FR3100293A1 - Boulon équipé d’un système de blocage en rotation procurant une immobilisation en rotation précise - Google Patents

Abstract

Boulon équipé d’un système de blocage en rotation procurant une immobilisation en rotation précise L'invention a pour objet un boulon comprenant : une vis (34) présentant une tige filetée, un axe longitudinal (A34), un orifice traversant (52) oblong et orienté selon la direction longitudinale, un écrou (36) présentant un trou taraudé, un prolongement tubulaire (54) pourvu de couples de fentes (56) hélicoïdales, un système de blocage en rotation, configuré pour immobiliser l’écrou (36) en rotation par rapport à la tige filetée, présentant une épingle (50) et une bague de blocage (58), configurée pour être positionnée autour du prolongement tubulaire (54) en fonctionnement, comportant une première face terminale (72) configurée pour venir en appui contre une butée (66) de l’écrou (36) en fonctionnement et une pluralité de crans (74) positionnés à différentes distances de la première face terminale (72) et configurés pour immobilier l’épingle (50) en translation selon la direction longitudinale lorsque la face terminale (72) est en contact avec la butée (66) de l’écrou (36) en fonctionnement. Cette configuration permet d’obtenir une grande précision pour l’immobilisation de l’écrou par rapport à la vis. Figure 12

Description

Boulon équipé d’un système de blocage en rotation procurant une immobilisation en rotation précise

La présente demande se rapporte à un boulon équipé d’un système de blocage en rotation procurant une immobilisation en rotation précise.

Selon un mode de réalisation illustré par les figures 1 à 3, un boulon 10, utilisé pour assembler de manière démontable au moins deux pièces 12.1, 12.2, comprend une vis 14 qui présente une tige filetée 14.1 et une tête 14.2 reliée à une extrémité de la tige filetée 14.1 ainsi qu’un écrou 16 qui présente un trou taraudé 16.1 configuré pour permettre le vissage de la tige filetée 14.1 de la vis 14.

Pour conserver un couple de serrage donné en fonctionnement, le boulon 10 comprend un système de blocage en rotation. Selon un mode de réalisation, l’écrou 16 est un écrou à créneaux et le système de blocage en rotation comprend une épingle 18 ainsi qu’un orifice traversant 20 au niveau de la tige filetée 14.1 qui présente une section identique à celle de l’épingle 18. L’écrou 16 à créneaux comprend un prolongement tubulaire 22 qui présente des encoches longitudinales 24 (parallèles à l’axe de l’écrou 16) délimitant des créneaux 26.

En fonctionnement, l’épingle 18 se loge dans deux encoches longitudinales 24 diamétralement opposées et dans l’orifice traversant 20 de la tige filetée 14.1 pour immobiliser en rotation l’écrou 16 par rapport à la vis 14.

Ce mode de réalisation n’est pas pleinement satisfaisant car deux encoches longitudinales 24 ne sont pas nécessairement disposées dans le prolongement de l’orifice traversant 20 de la tige filetée 14.1 quand le couple de serrage souhaité est atteint. Par conséquent, pour mettre en place l’épingle 18, il est nécessaire de faire pivoter l’écrou 16 et d’augmenter le couple de serrage pour faire coïncider deux encoches longitudinales 24 avec l’orifice traversant 20. Cette augmentation du couple induit nécessairement des contraintes supplémentaires sur le boulon et/ou sur les pièces 12.1, 12.2 assemblées.

Un tel système de blocage en rotation procure donc un faible niveau de précision pour l’immobilisation en rotation. Le nombre d’encoches longitudinales 24 étant généralement limité à six pour les diamètres de vis les plus utilisés en aéronautique, l’écrou 16 peut être immobilisé en rotation tous les 60°.

La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur.

A cet effet, l’invention a pour objet un boulon comprenant une vis présentant une tige filetée et un axe longitudinal, un écrou présentant un trou taraudé et un prolongement tubulaire pourvu de couples de fentes ainsi qu’un système de blocage en rotation, configuré pour immobiliser l’écrou en rotation par rapport à la tige filetée, présentant une épingle et un orifice traversant dans la tige filetée.

Selon l’invention, l’orifice traversant de la tige filetée est oblong et orienté selon la direction longitudinale, les fentes du prolongement tubulaire étant hélicoïdales, réparties sur toute la circonférence du prolongement tubulaire, les première et deuxième fentes hélicoïdales d’un même couple comportant des portions diamétralement opposées configurées pour recevoir l’épingle. En complément, le système de blocage en rotation comprend une bague de blocage, configurée pour être positionnée autour du prolongement tubulaire en fonctionnement, comportant une première face terminale configurée pour venir en appui contre une butée de l’écrou en fonctionnement et une pluralité de crans positionnés à différentes distances de la première face terminale et configurés pour immobilier l’épingle en translation selon la direction longitudinale lorsque la face terminale est en contact avec la butée de l’écrou en fonctionnement.

L’espacement selon la direction longitudinale entre deux crans successifs étant minime, de l’ordre du dixième de millimètre, le système de blocage procure une précision angulaire, de l’ordre de 5°, pour immobiliser l’écrou en rotation par rapport à la vis.

Selon une autre caractéristique, la bague de blocage comprend au moins une série de crans, les crans d’une même série étant décalés angulairement les uns par rapport aux autres sur au moins une partie de la circonférence de la bague de blocage, la distance entre chaque cran et la première face terminale augmentant graduellement d’un cran à l’autre de la série.

Selon une autre caractéristique, la bague de blocage comprend deux séries qui s’étendent sur toute la circonférence de la bague de blocage, les crans des deux séries étant disposés de sorte qu’un premier cran d’une première série et un deuxième cran d’une deuxième série diamétralement opposé au premier cran soient séparés de la première face terminale d’une même distance.

Selon une autre caractéristique, le boulon comprend au moins un système de blocage en rotation de la bague de blocage par rapport à la vis et/ou à l’écrou en fonctionnement.

Selon une autre caractéristique, le système de blocage en rotation de la bague de blocage comprend l’épingle et, pour chaque cran, une forme en creux configurée pour loger un tronçon de l’épingle.

Selon une autre caractéristique, la forme en creux est demi-cylindrique et présente un diamètre sensiblement égal au diamètre de l’épingle.

Selon un premier mode de réalisation, la bague de blocage comprend une deuxième face terminale, opposée à la première face terminale, qui présente la pluralité de crans.

Selon un deuxième mode de réalisation, la bague de blocage comprend une pluralité d’orifices de passage présentant chacun un premier bord, le plus proche de la première face terminale, qui forme un des crans.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description de l’invention qui va suivre, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés parmi lesquels :

est une vue en perspective d’un boulon qui illustre un mode de réalisation de l’art antérieur,

est une vue en perspective d’un écrou à créneaux qui illustre un mode de réalisation de l’art antérieur,

est une vue en perspective d’une vis qui illustre un mode de réalisation de l’art antérieur,

est une vue en perspective d’une vis qui illustre un mode de réalisation de l’invention,

est une vue en perspective d’un écrou qui illustre un mode de réalisation de l’invention,

est une vue latérale d’une vis qui illustre un mode de réalisation de l’invention,

est une vue latérale d’un écrou qui illustre un mode de réalisation de l’invention,

est une vue latérale d’un boulon partiellement monté, sans bague de blocage, qui illustre un mode de réalisation de l’invention,

est une vue en perspective d’une bague de blocage qui illustre un premier mode de réalisation de l’invention,

est une vue en perspective d’une bague de blocage qui illustre un deuxième mode de réalisation de l’invention,

est une vue en perspective de la bague de blocage, visible sur la figure 9, montée sur un écrou, et

est une vue latérale d’un boulon bloqué avec une bague de blocage qui illustre un mode de réalisation de l’invention.

Sur la figure 12, on a représenté un boulon 30 permettant de maintenir au moins deux pièces 32.1, 32.2 assemblées. Ce boulon 30 comprend une vis 34, un écrou 36 ainsi qu’un système de blocage en rotation 38.

Selon un mode de réalisation visible notamment sur les figures 4 et 6, la vis 34 comprend une tige filetée 40 ainsi qu’une tête 42 positionnée à une extrémité de la tige filetée 40. Selon une configuration, la tête 42 présente une section hexagonale. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à cette configuration. A minima, la vis 34 comprend une tige filetée 40, la tête 42 étant remplacée par un écrou ou la tige filetée 40 pouvant se visser directement dans l’une des pièces à assembler, à la manière d’un goujon. La tige filetée 40 comprend une face terminale 44 à partir de laquelle est vissé l’écrou 36.

La vis 34 présente un axe longitudinal A34 qui correspond à l’axe de la tige filetée 40. Pour la présente demande, une direction longitudinale est parallèle à l’axe longitudinal A34, un plan longitudinal passe par l’axe longitudinal A34 et un plan transversal est perpendiculaire à l’axe longitudinal A34.

Selon un mode de réalisation visible sur les figures 5 et 7, l’écrou 36 comprend un corps 46, délimité par des première et deuxième faces 46.1, 46.2 parallèles, ainsi qu’un trou taraudé 48, traversant le corps 46, présentant un axe sensiblement perpendiculaire aux première et deuxième faces 46.1, 46.2. Selon une configuration, le corps 46 a une section hexagonale pour pouvoir le visser. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à cette forme pour l’écrou 36.

Le système de blocage en rotation 38 est configuré pour immobiliser en rotation l’écrou 36 par rapport à la tige filetée 40 de la vis 34. Il comprend une épingle 50 (visible sur les figures 8 et 12), un orifice traversant 52 dans la tige filetée 40 de la vis 34, un prolongement tubulaire 54 solidaire de l’écrou 36 et présentant au moins un couple de fentes hélicoïdales 56 ainsi qu’une bague de blocage 58.

L’épingle 50 présente une section avec un diamètre D50. Cette épingle n’est pas plus détaillée car elle peut être identique à celle de l’art antérieur.

Selon une particularité de l’invention, l’orifice traversant 52 a une forme oblongue et s’étend selon la direction longitudinale entre des première et deuxième extrémités 52.1, 52.2. Ainsi, l’orifice traversant 52 oblong est positionné dans un plan longitudinal et débouche via des ouvertures 60 diamétralement opposées. Cet orifice traversant 52 oblong présente une longueur L52 (dimension prise selon la direction longitudinale) correspondant à la distance séparant les première et deuxième extrémités 52.1, 52.2 ainsi qu’une largeur E52 (dimension prise dans un plan transversal) égale ou très légèrement supérieure au diamètre D50 de l’épingle 50. Selon une configuration, la première extrémité 52.1 de l’orifice traversant 52 oblong, la plus proche de la face terminale 44 de la vis 34, est espacée de ladite face terminale 44. Selon une autre configuration, l’orifice traversant 52 débouche au niveau de la face terminale 44 de la vis 34.

Le prolongement tubulaire 54 présente une première extrémité 54.1, reliée à la première face 46.1 du corps 46 de l’écrou 36, et une deuxième extrémité 54.2 libre. Le prolongement tubulaire 54 est coaxial au trou taraudé 48 de l’écrou 36 et présente des faces intérieure et extérieure 62, 64 cylindriques, concentriques et coaxiales au trou taraudé 48 de l’écrou 36.

La face intérieure 62 présente un diamètre égal ou très légèrement supérieur à celui du trou taraudé 48 de l’écrou 36. Si la face intérieure 62 présente un diamètre égal à celui du trou taraudé de l’écrou 36 alors la face intérieure 62 est taraudée. Si la face intérieure 62 présente un diamètre supérieur à celui du trou taraudé de l’écrou 36 alors la face intérieure 62 peut être lisse.

La face extérieure 64 présente un diamètre tel qu’au moins une partie de la première face 46.1 du corps 46 de l’écrou 36 est en saillie par rapport à ladite face extérieure 64 de manière à former une butée 66 pour la bague de blocage 58. Quel que soit le mode de réalisation, l’écrou 36 comprend au moins une butée 66 configurée pour immobiliser en translation la butée de blocage 58 selon la direction longitudinale. Selon l’exemple visible sur les figures 8 et 12, la première face 46.1 du corps 46 de l’écrou 36 assure la fonction de butée 66. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à cette configuration.

Lorsque le corps 46 présente une section hexagonale, le diamètre de la face extérieure 64 est inférieur ou égal au cercle inscrit de la section hexagonale du corps 46 pour permettre l’utilisation d’une douille lors des opérations de vissage et dévissage.

Les fentes hélicoïdales 56 présentent chacune une largeur E56 égale ou très légèrement supérieure au diamètre D50 de l’épingle 50. Les première et deuxième fentes hélicoïdales 56 d’un même couple comportent des portions diamétralement opposées configurées pour recevoir l’épingle 50 dans n’importe quelle position de blocage.

Toutes les fentes hélicoïdales 56 ont toutes la même longueur L56, sont régulièrement réparties sur la circonférence du prolongement tubulaire 54 et forment le même angle avec un plan transversal.

Les fentes hélicoïdales 56 sont inclinées approximativement de la même manière que le pas de vis de la tige filetée 40. Selon une configuration, les fentes hélicoïdales 56 forment avec un plan transversal un angle légèrement supérieur à celui du pas de vis de la tige filetée 40.

Chaque fente hélicoïdale 56 présente une première extrémité 56.1 proche de la première extrémité 54.1 du prolongement tubulaire 54 et une deuxième extrémité 56.2 proche de la deuxième extrémité 54.2 du prolongement tubulaire 54.

Les premières extrémités 56.1 de toutes les fentes hélicoïdales 56 sont toutes disposées dans le même premier plan transversal P1 et les deuxièmes extrémités 56.2 de toutes les fentes hélicoïdales 56 sont toutes disposées dans le même deuxième plan transversal P2.

Les fentes hélicoïdales 56 sont réparties sur toute la circonférence du prolongement tubulaire 54. Ainsi, au moins une portion d’une première fente hélicoïdale 56 est disposée dans un même plan longitudinal qu’une portion d’une deuxième fente hélicoïdale 56’ adjacente à la première fente hélicoïdale 56.

Le nombre de couples de fentes hélicoïdales 56 peut varier d’un écrou à l’autre. L’écrou 36 visible sur la figure 5 comprend trois couples de fentes hélicoïdales 56.

La longueur L52 de l’orifice traversant 52 oblong de la vis 34 et la longueur L56 des fentes hélicoïdales 56 de l’écrou 36 sont ajustées de sorte qu’en fonctionnement, le premier plan transversal P1 des premières extrémités 56.1 et/ou le deuxième plan transversal P2 des deuxièmes extrémités 56.2 des fentes hélicoïdale 56 soi(en)t positionné(s) entre les première et deuxième extrémités 52.1, 52.2 de l’orifice traversant 52 oblong de la vis 34.

Selon l’invention, il est toujours possible d’insérer l’épingle 50 dans une première fente hélicoïdale 56 de l’écrou 36, dans l’orifice traversant 52 de la vis 34 et dans une deuxième fente hélicoïdale 56 de l’écrou 56, quelle que soit la position angulaire de l’écrou 36 par rapport à la vis 34.

La bague de blocage 58 est configurée pour être positionnée autour du prolongement tubulaire 54 et comprend des faces intérieure et extérieure 68, 70 cylindriques et concentriques, une première face terminale 72 configurée pour venir en appui en fonctionnement contre la butée 66 de l’écrou 36 ainsi qu’une pluralité de crans 74, décalés les uns par rapport aux autres sur la circonférence de la bague de blocage 58, positionnés à différentes distances de la première face terminale 72 et configurés pour immobilier l’épingle 50 en translation selon la direction longitudinale. Chaque cran 74 relie les faces intérieure et extérieure 68, 70. Il est configuré pour recevoir une partie de l’épingle 50.

Ainsi, lorsque le couple de serrage souhaité est atteint, la bague de blocage 58 est positionnée de sorte que la première face terminale 72 soit en contact contre la butée 66 de l’écrou 36 et que l’épingle 50 soit en contact avec au moins un des crans 74.

Compte tenu de l’orientation des fentes hélicoïdales 56 et du pas de vis de la tige filetée 40, lorsque l’écrou 36 tend à se dévisser, l’épingle 50 tend à se rapprocher des premières extrémités 56.1 des fentes hélicoïdales 56 et à se translater selon la direction longitudinale en direction de la butée 66 de l’écrou 36. L’épingle 50 étant immobilisée en translation selon la direction longitudinale par l’un des crans 74 de la bague de blocage 58, l’écrou 36 ne peut pas se dévisser.

Selon une configuration, la bague de blocage 58 comprend au moins une série 76 de crans 74, les crans 74 d’une même série étant décalés angulairement les uns par rapport aux autres sur au moins une partie de la circonférence de la bague de blocage 58, la distance entre chaque cran 74 et la première face terminale 72 augmentant graduellement d’un cran à l’autre de la série. Ainsi, l’espacement selon la direction longitudinale entre deux crans 74 successifs d’une même série est sensiblement constant.

Selon une configuration visible sur les figures 9 et 10, la bague de blocage 58 comprend deux séries 76, 76’ de crans. Selon un mode de réalisation, la bague de blocage 58 comprend deux séries 76, 76’ qui s’étendent sur toute sa circonférence. Dans ce cas, les crans 74 des deux séries 76, 76’ sont disposés de sorte qu’un premier cran 74 d’une première série 76 et un deuxième cran 74 d’une deuxième série 76’, diamétralement opposé au premier cran 74, soient séparés de la première face terminale 72 d’une même distance. Ainsi, l’épingle 50 est en contact avec deux crans 74 diamétralement opposés.

Selon une autre caractéristique, le boulon 30 comprend au moins un système de blocage en rotation de la bague de blocage 58 par rapport à la vis 34 et/ou l’écrou 36 en fonctionnement.

Selon une configuration, le système de blocage en rotation de la bague de blocage 58 comprend l’épingle 50 et, pour chaque cran 74, une forme en creux 78 configurée pour loger un tronçon de l’épingle 50. Selon un mode de réalisation, la forme en creux 78 est demi-cylindrique et présente un diamètre sensiblement égal au diamètre D50 de l’épingle 50.

Selon un premier mode de réalisation visible sur les figures 9 et 11, la bague de blocage 58 comprend une deuxième face terminale 80, opposée à la première face 72, qui présente la pluralité de crans 74.

Selon ce premier mode de réalisation, la bague de blocage 58 est positionnée autour du prolongement tubulaire 54. Lorsque le couple de serrage souhaité est atteint, la bague de blocage 58, en contact avec la butée 66 de l’écrou 36, est pivotée jusqu’à ce que deux crans 74 diamétralement opposés soient positionnés juste en dessous des deux zones chevauchantes, diamétralement opposées à l’orifice traversant 52 oblong de la vis 34, et des deux fentes hélicoïdales 56 de l’écrou 36. L’épingle 50 est alors insérée dans une première fente hélicoïdale 56 de l’écrou 36, dans l’orifice traversant 52 de la vis 34 et dans une deuxième fente hélicoïdale 56 de l’écrou 36. Dès lors, l’épingle 50 est immobilisée contre deux crans 74 diamétralement opposés, qui l’immobilisent en translation selon la direction longitudinale, et empêche le dévissage de l’écrou 36.

Selon un deuxième mode de réalisation visible sur la figure 10, la bague de blocage 58 comprend une deuxième face terminale 80 parallèle à la première face terminale 72 et une pluralité d’orifices de passage 82, reliant les faces intérieure et extérieure 68, 70, présentant une largeur E82 sensiblement égale ou très légèrement supérieure au diamètre D50 de l’épingle 50. Selon ce deuxième mode de réalisation, chaque orifice de passage 82 présente un premier bord, le plus proche de la première face terminale 72, qui forme un des crans 74. Chaque orifice de passage 82 a une forme oblongue dont la longueur est égale au diamètre D50 de l’épingle 50 augmenté de l’espacement selon la direction longitudinale entre deux crans 74 successifs.

Selon ce deuxième mode de réalisation, la bague de blocage 58 est positionnée autour du prolongement tubulaire 54. Lorsque le couple de serrage souhaité est atteint, la bague de blocage 58 est pivotée autour du prolongement tubulaire 54, sa première face terminale 72 étant en contact avec la butée 66 de l’écrou 36, jusqu’à ce que deux orifices de passage 82, diamétralement opposés, coïncident avec l’orifice traversant 52 de la vis 34 et deux fentes hélicoïdales 56 de l’écrou 36. Si plusieurs paires d’orifices 82 sont possibles, la paire qui minimise la distance entre l’épingle 50 et le bord des orifices de passage 82 le plus proche de la première face terminale 72 est choisie. L’épingle 50 est alors insérée dans un premier orifice de passage 82 de la bague de blocage 58, une première fente hélicoïdale 56 de l’écrou 36, l’orifice traversant 52 de la vis 34, une deuxième fente hélicoïdale 56 de l’écrou 36 et un deuxième orifice de passage 82 de la bague de blocage 58. Dès lors, l’écrou 36 est immobilisé en rotation par rapport à la vis 34.

Quel que soit le mode de réalisation, la précision angulaire de l’immobilisation rotation dépend de l’espacement selon la direction longitudinale entre deux crans 74 successifs. Cet espacement peut être minime, de l’ordre du dixième de millimètre, si bien qu’il est possible d’obtenir une précision angulaire de l’ordre de 5°, bien inférieure à une précision de 60° dans le cas d’un écrou à créneaux comportant six encoches longitudinales.

Claims (8)

1. Boulon comprenant une vis (34) présentant une tige filetée (40) et un axe longitudinal (A34), un écrou (36) présentant un trou taraudé (48), un prolongement tubulaire (54) pourvu de couples de fentes (56) ainsi qu’un système de blocage en rotation, configuré pour immobiliser l’écrou (36) en rotation par rapport à la tige filetée (40), présentant une épingle (50) et un orifice traversant (52) dans la tige filetée (40), caractérisé en ce que l’orifice traversant (52) de la tige filetée (40) est oblong et orienté selon la direction longitudinale, en ce que les fentes (56) du prolongement tubulaire (54) sont hélicoïdales et réparties sur toute la circonférence du prolongement tubulaire (54), les première et deuxième fentes hélicoïdales (56) d’un même couple comportant des portions diamétralement opposées configurées pour recevoir l’épingle (50) et en ce que le système de blocage en rotation comprend une bague de blocage (58) configurée pour être positionnée autour du prolongement tubulaire (54) en fonctionnement, comportant une première face terminale (72) configurée pour venir en appui contre une butée (66) de l’écrou (36) en fonctionnement et une pluralité de crans (74) positionnés à différentes distances de la première face terminale (72) et configurés pour immobilier l’épingle (50) en translation selon la direction longitudinale lorsque la face terminale (72) est en contact avec la butée (66) de l’écrou (36) en fonctionnement.
2. Boulon selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague de blocage (58) comprend au moins une série (76) de crans (74), les crans (74) d’une même série étant décalés angulairement les uns par rapport aux autres sur au moins une partie de la circonférence de la bague de blocage (58), la distance entre chaque cran (74) et la première face terminale (72) augmentant graduellement d’un cran à l’autre de la série.
3. Boulon selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la bague de blocage (58) comprend deux séries (76, 76’, 76’’) qui s’étendent sur toute la circonférence de la bague de blocage (58), les crans (74) des deux séries (76, 76’, 76’’) étant disposés de sorte qu’un premier cran (74) d’une première série (76) et un deuxième cran (74) d’une deuxième série (76’), diamétralement opposé au premier cran (74), soient séparés de la première face terminale (72) d’une même distance.
4. Boulon selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boulon (30) comprend au moins un système de blocage en rotation de la bague de blocage (58) par rapport à la vis (34) et/ou à l’écrou (36) en fonctionnement.
5. Boulon selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le système de blocage en rotation de la bague de blocage (58) comprend l’épingle (50) et, pour chaque cran (74), une forme en creux (78) configurée pour loger un tronçon de l’épingle (50).
6. Boulon selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la forme en creux (78) est demi-cylindrique et présente un diamètre sensiblement égal au diamètre (D50) de l’épingle (50).
7. Boulon selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague de blocage (58) comprend une deuxième face terminale (80), opposée à la première face (72), qui présente la pluralité de crans (74).
8. Boulon selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bague de blocage (58) comprend une pluralité d’orifices de passage (82) présentant chacun un premier bord, le plus proche de la première face terminale (72), qui forme un des crans (74).