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L'invention concerne un joint fileté du type à emboîtement conique convenant particulièrement aux opérations de forage et dont un des filetages ou les deux ont une forme, qui diffère de la forme normale d'un filetage conique (étant entendu que les deux filetages ne diffèrent pas de la même manière d'un filetage de forme normale), de sorte qu'une fois l'élément femelle vissé oit serré à chaud autour de l'élément même mais sans déformation plastique, les flancs extérieurs du filetage de l'élément mâle et les flancs intérieurs de l'élément femelle supportent une charge plus forte que les autres flancs, suivant le brevet belge n 542.989 du 22 no- vembre 1955.
L'expression "flancs extérieurs" ("flancs inté- rieurs") du filetage désigne les flancs qui s'éloignent (se rapprochent) du milieu du filetage et l'expression "filetage conique normal!! désigne un filetage dont la conicité et le pas sont les mêmes sur toute la longueur. Les flancs extérieur) du-filetage de l'élément mâle et les flancs intérieurs du filetage de l'élément femelle sont dits éventuellement ci- après "flancs chargés" et les autres flancs sont dits."flancs non chargés". L'expression "filetage" ne désigne que la por- tion des filetages qui sont en prise dans le joint.
On a constaté qu'une forme de réalisation du joint fileté non décrite dans le brevet principal présente des avantages spéciaux. Suivant l'invention, il existe, lorsque le joint l'est pas sous charge, entre le filetage de l'élément mâle et celui de l'élément femelle une diffé- rence entre leurs pas, qui diminue à partir du milieu de la vis vers ses deux extrémités, tandis qu'au milieu du filetage le pas du filetage de l'élément mâle est plus grand que celui du filetage de l'élément femelle. Celui- ci comporte de préférence un filetage conique normal et la
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variation de la différence de pas est continue..
Les avantages du joint fileté suivant l'inven- tion consistent en ce que sa fabrication est relativement simple et que le joint peut aussi servir à assurer l'étan- chéité.
L'invention est décrite ci-après en détail avec le dessin schématique ci-joint à l'appui sur lequel @ - la figure 1 est une coupe transversale d'un joint de deux tiges-masse vissés à fond l'un sur l'autre, et - la figure 2 représente une partie dtun joint suivant l'invention vissé en formant un joint serré à la main.
Suivant la figure 1, un collier de forage 1 comportant un élément mâle 2 est réuni à un collier de fo- rage 3 comportant un élément femelle 4. La tige-masse 1 comporte un épaulement 5 qui exerce un effort L sur un épaulement 6 de l'élément femelle 4 L'élément mâle 2 com porte un filetage 7 en prise avec le filetage 8 de l'élé- ment femelle 4. L'axe longitudinal des colliers de forage est désigné par 9. Les flancs extérieurs du filetage 7 sont en contact avec les flancs intérieurs du filetage 8 et supportent une charge spécifique K.'Une fente hélicoi dale subsiste entre les autres flancs qui ne supportent pas de charge. Des efforts extérieurs non représentés peu- vent aussi s'exercer sur le joint. Les efforts K et L sont des efforts intérieurs.
Les forces extérieures sont supposées données, tandis que les forces intérieures peuvent être choisies En tenant compte des efforts acceptables. Dans l'état de la figure 1, les composantes axiales des efforts intérieurs ont pour effet de raccourcir l'élément mâle 2 et d'allon- ger l'élément femelle 4 par rapport à l'état ne supportant
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pas de charge. Les extrémités de l'élément mâle 2 se sont rapprochées 'du milieu M et les extrémités de l'élément fe- melle 4 s'en sont éloignées. De plus les composantes ra- diales des forces intérieures provoquent aussi des défor- mations. Toutes ces déformations et tous ces déplacements relatifs peuvent être calculés et à cet effet les proprié- tés du matériau doivent être connues.
Lorsqu'on visse à la main les éléments mâle et femelle, figure 2, les flancs extérieurs chargés viennent en contact, théoriquement à chaque extrémité suivant une ligne, tandis qu'une fente reste ouverte entre les autres flancs chargés et non char- gés. La largeur axiale de la fente entre les flancs char- gés doit correspondre sensiblement en chaque point à la totalité de la diminution de longueur, calculée de l'élément mâle entre le point correspondant et l'extrémité du fileta*- ge de l'élément mâle et de l'augmentation de longueur cal- culée de l'élément femelle entre le point correspondant et l'extrémité du filetage de l'élément femelle (dans ce cas l'extrémité doit être celle qui se trouve du même côté du milieu M que le point correspondant). La largeur des fen- tes dépend aussi des composantes radiales des forces inté- rieures.
Le filetage 8 de l'élément femelle 4 de la fi- gure 2 est un filetage conique normal. Les largeurs des fentesa1 a2a3 a4 a5 et a6 sont indiquées sur la figu re à partir du filetage 8 et la position des flancs exté- rieurs du filetage 7 de l'élément mâle ast ainsi détermi- née ; mais on dispose d'une certaine latitude dans le choix de la position des flancs intérieurs du filetage 7 de l'é- lément mâle.
Suivant la figure 2, la ligne 10 qui passe en coupe par la base des filets du filetage 7 de l'élément mâ le 2 est une ligne droite parallèle à celles qui passenten
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coupe par la base et par le sommet des filets du filetage 8 de l'élément femelle 4, tandis que la ligne 11 qui passe par le sommet des filets du filetage 7 de l'élément mâle 2 a une forme convexe vers la droite. Le pas du filetage 7 de l'élément mâle et celui du filetage 8 de l'élément fe. melle sont sensiblement les mêmes aux extrémités. Cette forme de construction est celle qui est la plus simple à fabriquer, mais les lignes 10 ou 11 peuvent être choisies à peu près à volonté.
La position des flancs intérieurs du filetage de l'élément mâle des formes de réalisation décrites dans le brevet principal, dans lesquelles le pas des éléments mâle et.femelle ne change pas, sinon locale- ment, est fixe, c'est-à-dire que sur la figure 2, si en
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partant des fentes al, , 's':3' A4, a et , on désire par exemple que la chargé sur les flancs chargés soit constante pour maintenir une différence spécifique entre les pas p1 p2 on ne dispose d'aucune latitude. D'une part le joint de l'invention est ainsi facile à fabriquer et d'autre part cette latitude permet de fabriquer un joint étanche.
En fait les fentes entre les flancs non chargés de la figure 1 peuvent être considérés comme fer- més, (non chargés ou chargés par une force faible par rap- port à la force K) et on peut déterminer par le calcul quelle doit être la largeur des fentes b1,b2 b3b4 b5 et b6 entre les flancs non chargés. Les écarts du fileta- ge conique normal deviennent plus compliqués dans ce cas.
Il a été question dans ce qui précède du mi- lieu M; ce milieu est le point où les flancs intérieurs et extérieurs viennent se confondre (ainsi qu'il résulte de la définition des flancs intérieurs et extérieurs), c'est- à-dire le point où l'effort de compression ou de tension est maximum. Il résulte de l'équilibre des composantes axiales des diverses forces que le milieu M ne coïncide
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généralement pas avec le milieu véritable des filetages.
Par exemple sur la figure 1, en raison de la force L exer- cée sur l'épaulement, le milieu M se trouve entre le milieu véritable m et l'extrémité épaisse de l'élément mâle 2.
La fabrication du filetage des éléments mâle et/ou femelle d'un joint suivant l'invention est plus dif- ficile que celle d'un filetage conique normale Mais on re- médie à ces difficultés en faisant usage d'aecessoires spéciaux pour tailler les filetages sur un tour à fileter.
On peut obtenir les écarts voulus de la conicité au moyen d'un outil de tournage conique comportant les écarts qu'on désire. On peut obtenir une faible différence constante entre les pas des deux filetages au moyen de roues de changement de vitesse appropriées (par exemple en choisis- sant pour un des filetages une roue à 400 dents et pour l'autre une roue à 401 dents).
Pour obtenir les varia- tions de pas qu'on désire dans un filetage à tailler, on peut imprimer à l'écrou de la vis-mère accouplé au porte- outil et dont le mouvement est provoqué par la vis-mère, au lieu d'un simple mouvement de translation, un mouvement de rotation (en supplément) par rapport à l'axe de la vis- mère, au moyen d'un gabarit qui guide ce mouvement de ro- tation, puisque en faisant tourner l'écroulé la vis-mère dans le même sens que -cette vis on fait diminuer le pas et en le faisant tourner dans l'autre sens on fait augmen- ter le pas.
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