FR2742083A1 - Procede de fabrication d'un ecrou composite et ecrou composite fabrique par ce procede - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un écrou composite ainsi qu'un écrou fabriqué par ce procédé. L'écrou composite comprend un corps d'écrou (1), pourvu d'une partie d'entraînement comme une partie à plusieurs pans permettant la mise en place d'un outil d'actionnement, ainsi qu'une rondelle de pression (8), qui vient s'appliquer contre la pièce à fixer. Utilisation pour fixation de roues de véhicules.
Description
PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UN ÉCROU COMPOSITE ET ECROU
COMPOSITE FABRIQUÉ PAR CE PROCÉDÉ
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un écrou composite constitué d'un corps d'écrou et d'une rondelle de pression et pourvu d'une partie d'entraînement, comme d'une partie à plusieurs pans, servant à l'engagement d'un outil, et d'une zone d'appui, qui peut être amenée en contact avec la rondelle de pression disposée sur le corps d'écrou sans possibilité de perte et comportant un évidement central dans lequel pénètre axialement, au moins en partie, un collet formé unitairement avec le corps d'écrou, ce collet étant élargi pour créer la liaison anti-perte et étant disposé en chevauchement ou accrochage radial partiel avec ladite rondelle de pression.
COMPOSITE FABRIQUÉ PAR CE PROCÉDÉ
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un écrou composite constitué d'un corps d'écrou et d'une rondelle de pression et pourvu d'une partie d'entraînement, comme d'une partie à plusieurs pans, servant à l'engagement d'un outil, et d'une zone d'appui, qui peut être amenée en contact avec la rondelle de pression disposée sur le corps d'écrou sans possibilité de perte et comportant un évidement central dans lequel pénètre axialement, au moins en partie, un collet formé unitairement avec le corps d'écrou, ce collet étant élargi pour créer la liaison anti-perte et étant disposé en chevauchement ou accrochage radial partiel avec ladite rondelle de pression.
Dans les écrous composites connus, ce collet du corps d'écrou est soumis, après l'estampage à chaud du corps d'écrou, additionnellement à une opération particulière de profilage à froid ou bien à une opération particulière de tournage qui augmente dans la zone du collet le diamètre intérieur de l'évidement correspondant au diamètre de fond de filet.
L'invention a pour but de permettre de fabriquer des écrous composites de ce genre d'une manière particulièrement simple et peu coûteuse.
Conformément à l'invention, ce problème est résolu à l'aide de la séquence d'étapes opératoires indiquée dans la suite
a)fabrication du corps d'écrou et de la rondelle de pression
b) assemblage du corps d'écrou et de la rondelle de pression
c) élargissement du collet,
d) réalisation du filetage.
a)fabrication du corps d'écrou et de la rondelle de pression
b) assemblage du corps d'écrou et de la rondelle de pression
c) élargissement du collet,
d) réalisation du filetage.
Dans ce procédé, l'élargissement radial du collet sert de biseau d'entrée ou bien de centrage ou de guidage pour l'outil de coupe du filetage, de sorte que l'outil est maintenu radialement et que le filetage peut être réalisé avec la précision nécessaire.
Dans ce procédé d'assemblage, il n'est ainsi pas nécessaire - comme dans l'art antérieur- de réaliser d'une manière classique par tournage ou par formage un élargissement de diamètre dans la zone extrême du collet de sorte qu'on peut se passer d'une telle opération additionnelle d'usinage, ce qui permet une fabrication plus simple et peu coûteuse.
I1 peut s'avérer avantageux de réaliser le corps d'écrou et/ou la rondelle de pression par formage dans la masse. A cet égard - également des raison de coût- il peut être judicieux que le corps d'écrou et/ou la rondelle de pression soient formés par estampage à chaud.
Pour de nombreuses applications, il peut être avantageux que le corps d'écrou et/ou la rondelle de pression soient formés par estampage à froid.
Dans le cas d'une rondelle de pression réalisée par formage à chaud, il peut s'avérer judicieux que celle-ci soit soumise, après l'estampage à chaud, à un processus d'estampage à froid.
Pour des applications déterminées, il peut être judicieux que le corps d'écrou et/ou la rondelle de pression soient soumis à une opération de tournage.
Généralement il peut s'avérer avantageux de soumettre le corps d'écrou et/ou la rondelle de pression à un traitement par une trempe et revenu.
En outre il peut être avantageux que le corps d'écrou et/ou la rondelle de pression soient traités en surfaces et à cet égard il peut être particulièrement judicieux que le traitement de surfaces soit effectué après l'assemblage du corps d'écrou et de la rondelle de pression.
En outre il peut être avantageux que le filetage soit réalisé par usinage ou par taraudage. Et à cet égard, pour de nombreuses formes de réalisation, il peut être judicieux que le filetage soit réalisé sur une machine à commande numérique.
En outre, l'invention concerne un écrou composite, constitué d'un corps d'écrou et d'une rondelle de pression et comprenant une partie d'entraînement, comme une partie à plusieurs pans, servant à recevoir un outil ainsi qu'une zone d'appui, qui peut être amenée en contact avec la rondelle de pression, disposée sur le corps d'écrou sans possibilité de perte et comportant un évidement central dans lequel est engagé axialement au moins en partie un collet formé unitairement avec le corps d'écrou, ce collet étant élargi pour créer la liaison anti-perte et étant en chevauchement ou accrochage radial partiel avec la rondelle de pression, l'écrou étant réalisé par un procédé de fabrication qui a été décrit ci-dessus et qui est revendiqué dans au moins une des revendications.
Pour un écrou de ce genre, il peut être avantageux que la rondelle de pression soit maintenue de façon relativement tournante sur le corps d'écrou.
I1 peut être judicieux que la zone d'application de la rondelle de pression, située à l'opposé du corps d'écrou, soit réalisée plane.
Selon une autre possibilité d'agencement d'un écrou fabriqué conformément à l'invention, la zone d'appui de la rondelle de pression peut être réalisée concave et dans ce cas il peut être judicieux que la section, l'étendue radiale, la courbure, c'est-à-dire la hauteur axiale de la zone concave ou de la zone conique, ainsi que le matériau de la rondelle de pression soient choisis de telle sorte que, quand l'écrou est serré également après plusieurs serrages et desserrages - il se produise une déformation sensiblement élastique de la rondelle de pression. Au moyen de la force élastique en résultant, il peut être possible, dans des applications déterminées, de produire une compensation de précontrainte ou de serrage lors de la mise en place des pièces fixées, et également de créer une compensation partielle d'écarts angulaires entre les surfaces d'appui de l'écrou et d'une pièce correspondante. I1 en résulte une meilleure application et une répartition plus uniforme de la compression surfacique. En outre, lorsqu'il existe une pré-contrainte, le desserrage complet de la liaison vissée peut être rendu très difficile car, sur une course de desserrage relativement grande, un couple de friction produit par serrage axial est maintenu.
I1 peut s'avérer avantageux que la zone d'appui de l'écrou et la surface de la rondelle de pression qui lui est opposée, fassent entre elles un angle dont les côtés s'éloignent de l'axe central de l'écrou. A cet égard, il peut être particulièrement judicieux, par exemple en ce qui concerne la force de serrage, que l'angle formé entre la zone d'appui de l'écrou et la rondelle de pression soit plus grand que l'angle existant entre la zone d'appui, de profil concave, de la rondelle de pression et le plan qui peut s'appliquer contre la lisière axiale, opposée au corps d'écrou, de la rondelle de pression.
En outre, il peut s'avérer avantageux de former sur le côté de la partie d'entraînement qui est opposée à la rondelle de pression une zone de blocage en forme de fourreau, fendue dans la direction longitudinale et comportant des languettes de blocage qui sont disposées entre les fentes dans la direction circonférencielle.
Un écrou conforme à l'invention peut avantageusement être utilisé comme un écrou de roue, notamment pour des véhicules utilitaires comme par exemple des camions.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels
la figure 1 représente en vue en coupe et en plan un corps d'écrou dans forme d'une pièce séparée
la figure 2 représente en vue en coupe et en vue en plan un écrou composite sous sa forme finale; et
la figure 3 représente schématiquement un écrou composite comportant une rondelle de pression concave et une zone de blocage.
la figure 1 représente en vue en coupe et en plan un corps d'écrou dans forme d'une pièce séparée
la figure 2 représente en vue en coupe et en vue en plan un écrou composite sous sa forme finale; et
la figure 3 représente schématiquement un écrou composite comportant une rondelle de pression concave et une zone de blocage.
Le corps d'écrou 1 représenté sous forme d'une pièce indépendante sur la figure 1, se compose dans l'essentiel de la partie d'entraînement 2 et du collet 3, et également de la zone d'appui 4 pouvant être amenée en contact avec la rondelle de pression. La zone d'appui 4 peut alors être agencée soit avec une forme conique comme cela est représenté - auquel cas le sommet du cône est dirigé en éloignement de la partie d'entraînement 2, ou bien également - à la différence de l'exemple représenté - plane, c'est-à-dire orientée perpendiculairement à l'axe de l'écrou ou bien avec un profil bombé, par exemple en forme de calotte sphérique.
Le collet 3 est agencé comme un constituant du corps d'écrou 1, de façon à être lié unitairement à la partie d'entraînement 2 et à être réalisé ou fabriqué en même temqs que celle-ci, par exemple en utilisant un procédé d'estampage à chaud. Comme le montre la figure, il est prévu simplement l'évidement 5 nécessaire pour la formation ultérieure du filetage et dont le diamètre est identique, au moins dans l'essentiel, au diamètre de fond de filet du filetage.
La partie d'entraînement ou la zone d'entraînement 2, comporte radialement à l'extérieur des déformations régulières 6, qui forment par exemple une partie à plusieurs pans et qui sont prévues pour l'engagement d'un outil. La partie d'entraînement 2 constitue alors la lisière radialement extérieure du corps d'écrou 1 mais elle représente également sa dimension radialement maximale car, dans cet exemple de réalisation, il n'est prévu aucune collerette dans la transition entre la partie d'entraînement 2 et la zone d'appui 4.
L'évidement 5 a, dans la zone du collet 3, le même diamètre que dans la zone de la partie d'entraînement 2 de sorte que déjà le corps d'écrou 1 se différencie des corps d'écrou composites connus jusqu'à maintenant car, dans les corps d'écrous connus, ce collet est soumis, après l'estampage à chaud du corps d'écrou, additionnellement à une opération particulière d'estampage à froid, ou bien dans une opération particulière de tournage, le diamètre intérieur de l'évidement 5 est augmenté dans la zone du collet 3.
Sur la figure 2 est représenté l'écrou composite 7, qui est constitué des deux pièces indépendantes assemblées - notamment le corps d'écrou 1 et la rondelle de pression 8.
La rondelle de pression 8 peut alors être formée du même matériau ou d'un autre matériau que le corps d'écrou 1 - par exemple d'un matériau qui possède d'autres propriétés de résistance. En outre, il est possible, en fonction du domaine d'utilisation, de maintenir la rondelle de pression 8 dans une disposition fixe dans la direction circonférencielle ou bien avec possibilité de rotation, par rapport au corps d'écrou 1.
Dans l'exemple d'écrou composite 7 représenté ici, la zone d'appui 4 du corps d'écrou 1 et la surface d'appui 9, coopérant avec elle, de la rondelle de pression 8 sont adaptées mutuellement de telle sorte qu'elles viennent s'appliquer l'une contre l'autre, et notamment sans qu'il se produise une déformation de la rondelle de pression, ce qui signifie par conséquent que les deux surfaces coopérantes 4 et 9 sont réalisées complémentaires.
Le collet 3 du corps d'écrou 1 s'étend dans une direction axiale à travers l'évidement central 10 de la rondelle de pression 8 et, dans l'exemple considéré ici, il existe un certain jeu dans une direction radiale.
Le collet 3 comporte, à son extrémité opposée à la partie d'entraînement 2, une déformation orientée radialement et se présentant sous la forme d'une collerette 11, qui coopère avec un épaulement 12, situé à l'extrémité de l'évidement central 10 qui est espacée axialement de la surface de contact de la rondelle de pression 8, et ainsi elle relie entre eux, de façon inséparable ou sans possibilité de perte, la rondelle de pression 8 et le corps d'écrou 1 au moyen d'une liaison par conjugaison de formes, créée par l'épaulement 12 et la collerette 11 et se présentant sous la forme d'une zone dépouillée.
En outre il ressort de la figure 2 que le corps d'écrou 1 est pourvu, dans la zone de son évidement 5, d'un filetage 13 qui s'étend également à l'intérieur d'une partie du collet 3.
La rondelle de pression 8 représente ici simplement un exemple de différentes formes possibles de réalisation dont les agencements peuvent être sélectionnés en correspondance à l'application envisagée en tenant compte de l'existence d'un épaulement 12 autour de l'évidement central 10.
Conformément à l'invention, l'écrou composite 7 est constitué des deux pièces individuelles formées par le corps d'écrou 1 et la rondelle de pression 8, les étapes nécessaires pour l'assemblage des deux pièces étant effectuées dans une séquence temporelle déterminée qui est différente des techniques de l'art antérieur comme cela va être expliqué dans la suite
Dans ce mode opératoire, initialement les deux pièces individuelles, notamment le corps d'écrou 1 et la rondelle de pression 8, sont fabriquées au moyen d'un processus approprié - par exemple un estampage à chaud.
Dans ce mode opératoire, initialement les deux pièces individuelles, notamment le corps d'écrou 1 et la rondelle de pression 8, sont fabriquées au moyen d'un processus approprié - par exemple un estampage à chaud.
Ensuite il peut être judicieux qu'au moins la rondelle de pression soit amenée à sa forme finale au moyen d'un processus d'estampage à froid et le cas échéant, additionnellement, avec intervention d'une opération de tournage. Ensuite il est possible, en fonction des impératifs concernant les écrous composites, de traiter par trempe et revenu les pièces individuelles séparément avant ou ensemble après leur réunion. Après terminaison de fabrication du corps d'écrou 1 et de la rondelle de pression 8, ces pièces sont assemblées axialement de telle sorte que le collet 3 du corps d'écrou 1 soit engagé axialement à travers l'ouverture centrale 10 de la rondelle de pression 8, la surface d'appui 4 du corps d'écrou 1 et la surface d'appui 9 de la rondelle de pression 8 pouvant entrer en contact l'une avec l'autre.
Après cet assemblage mutuel du corps d'écrou 1 et de la rondelle de pression 8, au moins une partie de la zone du collet 3 qui dépasse axialement de l'évidement central 10 est déformée plastiquement dans une direction radiale pour créer la collerette 11 afin d'établir ensuite une liaison par conjugaison de formes avec l'épaulement 12. A cet égard il est possible, au moyen de cette liaison par conjugaison de formes, de relier la rondelle de pression 8 au corps d'écrou 1, soit sans possibilité de rotation relative, soit avec cette possibilité.
Après l'assemblage du corps d'écrou 1 et de la rondelle de pression 8, le filetage est formé avantageusement par usinage et alors la collerette il - c'est-à-dire l'élargissement radial du collet 3 - sert de biseau d'entrée, ou de centrage, ou de guidage pour l'outil d'usinage du filetage, ce qui permet de maintenir radialement l'outil et de pouvoir réaliser le filetage avec la précision nécessaire.
Dans ce procédé d'assemblage, la partie déformée radiale ou collerette 11 du collet 3 sert à l'introduction centrée de l'outil d'usinage du filetage et non - comme dans l'art antérieur - à l'élargissement de diamètre, réalisé habituellement par tournage ou transformation, dans la zone extrême du collet 3, ce qui permet de se passer d'une telle opération additionnelle d'usinage et par conséquent d'obtenir une fabrication plus simple et moins coûteuse.
La figure 3 représente à nouveau en vue en coupe et en vue en plan une autre forme de réalisation d'un écrou composite 7, dont le collet 3 est pourvu, conformément à l'art antérieur, d'un élargissement de diamètre ou d'un alésage 14. Egalement le collet 3 de cet écrou composite 7 peut être réalisé, conformément à l'invention et comme décrit ci-dessus, d'une manière particulièrement simple et peu coûteuse.
Une particularité de cet écrou composite consiste en ce qu'il est prévu un angle 15 entre la surface d'appui 4 du corps d'écrou 1 et la surface d'appui 9 de la rondelle de pression 8.
En outre, la rondelle de pression 8 fait avec le plan 17 pouvant s'appliquer contre elle un angle 16 qui peut être par exemple plus petit que l'angle 15. il peut cependant être également avantageux que les deux angles 15 et 16 soient choisis égaux ou bien qu'également seulement un des angles 15 ou 16 soit prévu, et qu'aliors soit la surface d'appui 4 et la surface d'appui 9 ne fassent pas d'angle entre elles, soit la surface inférieure de la rondelle de pression 8 coïncide avec le plan 17.
Comme autre particularité, cet écrou composite 7 comporte, sur son côté opposé à la rondelle de pression 8, une zone de fixation ou de blocage 18 en forme de fourreau, comme cela a été décrit et représenté par exemple dans la demande de brevet allemand 195 32 709.8, la demande de brevet allemand DE-OS 43 07 090 et la demande de brevet allemand DE-OS 43 07 091, dont le contenu et le principe inventif sont ainsi incorporés dans cette description. La zone de blocage 18 peut cependant être également constituée par d'autres éléments de blocage intrinsèquement connus, comme par exemple une bague en matière plastique (par exemple en polyamide (PA)), des empreintes ou un collet ovalisé.
Les revendications déposées avec la demande de brevet sont des propositions de rédaction sans effet préjudiciable pour l'obtention d'une protection future par brevet. La Demanderesse se réserve encore de revendiquer d'autres caractéristiques mises en évidence jusqu'à maintenant seulement dans la description et/ou sur les dessins.
Les rattachements utilisés dans les revendications secondaires se rapportent à d'autres mises en oeuvre de l'objet de la revendication principale par les caractéristiques de la revendication secondaire correspondante mais il ne faut pas les considérer comme un renoncement à l'obtention d'une protection indépendante particulière des caractéristiques des revendications secondaires rattachées.
Les objets de ces revendications secondaires constituent également des inventions particulières qui sont d'une conception indépendante des objets des revendications secondaires antérieures.
L'invention n'est également pas limitée aux exemples de réalisation donnés dans la description.
Au contraire, dans le cadre de l'invention, il est possible d'envisager de nombreuses variations et modifications, notamment des variantes, éléments et combinaisons et/ou matières qui sont inventifs, par exemple par combinaison ou modification de certaines particularités, ou éléments, ou étapes opératoires, qui ont été décrits en relation avec ceux décrits dans la description générale, les formes de réalisation et les revendications et qui sont contenus dans les dessins en conduisant, par une combinaison de particularités à un nouvel objet, ou à de nouvelles étapes opératoires, ou à de nouvelles séquences d'étapes opératoires, pour autant également que cela concerne des procédés de fabrication, de contrôle et de mise en oeuvre.
Claims (19)
1. Procédé de fabrication d'un écrou composite constitué d'un corps d'écrou et d'une rondelle de pression et pourvu d'une partie d'entraînement, comme d'une partie à plusieurs pans, servant à l'engagement d'un outil, et d'une zone d'appui, qui peut être amenée en contact avec la rondelle de pression disposée sur le corps d'écrou sans possibilité de perte et comportant un évidement central dans lequel pénètre axialement, au moins en partie, un collet formé unitairement avec le corps d'écrou, ce collet étant élargi pour créer la liaison anti-perte et étant disposé en chevauchement ou en accrochage radial partiel avec la rondelle de pression, procédé caractérisé par la séquence d'opérations suivantes
a)fabrication du corps d'écrou et de la rondelle de pression
b)assemblage du corps d'écrou et de la rondelle de pression
c)élargissement du collet,
d)réalisation du filetage.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que des corps d'écrou et/ou des rondelles de pression sont fabriqués par formage dans la masse.
3. Procédé selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que des corps d'écrou et/ou des rondelles de pression sont fabriqués par estampage à chaud.
4. Procédé selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des corps d'écrou et/ou des rondelles de pression sont fabriqués par estampage à froid.
5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la rondelle de pression est soumise, après l'estampage à chaud, à un processus d'estampage à froid.
6. Procédé selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que des corps d'écrou et/ou des rondelles de pression sont soumis à une opération de tournage.
7. Procédé selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que des corps d'écrou et/ou des rondelles de pression sont traités par trempe et revenu.
8. Procédé selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que des corps d'écrou et/ou des rondelles de pression sont traités en surfaces.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le traitement de surfaces est effectué après l'assemblage du corps d'écrou et de la rondelle de pression.
10. Procédé selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le filetage est réalisé par usinage ou par taraudage.
11. Ecrou composite formé d'un corps d'écrou et d'une rondelle de pression et comprenant une partie d'entraînement, comme une partie à plusieurs pans, servant à recevoir un outil ainsi qu'une zone d'appui, qui peut être amenée en contact avec la rondelle de pression, disposée sur le corps d'écrou sans possibilité de perte et comportant un évidement central dans lequel est engagé axialement au moins en partie un collet formé unitairement avec le corps d'écrou, ce collet étant élargi pour créer la liaison anti-perte et étant disposé en chevauchement ou accrochage radial partiel avec la rondelle de pression, écrou étant caractérisé en ce qu'il est fabriqué par un procédé selon au moins une des revendications précédentes.
12. Ecrou selon la revendication 11, caractérisé en ce que la rondelle de pression est maintenue de façon relativement tournante sur le corps d'écrou.
13. Ecrou selon une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que la zone d'appui de la rondelle de pression, située à l'opposé du corps d'écrou, est réalisée plane.
14. Ecrou selon une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que la zone d'appui de la rondelle de pression, située à l'opposé du corps d'écrou, est réalisée concave.
15. Ecrou selon la revendication 14, caractérisé en ce que la section, l'étendue radiale, la courbure (hauteur axiale de la zone concave ou conique) et le matériau de la rondelle de pression sont choisis de telle sorte que, lorsque l'écrou est serré, il se produise une déformation sensiblement élastique de la rondelle de pression.
16. Ecrou selon une des revendications 14 ou 15, caractérisé en ce que la zone d'appui de l'écrou et la surface, dirigée vers lui, de la rondelle de pression font entre elles un angle dont les côtés sont orientés en éloignement de l'axe central de l'écrou.
17. Ecrou selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'angle formé entre la zone d'appui de l'écrou et la rondelle de pression est plus grand que l'angle formé entre la zone d'appui, de profil concave, de la rondelle de pression et le plan qui peut s'appliquer contre la lisière axiale, opposée au corps d'écrou, de la rondelle de pression.
18. Ecrou selon une des revendications 11 à 17, caractérisé en ce qu'il est prévu une zone de blocage en forme de fourreau, fendue dans la direction longitudinale, formée sur le côté de la partie d'entraînement qui est opposé à la rondelle de pression et qui comporte des languettes de blocage disposées, dans la direction circonférencielle, entre les fentes.
19. Ecrou selon une des revendications 11 à 18, caractérisé par son utilisation comme un écrou de roue, notamment dans des véhicules utilitaires, comme par exemple des camions.
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