FR2955366A1 - Dispositif de visualisation du desserrage d'un boulon ou d'une vis - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de visualisation du desserrage d'un boulon ou d'une vis, comprenant deux rondelles rigides coaxiales (1, 2) et une bague élastiquement déformable (3) interposée entre les deux rondelles, ainsi que des moyens de solidarisation en rotation des deux rondelles, comprenant des premiers moyens (14) formés sur une des rondelles et coopérant avec des seconds moyens (17) formés sur l'autre rondelle, lorsque les deux rondelles (1, 2) sont serrés l'une sur l'autre et compriment la bague (3) entre elles. Les premiers moyens (14) sont en prise avec les seconds moyens (17) quand les deux rondelles (1, 2) sont appliquées sur la bague déformable (3) sans comprimer celle-ci, en interdisant un déplacement radial d'une rondelle par rapport à l'autre.

Description

Dispositif de visualisation du desserrage d'un boulon ou d'une vis

La présente invention concerne un dispositif de visualisation du desserrage d'un boulon ou d'une vis, applicable dans de nombreux domaines techniques et en particulier dans l'automobile et l'aéronautique. Le contrôle du serrage d'un boulon, par exemple, nécessite de contrôler le couple de rotation appliqué par un opérateur au boulon. Pour cela, une première méthode connue consiste à utiliser une clé dynamométrique. Une seconde méthode consiste à utiliser un écrou muni d'une tête ruptible, se séparant du corps de l'écrou lorsque le couple de serrage atteint une valeur déterminée. Une troisième méthode est décrite dans le document WO 2009/060270 et consiste en l'utilisation d'un dispositif, comprenant deux rondelles rigides coaxiales et une bague élastiquement déformable interposée entre les deux rondelles, le dispositif comportant en outre des moyens de solidarisation en rotation des deux rondelles, comprenant des dents formées sur une des rondelles et coopérant avec des cavités complémentaires formées sur l'autre rondelle, lorsque les deux rondelles sont serrées l'une sur l'autre et compriment la bague entre elles. En position serrée du boulon, la bague est déformée et fait saillie radialement vers l'extérieur, au-delà des deux rondelles. En cas de desserrage, la bague élastique se rétracte, avertissant ainsi visuellement l'opérateur.

Ce dispositif de visualisation présente les inconvénients suivants. En position non serrée ou en début de serrage du boulon, lorsque les rondelles sont appliquées sur la bague déformable mais que cette dernière n'est pas encore comprimée, les deux rondelles ne sont pas complètement solidarisées en rotation l'une par rapport à l'autre.

Les dents ayant une section triangulaire, comme les cavités destinées à les recevoir, seules les pointes des dents sont engagées dans les cavités quand le dispositif n'est pas serré, et peuvent glisser sur les flancs inclinés des cavités et sortir des cavités au début du serrage. La poursuite du serrage se traduit alors par l'écrasement des dents et par la rotation d'une rondelle par rapport à l'autre, ce qui provoque par frottement l'entraînement de la bague déformable et sa détérioration puis sa destruction. Le dispositif connu n'assure pas non plus un bon centrage initial des deux rondelles d'appui l'une par rapport à l'autre, en raison du possible déplacement radial des pointes des dents dans les cavités. Cela a pour conséquence en cas de désalignement que la bague élastiquement déformable n'est pas comprimée de manière uniforme au serrage et peut faire saillie hors des rondelles sur une partie seulement de leur périphérie, ce qui ne permet plus de déterminer de façon fiable si le boulon est correctement serré ou non.

L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ces problèmes. A cet effet, elle propose un dispositif de visualisation du desserrage d'un boulon ou d'une vis, comprenant deux rondelles rigides coaxiales et une bague élastiquement déformable interposée entre les deux rondelles, ainsi que des moyens de solidarisation en rotation des deux rondelles, comprenant des premiers moyens formés sur une des rondelles et coopérant avec des seconds moyens formés sur l'autre rondelle lorsque les deux rondelles sont serrées l'une sur l'autre et compriment la bague entre elles, caractérisé en ce que les premiers moyens sont en prise avec les seconds moyens quand les deux rondelles sont appliquées sur la bague déformable sans comprimer celle-ci, en interdisant toute rotation et tout déplacement radial d'une rondelle par rapport à l'autre. Ainsi, selon l'invention, les moyens de solidarisation des rondelles sont en prise dès que les deux rondelles sont appliquées sur la bague déformable, c'est-à-dire avant la compression de la bague déformable, de sorte que la rotation d'une rondelle par rapport à l'autre est évitée, même sur une très faible plage angulaire. Ces moyens interdisant également le déplacement radial d'une rondelle par rapport à l'autre, le désalignement de ces dernières est évité.

Les trois éléments sont donc positionnés précisément les uns par rapport aux autres. De cette manière, la bague déformable n'est pas endommagée lors du serrage et le dispositif de visualisation peut informer de manière fiable l'opérateur du desserrage ou non du boulon ou de la vis.

Avantageusement, au moins l'une des rondelles comprend des moyens de centrage de la bague déformable. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de solidarisation en rotation comprennent au moins un plot formé en saillie sur une rondelle et destiné à être introduit dans une cavité complémentaire de l'autre rondelle, le plot et la cavité ayant des parois ou des faces latérales sensiblement perpendiculaires aux rondelles. De façon préférée, les moyens de solidarisation en rotation comprennent deux plots diamétralement opposés formés sur une rondelle et destinés à être introduits dans deux cavités complémentaires diamétralement opposées de l'autre rondelle. Chaque rondelle présente ainsi une structure globalement symétrique. Il est avantageux également que chaque rondelle comporte des premiers moyens et des seconds moyens de solidarisation en rotation, répartis sur une même circonférence à l'intérieur de la bague déformable. Ainsi, les deux rondelles peuvent être identiques, ce qui simplifie leur fabrication et réduit leur coût. Les plots peuvent être cylindriques ou semi-cylindriques. Selon une variante de réalisation de l'invention, l'une des rondelles 30 comporte un manchon cylindrique central dont la surface extérieure est formée avec une nervure axiale destinée à être reçue dans une rainure axiale d'une jupe cylindrique de l'autre rondelle. Le manchon assure le centrage des rondelles ainsi que leur maintien radial, la nervure axiale et la rainure correspondante formant un assemblage de type clavette rendant solidaires en rotation les deux rondelles. Avantageusement, au moins une rondelle comprend, sur sa face tournée vers l'autre rondelle, une surface annulaire plane sensiblement radiale d'appui et de positionnement de la bague déformable, et une surface tronconique reliant ladite surface annulaire plane à la périphérie extérieure de la rondelle, cette surface tronconique s'évasant en direction de l'autre rondelle. Cette surface tronconique permet d'accélérer le retrait de la bague déformable entre les rondelles en cas de desserrage, et donc de rendre ce desserrage plus facilement et plus rapidement visible et détectable par un opérateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague montée entre les rondelles est constituée d'un mélange élastomère à base de polychloroprène vulcanisé.

Un tel matériau résiste bien aux contraintes mécaniques ainsi qu'à l'ozone, aux intempéries, aux produits chimiques, aux huiles et à l'essence. Il s'agit en outre d'un matériau peu inflammable, non vieillissant et avec de bonnes propriétés d'adhésion sur plusieurs substrats. Préférentiellement, les deux rondelles sont liées en translation axiale et l'ensemble rondelles-bague est non démontable. Il n'y a alors aucun risque qu'un opérateur remplace la bague déformable par une autre, non conforme. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue éclatée en perspective, d'un dispositif de visualisation du desserrage d'un boulon ou d'une vis, selon une première forme de réalisation de l'invention ; la figure 2 est une vue agrandie en perspective de l'une des rondelles du dispositif de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en coupe axiale du dispositif de la figure 1 en position assemblée, la bague n'étant pas déformée ; la figure 4 est une vue correspondant à la figure 3, la bague étant déformée ; la figure 5 est une vue correspondant à la figure 1, d'une deuxième forme de réalisation de l'invention ; la figure 6 est une vue éclatée en perspective du dispositif de la figure 5 ; les figures 7 et 8 sont des figures correspondant respectivement aux figures 3 et 4, de la deuxième forme de réalisation de l'invention ; les figures 9 à 12 sont des vues correspondant respectivement aux figures 1 à 4, d'une troisième forme de réalisation de l'invention. Les figures 1 à 4 représentent un dispositif de visualisation du desserrage d'un boulon ou d'une vis selon une première forme de réalisation de l'invention. Le dispositif comprend une première et une seconde rondelles rigides coaxiales 1, 2 et une bague élastiquement 25 déformable 3 interposée entre les deux rondelles 1, 2. Les deux rondelles 1, 2 sont identiques et chaque rondelle comporte un trou central délimitant une périphérie interne 4, une face interne 5 et une face externe 6. La face externe 6 comporte une faible surépaisseur 7 s'étendant 30 radialement depuis la périphérie interne 4 sur une partie seulement du rayon de la rondelle 1, 2. Cette surépaisseur 7 sert à l'appui d'une tête de 10 15 20 vis ou d'un écrou et peut présenter un état de surface différent de celui du reste de la face externe 6. La face externe 6 comporte en outre un chanfrein ou un congé 8 à sa périphérie externe 9.

La face interne 5 comporte successivement, de la périphérie interne 4 vers la périphérie externe 9, une zone cylindrique centrale 10 en saillie axiale, une zone annulaire plane 11 sensiblement radiale, en retrait par rapport à la zone en saillie 10 et formant avec cette dernière un épaulement 12, puis une surface tronconique 13 reliant ladite zone annulaire plane 11 à la périphérie extérieure 9 de la rondelle 1, 2, cette surface tronconique 13 s'évasant en direction de l'autre rondelle. Dans un exemple de réalisation de l'invention, l'épaisseur de la zone en saillie 10 est de l'ordre de 4 mm, le diamètre externe de celle-ci est de l'ordre de 37 mm, le diamètre externe de la zone annulaire plane 11 est de l'ordre de 49 mm, la diamètre externe de la rondelle 1, 2 est de l'ordre de 57 mm et l'angle de la surface tronconique 13 par rapport à la surface plane 11 est de l'ordre de 37°. Chaque rondelle 1, 2 comporte en outre deux plots 14 de forme globalement hémicylindrique, diamétralement opposés et s'étendant axialement sur la face d'extrémité de la zone en saillie 10. Plus particulièrement, chaque plot 14 comporte une face concave 15, s'étendant axialement dans le prolongement de la périphérie interne 4 et une face convexe (figure 2). La longueur des plots 14 est comprise entre 3 et 10 mm par exemple.

Chaque rondelle 1, 2 comporte en outre deux cavités 17 diamétralement opposées et de forme complémentaire à celle des plots 14. Les cavités 17 sont ménagées dans la zone en saillie 10 et débouchent radialement sur la périphérie interne 4 de la rondelle 1, 2. La zone en saillie 10 comporte ainsi des cavités 17 et des plots 14 30 disposés en alternance sur une même circonférence et régulièrement espacés les uns des autres. En d'autres termes, les plots 14 et les cavités 17 sont disposés angulairement à 90° les uns des autres. Une rainure axiale 18 de section hémicylindrique ou rectangulaire est en outre ménagée dans la périphérie interne 4 de chaque rondelle 1, 2, et sert de détrompeur lors de la fabrication de la rondelle et/ou lors de l'assemblage du dispositif. L'axe de la bague élastique 3 coïncide avec celui des deux rondelles 1, 2, ladite bague 3 présentant, dans un état non déformé, un diamètre interne correspondant sensiblement au diamètre interne de la zone annulaire plane 11 et un diamètre externe correspondant sensiblement au diamètre externe de la zone annulaire plane 11 de chaque rondelle. La bague 13 est cylindrique tubulaire avec des faces d'extrémité planes et est constituée d'un mélange élastomère à base de polychloroprène vulcanisé. Comme cela est visible à la figure 3, lors de l'assemblage des rondelles 1, 2 et de la bague 3 de manière à former le dispositif selon l'invention, les deux rondelles 1, 2 sont face à face et sont décalées angulairement de 90°, de manière à ce que les plots 14 soient engagés et en prise dans les cavités correspondantes 17, par exemple sur une distance de l'ordre de 1 à 2 mm. Les zones annulaires planes 11 des rondelles 1, 2 sont appliquées sur la bague 3, cette dernière n'étant pas déformée tant que le dispositif n'est pas serré.

Le pré-engagement des plots 14 dans les cavités 17 ainsi que leurs formes complémentaires permettent d'éviter de manière efficace le pivotement ou le désalignement d'une rondelle par rapport à l'autre. Ceci garantit que la bague 3 est ensuite déformée de manière uniforme, comme on le verra ci-après, et n'est pas endommagée lors du serrage, L'ensemble rondelles-bague peut également comporter des moyens empêchant son démontage, par exemple par collage de la bague déformable sur les rondelles d'appui, ou par soudage aux ultrasons ou par bouterollage. Pour son utilisation, le dispositif est enfilé sur la tige d'une vis ou d'un boulon destiné à la fixation de deux pièces l'une sur l'autre, par exemple. Lors du serrage, les deux rondelles 1, 2 sont rapprochées l'une de l'autre et la bague 3 est déformée. Comme elle est en butée sur les épaulements 12 des rondelles 1, 2, elle flue radialement vers l'extérieur, en s'appuyant contre les surfaces tronconiques 13. Ces dernières réduisant progressivement l'espace entre les deux rondelles 1, 2, la déformation radiale de la bague 3 s'accélère jusqu'à ce qu'elle fasse saillie au-delà de la périphérie externe 9 des rondelles. Cette position est représentée en figure 4. L'opérateur peut ainsi constater que le serrage est correctement réalisé. La sortie de la bague déformable 3, favorisée par la surface tronconique 13, permet de limiter l'erreur d'appréciation par l'opérateur. Durant le serrage, les plots 14 sont guidés et introduits progressivement dans les cavités 17. En fin de serrage, les faces internes des zones en saillie 10 viennent en butée l'une contre l'autre, les plots 14 restant écartés du fond des cavités 17.

Les figures 5 à 8 représentent une deuxième forme de réalisation de l'invention. Dans cette forme de réalisation, les deux rondelles 1, 2 ont des formes différentes. Une première rondelle 1, à savoir la rondelle supérieure en figure 5, comporte un manchon cylindrique central présentant deux zones superposées 19, 20 de diamètres différents. En particulier, le manchon comporte une base 19 dont le diamètre est supérieur à celui de son extrémité libre 20 (voir figure 6). Un épaulement 21 est ainsi formé entre la base 19 et l'extrémité 20.

Une nervure axiale 22 est formée en saillie sur la surface latérale cylindrique de la zone 20 de moindre diamètre, sensiblement dans le prolongement de la zone élargie 19. La seconde rondelle 2, à savoir la rondelle inférieure en figure 5, comporte une jupe cylindrique centrale 23 s'étendant axialement depuis la face interne 5 et dont le diamètre interne correspond sensiblement au diamètre externe de la zone 20 du manchon et dont le diamètre externe correspond sensiblement au diamètre externe de la base 19 du manchon. Une rainure ou une fente 24 de forme complémentaire à celle de la nervure précitée 22 est ménagée dans la jupe 23. Les autres caractéristiques des rondelles 1, 2 et de la bague 3 sont identiques à celles de la première forme de réalisation. Lors du montage du dispositif des figures 5 et 6, la nervure 22 est engagée dans la rainure 24, par exemple sur une distance de l'ordre de 1 à 2 mm. En outre, de la même manière que précédemment, les faces annulaires planes 11 des rondelles 1, 2 sont appliquées sur la bague déformable 3. Le pré-engagement de la nervure 22 dans la rainure 24 permet de solidariser en rotation les deux rondelles 1, 2, tout en autorisant leur translation axiale. De plus, l'emboîtement de la jupe 23 sur la zone d'extrémité 20 du manchon permet de garantir la coaxialité des deux rondelles 1, 2 et assure un guidage en translation. Lors du serrage, les deux rondelles 1, 2 sont rapprochées l'une de l'autre en déformant la bague 3 jusqu'à ce qu'elle fasse saillie au-delà de la périphérie externe 9 des rondelles (figure 8). Pendant ce serrage, la nervure 22 est progressivement introduite dans la rainure 24 et la jupe 23 coulisse sur la zone 20 du manchon. En fin de serrage, l'extrémité libre de la jupe 23 vient en butée contre l'épaulement 21. De plus, la jupe 23 et la base 19 du manchon forment des butées empêchant le déplacement radial vers l'intérieur de la bague déformable.

Les figures 9 à 12 représentent une troisième forme de réalisation de l'invention. Dans celle-ci, les deux rondelles 1, 2 sont identiques et chaque rondelle 1, 2 présente, de la même manière que dans la première forme de réalisation, une face interne 5 comportant successivement une zone annulaire centrale en saillie 10, une zone annulaire plane 11 et une zone annulaire tronconique 13 en périphérie. Dans cette troisième forme de réalisation, un plot 25 de section globalement cylindrique s'étend axialement sur la face d'extrémité de la zone en saillie 10, un trou 26 de forme complémentaire étant en outre ménagé dans celle-ci. Le plot 25 et le trou 26 sont diamétralement opposés et sont situés sur une même circonférence. Le plot 25 comporte deux méplats 27 diamétralement opposés. Lors de l'assemblage du dispositif, les deux rondelles 1, 2 sont angulairement décalées de 180°, de manière à ce que les plots 25 soient engagés et en prise dans les trous 26 correspondants, par exemple sur une distance de l'ordre de 1 à 2 mm. Ceci permet d'une part de solidariser en rotation les deux rondelles 1, 2 et d'autre part d'assurer leur coaxialité.

Lors du serrage, les deux rondelles 1, 2 sont rapprochées l'une de l'autre et les plots 25 sont progressivement insérés dans les cavités 26. Simultanément, la bague 3 est déformée jusqu'à s'étendre radialement au-delà de la périphérie externe 9 des rondelles 1, 2. En fin de serrage, les faces internes des zones en saillie 10 sont en butée, comme cela est illustré à la figure 12. L'invention fournit ainsi, quelle que soit la forme de réalisation, un dispositif évitant la détérioration de la bague déformable 3 par rotation d'une rondelle par rapport à l'autre, voire une destruction complète de cette bague, comme cela est le cas dans l'art antérieur. Cela est rendu possible parce que chacune des formes de réalisation présente des moyens permettant de solidariser efficacement en rotation les deux rondelles 1, 2.

En particulier, les plots 25, 14 ne risquent pas de s'échapper hors des trous 26 ou des cavités 17 correspondantes, et la nervure 22 ne risque pas de sortir hors de la rainure correspondante 24. En outre, chacune de ces formes de réalisation comporte des moyens garantissant la coaxialité des deux rondelles 1, 2 et de la bague 3, et évitant une déformation non homogène de la bague déformable 3 et, de ce fait, une mauvaise interprétation par un opérateur quant au desserrage du boulon ou de la vis.10

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de visualisation du desserrage d'un boulon ou d'une vis, comprenant deux rondelles rigides coaxiales (1,
2. 2) et une bague élastiquement déformable (3) interposée entre les deux rondelles, ainsi que des moyens de solidarisation en rotation des deux rondelles, comprenant des premiers moyens (14, 22, 25) formés sur une des rondelles et coopérant avec des seconds moyens (17, 24, 26) formés sur l'autre rondelle lorsque les deux rondelles (1, 2) sont serrés l'une sur l'autre et compriment la bague (3) entre elles, caractérisé en ce que les premiers moyens (14, 22, 25) sont en prise avec les seconds moyens (17, 24, 26) quand les deux rondelles (1, 2) sont appliquées sur la bague déformable (3) sans comprimer celle-ci, et interdisent toute rotation et tout déplacement radial d'une rondelle par rapport à l'autre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation en rotation forment également des moyens de centrage des rondelles (1, 2) l'une sur l'autre.
3. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins une des rondelles comprend des moyens de centrage de la bague 20 déformable.
4. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation en rotation comprennent au moins un plot (14, 25) formé en saillie sur une rondelle et destiné à être introduit dans une cavité complémentaire (17, 26) de l'autre rondelle, le plot et la cavité 25 ayant des faces ou parois latérales sensiblement perpendiculaires aux rondelles.
5. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation en rotation comprennent deux plots (14) diamétralement opposés formés sur une rondelle (1, 2) et destinés à être 30 introduits dans deux cavités complémentaires (17) diamétralement opposées de l'autre rondelle (2, 1).
6. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque rondelle (1, 2) comporte des premiers moyens et des seconds moyens de solidarisation en rotation, répartis sur une même circonférence à l'intérieur de la bague déformable (3).
7. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les deux rondelles (1, 2) sont identiques.
8. 8. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que les plots (14, 25) sont cylindriques ou semi-cylindriques.
9. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une des rondelles (1) comporte un manchon cylindrique central (19, 20) dont la surface extérieure est formée avec une nervure axiale (22) destinée à être reçue dans une rainure axiale (24) d'une jupe cylindrique (23) de l'autre rondelle (2).
10. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins une rondelle (1, 2) comprend, sur sa face (5) tournée vers l'autre rondelle, une surface annulaire plane (11) sensiblement radiale d'appui et de positionnement de la bague déformable, et une surface tronconique (13) reliant ladite surface annulaire plane à la périphérie extérieure de la rondelle, cette surface tronconique (13) s'évasant en direction de l'autre rondelle.
11. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la bague (3) montée entre les rondelles est constituée d'un mélange élastomère à base de polychloroprène vulcanisé.
12. 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les deux rondelles (1, 2) sont liées en translation axiale et l'ensemble rondelles-bague est non démontable.