne de la portion de verrouillage (402) du second capuchon présente au moins une languette, et la surface extérieure (33) du premier capuchon (3) présente un ensemble de cannelures adaptées pour recevoir l’au moins une languette.
  4. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure (33) du premier capuchon (3) et la surface interne de la portion de verrouillage (402) présentent toutes deux un ensemble de cannelures, séparées d’un pas angulaire 0/2k.
  5. 5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que k est égal à 1.
  6. 6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que :
    le premier capuchon (3) comporte un plateau (30) sensiblement perpendiculaire à l’axe principal dudit premier capuchon ;
    les moyens de centrage et d’immobilisation du premier capuchon (3) comportent un pilier central (32) de forme sensiblement cylindrique à section non circulaire, ledit pilier central s’étendant depuis une zone centrale de la face inférieure du plateau (30) selon la direction donnée par l’axe principal du premier capuchon (3) ;
    les moyens de blocage en translation axiale dudit premier capuchon comportent au moins un pied (31) s’étendant selon une direction de l’axe principal depuis la face inférieure du plateau (30), ledit au moins pied comprenant une griffe (310) s’étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe principal depuis l’au moins un pied (31) vers ledit pilier central, ledit au moins un pied étant fait d’un matériau élastique pour permettre l’emboîtement de l’au moins un pied dans un filet de la vis (1).
  7. 7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que le premier capuchon (3) comporte quatre pieds (31).
  8. 8. Dispositif selon la revendication 6 ou la revendication 7 caractérisé en ce que le pilier central (32) a une forme cylindrique à section polygonale.
  9. 9. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que les ouvertures (4020) sont des encoches.
  10. 10. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que les ouvertures (4020) sont des trous oblongs.
  11. 11. Fixation à verrouillage positif comportant :
    une vis (1) présentant un axe longitudinal (Δ) et comportant à une première extrémité une tête (10) et à une seconde extrémité libre une portion filetée (11) comportant une cavité (110) débouchant sur ladite seconde extrémité libre de la vis ;
    un écrou (2) destiné à être mis en place sur la vis (1), ledit écrou comportant une portion de serrage (21) dont une surface externe définit dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal (Δ) un profil (P) de période angulaire θ ;
    ladite fixation étant caractérisée en ce qu’elle comporte en outre :
    un dispositif de verrouillage positif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dont les moyens de centrage et d’immobilisation du premier capuchon (3) coopèrent avec la cavité (110) pour immobiliser ledit premier capuchon en rotation par rapport à la vis (1), dont les moyens de blocage en translation axiale coopèrent avec un filet de ladite vis pour immobiliser ledit premier capuchon en translation axiale par rapport à ladite vis, une dimension radiale du profil (P’) étant adaptée pour permettre l’insertion de la portion de serrage (21) dans la portion de blocage (401) ;
    une goupille (5) destinée à être insérée dans les ouvertures (4020) du second capuchon (4) de sorte à maintenir entre eux le premier capuchon (3) et le second capuchon (4).
  12. 12. Fixation selon la revendication 11 prise en combinaison avec la revendication 6 caractérisée en ce que :
    une surface intérieure de la cavité (110) forme une empreinte complémentaire du pilier central (32) de sorte que ledit pilier central est adapté pour être inséré dans ladite cavité ;
    les griffes (310) du premier capuchon (3) sont emboîtées dans le filet de la vis (1).
  13. 13. Fixation selon la revendication 11 ou la revendication 12 caractérisée en ce que :
    l’écrou (2) définit un profil (P) étoilé à douze sommets de période angulaire 30° ;
    la surface extérieure (33) du premier capuchon (3) consiste en vingtquatre languettes séparées par un pas angulaire de 15°.
  14. 14. Méthode pour la mise en œuvre d’une fixation selon l’une quelconque des revendications 11 à 13 caractérisée en ce qu’elle comporte les étapes suivantes :
    insertion de la vis (1) dans un trou pratiqué au préalable dans un ensemble structurel (6) constitué d’éléments de structure à maintenir ensemble ;
    mise en place de l’écrou (2) sur la vis par application d’un couple de serrage ;
    mise en place du premier capuchon (3) sur la vis (1 ) ; mise en place du second capuchon (4) ;
    si le second capuchon (4) s’engrène avec le premier capuchon (3) mais ne coopère pas avec la portion de serrage (21) de l’écrou (2), retrait dudit second capuchon suivant la direction de l’axe longitudinal (Δ), rotation directe ou indirecte dudit second capuchon autour dudit axe longitudinal, d’un angle égal à 0/2k, puis remise en place dudit second capuchon, cette étape étant répétée, toujours dans le même sens de rotation, jusqu’à engagement du second
    5 capuchon (4) sur la portion de serrage (21 ) dudit écrou ;
    insertion de la goupille (5) dans les ouvertures (4020).
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