FR3132129A1

FR3132129A1 - Boulon comprenant un écrou permettant d’exercer un effort de traction, outil de serrage permettant d’appliquer une précharge au boulon et procédé de serrage du boulon

Info

Publication number: FR3132129A1
Application number: FR2200691A
Authority: FR
Inventors: Julien BIGOT; Charly FOISSAC; Guillaume Pichon
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2022-01-27
Filing date: 2022-01-27
Publication date: 2023-07-28
Anticipated expiration: 2042-01-27
Also published as: FR3132129B1

Abstract

Boulon comprenant un écrou permettant d’exercer un effort de traction, outil de serrage permettant d’appliquer une précharge au boulon et procédé de serrage du boulon L'invention a pour objet un boulon comprenant une tige (28) au moins partiellement filetée ainsi qu’un écrou (30) configuré pour se visser sur la tige (28). Selon l’invention, l’écrou (30) est configuré pour permettre d’appliquer une précharge, lors du vissage de l’écrou (30), en exerçant sur l’écrou (30) un effort de traction comprenant une composante parallèle à une direction de vissage et orienté dans un sens allant d’une première face de l’écrou (30) plaquée contre une pièce (24) d’un assemblage vers une deuxième face de l’écrou (30) opposée à la première face. Ainsi, la précharge est appliquée sans avoir besoin de tirer directement sur la tige (28). L’invention a également pour objet un outil de serrage dudit boulon permettant d’appliquer une précharge ainsi qu’un procédé de serrage dudit boulon. Figure 13

Description

Boulon comprenant un écrou permettant d’exercer un effort de traction, outil de serrage permettant d’appliquer une précharge au boulon et procédé de serrage du boulon

La présente demande se rapporte à un boulon comprenant un écrou permettant d’exercer un effort de traction, à un outil de serrage permettant d’appliquer une précharge au boulon ainsi qu’à un procédé de serrage du boulon.

Selon un mode de réalisation, un assemblage comprend au moins deux pièces ainsi qu’au moins un boulon permettant de maintenir les deux pièces plaquées l’une contre l’autre. Selon une configuration, un boulon comprend une tige filetée qui présente une tête plaquée contre une face d’une première pièce ainsi qu’un écrou vissé sur la tige filetée et plaqué contre une face d’une deuxième pièce.

Selon un mode de réalisation visible sur les figures 1 et 2, un écrou 10 comprend une première face 10.1 configurée pour être plaquée contre une pièce d’un assemblage, une deuxième face 10.2 sensiblement parallèle à la première face 10.1, un trou traversant 12, au moins partiellement taraudé, qui débouche au niveau des première et deuxième faces 10.1, 10.2 et présente un axe A12 sensiblement perpendiculaire aux première et deuxième faces 10.1, 10.2, ainsi qu’une face latérale 14 qui relie les première et deuxième faces 10.1, 10.2. Cette face latérale 14 comprend un premier tronçon 14.1, adjacent à la première face 10.1, qui présente une première section transversale (perpendiculaire à l’axe A12) circulaire et concentrique à l’axe A12, un deuxième tronçon 14.2, adjacent à la deuxième face 10.2, qui présente une deuxième section transversale hexagonale inférieure à la première section ainsi qu’un tronçon intermédiaire 14.3, intercalé entre les premier et deuxième tronçons 14.1, 14.2, qui présente ici une forme tronconique. Selon ce mode de réalisation, l’écrou présente des sections qui diminuent de la première face 10.1 vers la deuxième face 10.2

Pour obtenir un assemblage optimal, il est nécessaire de contrôler la précharge appliquée au boulon lors de son serrage. A cet effet, la tige filetée présente une sur-longueur. Cette sur-longueur peut être sécable. En complément, un outil de serrage du boulon comprend une pince adaptée pour pincer la sur-longueur de la tige filetée afin d’exercer un effort de traction sur cette dernière et une tête rotative adaptée pour coopérer avec l’écrou afin de le faire pivoter.

Le procédé de serrage du boulon comprend une première étape de vissage de l’écrou pour que l’écrou se rapproche d’une pièce de l’assemblage, puis une deuxième étape de traction de la tige filetée en tirant directement sur cette dernière en fonction de la précharge souhaitée. Après cette deuxième étape, l’écrou est de nouveau espacé de la pièce de l’assemblage. Le procédé de serrage comprend une troisième étape de vissage de l’écrou jusqu’à ce qu’il vienne en contact avec la pièce de l’assemblage, l’effort de traction étant maintenu sur la tige filetée, puis une quatrième étape de retrait de la sur-longueur.

Ce mode de réalisation permet de maîtriser la précharge appliquée à un boulon lors de son montage. Toutefois, il n’est pas optimal car les sur-longueurs des tiges filetées constituent une quantité de matière non négligeable mise au rebut à l’issue du serrage des boulons.

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 permettant de maintenir assemblées au moins deux pièces d’un assemblage, comprenant une tige au moins partiellement filetée et présentant un pas de vis donné, ainsi qu’un écrou, configuré pour se visser sur la tige, comportant une première face configurée pour être plaquée contre l’une des pièces de l’assemblage, une deuxième face opposée à la première face, un trou traversant au moins partiellement taraudé, débouchant au niveau des première et deuxième faces et présentant un axe parallèle à une direction de vissage, ainsi qu’une face latérale reliant les première et deuxième faces.

Selon l’invention, l’écrou comprend au moins une première section transversale proche de la première face ainsi qu’une deuxième section transversale proche de la deuxième face, de dimension supérieure à la première section transversale et permettant de pouvoir exercer sur l’écrou un effort de traction comprenant une composante parallèle à la direction de vissage et orienté dans un sens allant de la première face vers la deuxième face.

Cette conception particulière de l’écrou permet de pouvoir appliquer une précharge sans agir sur une sur-longueur de la tige mais en agissant sur l’écrou. Par conséquent, cette sur-longueur n’est plus nécessaire, ce qui permet d’alléger l’écrou.

Selon une autre caractéristique, la face latérale comprend un premier tronçon adjacent à la première face et présentant une première section transversale circulaire et concentrique à l’axe du trou traversant ainsi qu’un deuxième tronçon adjacent à la deuxième face, présentant une deuxième section transversale et comprenant au moins un méplat. En complément, la face latérale comprend une gorge de traction s’étendant sur toute la circonférence de l’écrou et présentant une section longitudinale adaptée pour permettre d’exercer l’effort de traction sur l’écrou, la gorge de traction étant intercalée entre les premier et deuxième tronçons.

L’invention a également pour objet un procédé de serrage d’un boulon selon l’une des caractéristiques précédentes, ledit procédé comprenant une étape de vissage de l’écrou, sans précharge, pour que l’écrou se rapproche d’une pièce d’un assemblage, une étape d’application d’une précharge dans la tige et une étape de vissage de l’écrou en maintenant la précharge jusqu’à ce que l’écrou soit en contact avec la pièce de l’assemblage. Selon l’invention, lors de l’étape d’application de la précharge, un effort de traction comprenant au moins une composante parallèle à la direction de vissage et orienté dans un sens allant de la première face vers la deuxième face est exercé sur ledit écrou.

L’invention a également pour objet un outil de serrage permettant de serrer un boulon selon l’une des caractéristiques précédentes, ledit outil comprenant une première partie configurée pour prendre appui contre une pièce d’un assemblage. Selon une caractéristique de l’invention, l’outil de serrage comprend une deuxième partie configurée pour coopérer avec l’écrou afin d’exercer un effort de traction sur l’écrou et/ou de visser l’écrou.

Selon une autre caractéristique, la deuxième partie comprend :

au moins deux mors comportant chacun :
1. une jambe présentant un première face orientée vers l’écrou en fonctionnement ainsi qu’une deuxième face opposée à la première face, orientée parallèlement à l’axe du trou traversant de l’écrou et s’étendant entre une première extrémité orientée vers l’écrou en fonctionnement et une deuxième extrémité opposée à la première extrémité,
2. une tête positionnée au niveau de la première extrémité de la jambe, en saillie par rapport à la première face de la jambe,
un corps auquel est reliée la deuxième extrémité de chaque jambe par une articulation configurée pour permettre aux premières extrémités des jambes des mors de s’écarter ou de se rapprocher.

Selon une autre caractéristique, la première partie comprend un tube cylindrique présentant une face d’extrémité configurée pour prendre appui contre la pièce de l’assemblage, les mors étant intercalés entre l’écrou et le tube en fonctionnement, le tube présentant un diamètre intérieur dimensionné de manière à maintenir la première face de la jambe de chaque mors plaquée contre l’écrou.

Selon une autre caractéristique, l’outil de serrage comprend une liaison coulissante reliant le tube et un support, ladite liaison coulissante permettant au tube de se translater en fonctionnement entre une première position dans laquelle le tube n’encercle pas les premières extrémités des jambes des mors leur permettant de s’écarter et une deuxième position dans laquelle le tube encercle les premières extrémités des jambes des mors les empêchant de s’écarter.

Selon une autre caractéristique, l’outil de serrage comprend une liaison hélicoïdale reliant la deuxième partie à un support, présentant un pas de vis donné et permettant à la deuxième partie de se translater selon une direction de vissage afin d’exercer un effort de traction sur l’écrou et/ou de pivoter autour de l’axe du trou traversant de l’écrou afin de visser l’écrou.

Selon une autre caractéristique, l’outil de serrage comprend une troisième partie configurée pour coopérer avec la tige du boulon, la troisième partie étant solidaire d’un référentiel fixe. En complément, l’outil de serrage comprend un premier moteur permettant de faire pivoter, autour d’un axe de pivotement, la deuxième partie par rapport à la troisième partie.

Selon une autre caractéristique, l’outil de serrage comprend un deuxième moteur permettant de faire pivoter autour de l’axe de pivotement le support par rapport à la troisième partie.

Selon une autre caractéristique, l’outil de serrage comprend un premier capteur permettant de mesurer un effort longitudinal, parallèle à la direction de vissage, transitant dans la deuxième partie et/ou un deuxième capteur permettant de mesurer un déplacement selon la direction de vissage entre les première et deuxième parties.

L’invention a également pour objet un procédé de serrage d’un boulon à l’aide d’un outil de serrage selon l’une des caractéristiques précédentes.

Selon un mode opératoire, pour visser l’écrou sans précharge, seul le premier moteur est activé si les pas de vis de la tige et de la liaison hélicoïdale sont identiques ou bien les premier et deuxième moteurs sont activés si les pas de vis de la tige et de la liaison hélicoïdale sont différents, les vitesses de rotation des premier et deuxième moteurs étant ajustées pour compenser la différence entre les pas de vis de la tige et de la liaison hélicoïdale.

Selon un mode opératoire, seul le deuxième moteur est activé pour appliquer une précharge jusqu’à ce qu’un effort longitudinal mesuré par le premier capteur corresponde à la précharge souhaitée.

Selon un mode opératoire, pour visser l’écrou en maintenant une précharge, les premier et deuxième moteurs sont activés en sens opposé et à des vitesses de rotation identiques si les pas de vis de la tige et de la liaison hélicoïdale sont identiques ou bien à des vitesses de rotation différentes si les pas de vis de la tige et de la première liaison hélicoïdale sont différents, les vitesses de rotation des premier et deuxième moteurs étant ajustées pour compenser la différence entre les pas de vis de la tige et de la première liaison hélicoïdale.

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 écrou illustrant un mode de réalisation de l’art antérieur,

est une coupe longitudinale de l’écrou visible sur la ,

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

est une coupe longitudinale de l’écrou visible sur la ,

représente des coupes illustrant différentes sections envisageables pour la gorge de traction d’un écrou,

est une vue en perspective d’un outil de serrage d’un boulon illustrant un mode de réalisation de l’invention,

est une vue en perspective d’un assemblage comprenant un boulon à l’état désassemblé illustrant un mode de réalisation de l’invention,

est une vue en perspective de l’assemblage visible sur la , le boulon n’étant pas préchargé et son écrou coopérant avec sa tige filetée,

est une vue en perspective de l’assemblage visible sur la lors d’une étape de mise en place d’une partie de l’outil de serrage coopérant avec la tige filetée du boulon,

est une vue en perspective de l’assemblage visible sur la lors d’une étape de mise en place d’une partie de l’outil de serrage coopérant avec la gorge de traction de l’écrou du boulon,

est une vue en perspective de l’assemblage visible sur la lors d’une étape de mise en place d’une partie extérieure de l’outil de serrage susceptible d’être en contact avec une pièce de l’assemblage,

est une vue en perspective de l’assemblage visible sur la lors d’une étape de vissage de l’écrou sans précharge, la partie extérieure de l’outil étant représentée en transparence,

est une vue en perspective de l’assemblage visible sur la lors d’une étape de traction sur l’écrou afin d’appliquer une précharge au boulon, la partie extérieure de l’outil étant représentée en transparence,

est une vue en perspective de l’assemblage visible sur la lors d’une étape de vissage de l’écrou jusqu’à ce qu’il vienne au contact d’une pièce de l’assemblage en appliquant une précharge, la partie extérieure de l’outil étant représentée en transparence,

est une vue en perspective de l’assemblage visible sur la lors d’une étape de retrait de la partie extérieure de l’outil de serrage,

est une vue en perspective de l’assemblage visible sur la lors d’une étape de retrait des autres parties de l’outil de serrage,

est une représentation schématique d’un outil de serrage illustrant un mode de réalisation de l’invention,

est une représentation schématique d’un outil de serrage motorisé illustrant un mode de réalisation de l’invention lors d’une étape de vissage de l’écrou d’un boulon sans précharge,

est une représentation schématique de l’outil de serrage visible sur la lors d’une étape de précharge du boulon,

est une représentation schématique de l’outil de serrage visible sur la lors l’une étape de vissage de l’écrou en appliquant une précharge, et

est une représentation schématique d’un outil de serrage illustrant un autre mode de réalisation de l’invention lors d’une étape de vissage d’un écrou d’un boulon en appliquant une précharge.

Selon un mode de réalisation visible sur les figures 7 à 16, un assemblage 20 comprend au moins deux pièces 22, 24 ainsi qu’au moins un boulon 26 maintenant les pièces 22, 24 assemblées.

Selon une configuration, l’assemblage 20 comprend des première et deuxième pièces 22, 24, la première pièce 22 présentant une première face 22.1, une deuxième face 22.2 opposée à la première face 22.1 et orientée vers la deuxième pièce 24 ainsi qu’un trou traversant 22.3 qui débouche au niveau des première et deuxième faces 22.1, 22.2, la deuxième pièce 24 présentant une première face 24.1, une deuxième face 24.2 opposée à la première face 24.1 et orientée vers la première pièce 22 ainsi qu’un trou traversant 24.3 qui débouche au niveau des première et deuxième faces 24.1, 24.2.

Le boulon 26 comprend une tige 28 au moins partiellement filetée se logeant dans les trous traversants 22.3, 24.3 des pièces 22, 24 de l’assemblage 20 ainsi qu’un écrou 30 vissé sur la tige 28, en appui contre la première face 24.1 de la deuxième pièce 24.

Selon une première configuration, la tige 28 correspond à la tige d’une vis qui comprend une tête 32 solidaire de la tige 28 et prenant appui contre la première pièce 22.

Selon une deuxième configuration, la tige 28 correspond à la tige d’un goujon (sans tête) vissé dans la première pièce 22.

Selon un mode de réalisation visible sur la , la tige 28 s’étend entre des première et deuxième extrémités 28.1, 28.2. En présence d’une tête 32, cette dernière est positionnée au niveau de la première extrémité 28.1. En fonctionnement, la première extrémité 28.1 est immobilisée par rapport à la première pièce 22 et la deuxième extrémité 28.2 est en saillie par rapport à la deuxième pièce 24.

La tige 28 présente un axe longitudinal A28 reliant les première et deuxième extrémités 28.1, 28.2. La tige 28 comprend, au niveau de sa deuxième extrémité 28.2, une face d’extrémité F28.2, sensiblement plane et perpendiculaire à l’axe longitudinal A28, à partir de laquelle est vissé l’écrou 30.

Pour la suite de la description, une direction de vissage est parallèle à l’axe longitudinal A28. Un plan transversal est perpendiculaire à l’axe longitudinal A28. Une longueur correspond à une dimension d’un élément prise selon la direction de vissage.

La tige 28 comprend une portion filetée 34 qui s’étend à partir de sa deuxième extrémité 28.2.

Comme illustré en détail sur les figures 3 et 4, l’écrou 30 comprend une première face 30.1 configurée pour être plaquée contre la première face 24.1 de la deuxième pièce 24, une deuxième face 30.2 opposée à la première face 30.1, sensiblement parallèle à la première face 30.1, ainsi qu’un trou traversant 36 au moins partiellement taraudé, débouchant au niveau des première et deuxième faces 30.1, 30.2, présentant un axe A36 sensiblement perpendiculaire aux première et deuxième faces 30.1, 30.2 et configuré pour se visser sur la portion filetée 34 de la tige 28. L’axe A36 est parallèle à la direction de vissage.

L’écrou 30 comprend également une face latérale 38 reliant les première et deuxième faces 30.1, 30.2. Cette face latérale 38 comprend un premier tronçon 38.1, adjacent à la première face 30.1, qui présente une première section transversale (perpendiculaire à l’axe A36) circulaire et concentrique à l’axe A36, un deuxième tronçon 38.2, adjacent à la deuxième face 30.2, qui présente une deuxième section transversale hexagonale. Bien entendu, la deuxième section n’est pas limitée à cette section hexagonale. Elle pourrait être octogonale, carrée ou autres. Quel que soit le mode de réalisation, la deuxième section comprend au moins une portion rectiligne de manière à ce que le deuxième tronçon 38.2 comprenne au moins un méplat.

Selon une particularité, la face latérale 38 comprend au moins une gorge de traction 40 positionnée dans un plan transversal et espacé de la deuxième face 30.2. Selon un agencement, la gorge de traction est intercalée entre les premier et deuxième tronçons 38.1, 38.2. Dans ce cas, la deuxième section du deuxième tronçon 38.2 est supérieure à celle du premier tronçon 38.1.

Selon une configuration, dans le cas d’un deuxième tronçon 38.2 à section hexagonale, la première section circulaire du premier tronçon 38.1 est inscrite dans la section hexagonale du deuxième tronçon 38.2. En vue de dessus, les portions rectilignes de la deuxième section sont tangentes à la première section circulaire.

Selon un mode de réalisation, la gorge de traction 40 s’étend sur toute la circonférence de l’écrou 30.

Dans un plan longitudinal, la gorge de traction 40 peut avoir différentes sections longitudinales.

Selon des modes de réalisation visibles sur la , la gorge de traction 40 présente une section longitudinale adaptée pour permettre d’exercer sur l’écrou 30 un effort de traction comprenant une composante parallèle à l’axe du trou traversant 36. La gorge de traction 40 peut avoir une section longitudinale courbe, plus ou moins longue et/ou plus ou moins profonde (dimension prise selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale). La gorge de traction 40 peut avoir une section longitudinale polygonale, comme carrée, rectangulaire ou triangulaire par exemple. Les sections longitudinales envisageables pour la gorge de traction 40 ne sont pas limitées à celles visibles sur la . Quel que soit le mode de réalisation, l’écrou 30 comprend au moins une première section transversale (le fond de la gorge de traction 40 par exemple) ainsi qu’une deuxième section transversale (le deuxième tronçon 38.2 par exemple), plus proche de la deuxième face 30.2 et plus importante que la première section transversale, permettant de pouvoir exercer sur l’écrou 30 un effort de traction comprenant une composante parallèle à la direction de vissage et orienté dans un sens allant de la première face 30.1 vers la deuxième face 30.2.

Le trou traversant 36 peut être taraudé sur toute sa longueur ou seulement sur une partie, comme sur une portion s’étendant à partir de la deuxième face 30.2 de l’écrou 30 ainsi que sur une longueur sensiblement égale à la distance séparant le premier tronçon 38.1 de la face latérale 38 et la deuxième face 30.2 par exemple.

Selon un mode de réalisation visible sur la , la tige 28 comprend une empreinte 42 configurée pour permettre d’immobiliser en rotation la tige 28. Selon une configuration, l’empreinte 42 est située sur la face d’extrémité F28.2. Cette empreinte 42 présente, dans un plan transversal, une section transversale polygonale, notamment hexagonale. L’invention n’est pas limitée à cette section transversale. Quelle que soit la configuration, la section transversale de l’empreinte 42 comprend au moins une portion rectiligne.

L’empreinte 42 de la tige 28 présente une longueur suffisante pour permettre une immobilisation en rotation de la tige 28.

Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation pour immobiliser la tige 28 en rotation. Dans certains cas, l’empreinte 42 n’est pas nécessaire, notamment lorsque la vis comprend une tête 32 immobilisée en rotation dans un logement ou par tout autre moyen comme une clé par exemple.

Selon un mode de réalisation visible sur les figures 6 et 17, un outil de serrage 44 adapté au boulon 26 comprend une première partie 46, également dite partie extérieure, configurée pour prendre appui contre la deuxième pièce 24 de l’assemblage ainsi qu’une deuxième partie 48 configurée pour coopérer avec l’écrou 30 afin d’exercer un effort de traction sur l’écrou 30 et/ou de visser l’écrou 30. En présence d’une empreinte 42, l’outil de serrage comprend une troisième partie 50 configurée pour coopérer avec la tige 28 du boulon 26 et plus particulièrement son empreinte 42.

Selon une configuration, la deuxième partie 48 comprend au moins deux mors 52 comportant chacun une jambe 54, qui s’étend entre une première extrémité 54.1 orientée vers l’écrou 30 en fonctionnement et une deuxième extrémité 54.2 opposée à la première extrémité 54.1, ainsi qu’une tête 56 positionnée au niveau de la première extrémité 54.1 de la jambe 54.

La jambe 54 est orientée parallèlement à la direction longitudinale en fonctionnement et comprend une première face F54 sensiblement plane, orientée vers l’écrou 30 en fonctionnement, ainsi qu’une deuxième face F54’ courbe, opposée à la première face F54. La tête 56 est en saillie par rapport à la première face F54 et présente une section longitudinale identique à celle de la gorge de traction 40.

Selon un agencement, la deuxième partie 48 comprend trois mors 52 positionnés régulièrement autour de l’écrou 30, les premières faces F54 des mors 54 plates étant plaquées contre trois faces de la section hexagonale de l’écrou 30.

Selon un mode de réalisation visible sur la , la deuxième partie 48 comprend un corps 58 auquel est reliée la deuxième extrémité 54.2 de chaque jambe 54 par une articulation configurée pour permettre aux premières extrémités des mors 52 de s’écarter ou de se rapprocher lors du positionnement des têtes 56 des mors 52 dans la gorge de traction 40.

Selon une configuration, la première partie 46 comprend un tube 60 cylindrique présentant une face d’extrémité F60 configurée pour prendre appui contre la deuxième pièce 24 de l’assemblage 20. En fonctionnement, les mors 52 sont intercalés entre l’écrou 30 et le tube 60, ce dernier présentant un diamètre intérieur dimensionné de manière à maintenir la première face F54 de la jambe 54 de chaque mors 52 plaquée contre l’écrou 30. Ainsi, lorsque le tube 60 est emmanché autour des mors 52, la tête 56 de chaque mors 52 est maintenue dans la gorge de traction 40 et ne peut pas en sortir.

Selon une configuration, la troisième partie 50 comprend une tige 62 présentant un tronçon d’extrémité 62.1 ayant une section transversale configurée pour coopérer avec l’empreinte 42. Dans le cas d’une empreinte 42 à section hexagonale, le tronçon d’extrémité 62.1 présente une section hexagonale sensiblement égale ou très légèrement inférieure à celle de l’empreinte 42.

Selon un mode de réalisation visible sur la , l’outil de serrage 44 comprend un support 64 supportant les première, deuxième et troisième parties 46, 48, 50.

L’outil de serrage comprend au moins une première liaison 66 reliant directement ou indirectement la deuxième partie 48 et le support 64, ladite première liaison 66 permettant à la deuxième partie 48 de se translater selon une direction parallèle à la direction de vissage afin d’exercer un effort de traction sur l’écrou 30 et/ou de pivoter autour de l’axe A36 du trou traversant 36 de l’écrou 30 afin de visser l’écrou 30.

L’outil de serrage comprend une deuxième liaison 68 coulissante, de type glissière ou pivot glissant, reliant directement ou indirectement le tube 60 de la première partie 46 et le support 64, permettant au tube 60 de se translater selon une direction longitudinale en fonctionnement entre une première position, en pointillés sur la , dans laquelle le tube 60 n’encercle pas les premières extrémités 54.1 des jambes 54 des mors 52 leur permettant de s’écarter et une deuxième position, en traits forts sur la , dans laquelle le tube 60 encercle les premières extrémités 54.1 des jambes 54 des mors 52 les empêchant de s’écarter.

La troisième partie 50 peut être reliée directement ou indirectement au support 64 par une liaison complète ou par une liaison pivotante.

Le principe de fonctionnement de l’outil de serrage 44 et un procédé de serrage du boulon 26 sont décrits au regard des figures 7 à 16.

Comme illustré sur les figures 7 et 8, l’écrou 30 est engagé sur la tige 28 filetée.

Le procédé comprend une étape de mise en place de la troisième partie 50 de l’outil de serrage 44 en insérant son tronçon d’extrémité 62.1 dans l’empreinte 42 de la tige 28, comme illustré sur la , une étape de mise en place de la deuxième partie 48 en positionnant la tête 56 de chaque mors 52 dans la gorge de traction 40, comme illustré sur la , puis une étape de mise en place de la première partie 46 en positionnant le tube 60 autour des mors 52, comme illustré sur la .

Le procédé comprend une étape de vissage de l’écrou 30, sans précharge, en faisant pivoter la deuxième partie 48 jusqu’à ce que l’écrou 30 se rapproche de la deuxième pièce 24 de l’assemblage et vienne par exemple en contact avec la deuxième pièce 24 de l’assemblage 20, comme illustré sur la . Le vissage de l’écrou s’effectue au moins jusqu’à ce que le filetage de l’écrou 30 soit vissé sur la portion filetée 34 de la tige 28. Ensuite, le procédé comprend une étape d’application d’une précharge dans la tige 28 en écartant la deuxième partie 48 de la deuxième pièce 24 de l’assemblage 20, comme illustré sur la . A l’issue de cette étape d’application de la précharge, l’écrou 30 est écarté de la deuxième pièce 24 de l’assemblage 20. Le procédé comprend, ensuite, une étape de vissage de l’écrou 30 en maintenant la précharge et en faisant pivoter la deuxième partie 48 jusqu’à ce que l’écrou 30 soit en contact avec la deuxième 24 de l’assemblage 20. Dès lors, le boulon est serré et précontraint avec la précharge souhaitée. Selon une particularité de l’invention, lors de l’étape d’application de la précharge, un effort de traction comprenant au moins une composante parallèle à la direction de vissage et orienté dans un sens allant de la première face 30.1 vers la deuxième face 30.2 est exercé sur l’écrou 30 et non sur la tige 28.

Le procédé comprend enfin une étape de retrait de la première partie 46, comme illustré sur la , ainsi que des deuxième et troisième parties 48, 50, comme illustré sur la .

Selon un autre mode de réalisation visible sur les figures 18 à 20, l’outil de serrage 44 comprend au moins un moteur 70 et au moins un capteur 72 pour contrôler de manière automatique l’application d’une précharge donnée lors du serrage du boulon 26.

Selon ce mode de réalisation, la première liaison 66 reliant le support 64 et la deuxième partie 48 est hélicoïdale et présente un pas de vis donné qui peut être identique à ou différent de celui de la tige 28 filetée du boulon 26.

La deuxième partie 48 comprend un premier capteur 72 permettant de mesurer un effort longitudinal, orienté selon une direction longitudinale, transitant dans la deuxième partie 48, notamment dans son corps 58.

L’outil de serrage 44 comprend un premier moteur 70 permettant de faire pivoter, autour d’un axe de pivotement sensiblement confondu avec l’axe A36 du trou traversant 36 de l’écrou 30, la deuxième partie 48 par rapport à la troisième partie 50 solidaire d’un référentiel 74 fixe.

La troisième partie 50 étant solidaire du référentiel 74 fixe, l’outil de serrage 44 comprend un deuxième moteur 70’ permettant de faire pivoter autour de l’axe de pivotement le support 64 par rapport à la troisième partie 50 et donc par rapport au référentiel 74 fixe. Afin de conserver le tube 60 fixe par rapport au référentiel 74 et donc par rapport à la deuxième pièce 24 de l’assemblage, la deuxième liaison 68 est également pivotante.

Selon un autre mode de réalisation visible sur la , l’outil de serrage 44 comprend un deuxième capteur 72’ permettant de mesurer un déplacement selon une direction parallèle à la direction de vissage entre les première et deuxième parties 46, 48.

Le principe de fonctionnement de l’outil de serrage 44 visible sur les figures 18 à 20 est maintenant décrit.

Après la mise en place des première, deuxième et troisième parties 46, 48, 50, le premier moteur 70 est activé pour visser l’écrou sans précharge. Si les pas de vis de la tige 28 et de la première liaison 66 hélicoïdale sont identiques, seul le premier moteur 70 est activé. Si les pas de vis de la tige 28 et de la première liaison 66 hélicoïdale sont différents, le deuxième moteur 70’ est également activé. Si les premier et deuxième moteurs 70, 70’ sont activés, leur vitesse de rotation est ajustée pour compenser la différence entre les pas de vis de la tige 28 et de la première liaison 66 hélicoïdale. En variante, les vitesses de rotation des premier et deuxième moteurs 70, 70’ sont ajustées de manière à conserver un effort longitudinal mesuré par le premier capteur 72 nul. L’écrou 30 est vissé sans précharge jusqu’à ce qu’il soit en contact avec la deuxième pièce 24 de l’assemblage 20.

Pour appliquer la précharge souhaitée, seul le deuxième moteur 70’ est activé. Ce dernier est activé jusqu’à ce que l’effort longitudinal mesuré par le premier capteur 72 corresponde à la précharge souhaitée.

Pour visser l’écrou 30 en conservant la précharge inchangée, si les pas de vis de la tige 28 et de la première liaison 66 hélicoïdale sont identiques, les premier et deuxième moteurs 70, 70’ sont activés en sens opposé et à la même vitesse de rotation jusqu’à une variation soudaine de l’effort longitudinal mesuré par le premier capteur 72. Si les pas de vis de la tige 28 et de la première liaison 66 hélicoïdale sont différents, les premier et deuxième moteurs 70, 70’ sont activés en sens opposé et à des vitesses de rotation différentes jusqu’à une variation soudaine de l’effort longitudinal mesuré par le premier capteur 72. Les vitesses de rotation des premier et deuxième moteurs 70, 70’ sont ajustées pour compenser la différence entre les pas de vis de la tige 28 et de la première liaison 66 hélicoïdale.

Selon le mode de réalisation visible sur la , pour visser l’écrou 30 en conservant la précharge inchangée, les premier et deuxième moteurs 70, 70’ sont activés en sens opposé et à des vitesses de rotation identiques ou différentes, en fonction des pas de vis de la tige 28 et de la première liaison 66 hélicoïdale, jusqu’à ce que le deuxième capteur 72’ détecte un mouvement relatif parallèle à la direction de vissage entre les première et deuxième parties 46, 48 correspondant au moment où l’écrou 30 vient en contact avec la deuxième pièce 24 de l’assemblage.

Quel que soit le mode de réalisation, grâce à la présence d’une gorge de traction sur l’écrou 30, il est possible d’exercer une précharge sans agir sur une sur-longueur de la tige 28 qui, par conséquent, n’est plus nécessaire.

Claims

Boulon permettant de maintenir assemblées au moins deux pièces (22, 24) d’un assemblage, comprenant une tige (28) au moins partiellement filetée et présentant un pas de vis donné ainsi qu’un écrou (30), configuré pour se visser sur la tige (28), comportant une première face (30.1) configurée pour être plaquée contre l’une des pièces (24) de l’assemblage, une deuxième face (30.2) opposée à la première face (30.1), un trou traversant (36) au moins partiellement taraudé, débouchant au niveau des première et deuxième faces (30.1, 30.2) et présentant un axe (A36) parallèle à une direction de vissage ainsi qu’une face latérale (38) reliant les première et deuxième faces (30.1, 30.2) ; caractérisé en ce que l’écrou (30) comprend au moins une première section transversale proche de la première face (30.1) ainsi qu’une deuxième section transversale proche de la deuxième face (30.2), de dimension supérieure à la première section transversale et permettant de pouvoir exercer sur l’écrou (30) un effort de traction comprenant une composante parallèle à la direction de vissage et orienté dans un sens allant de la première face (30.1) vers la deuxième face (30.2).
Boulon selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face latérale (38) comprend un premier tronçon (38.1), adjacent à la première face (30.1) et présentant une première section transversale circulaire et concentrique à l’axe (A36) du trou traversant (36), ainsi qu’un deuxième tronçon (38.2), adjacent à la deuxième face (30.2), présentant une deuxième section transversale et comprenant au moins un méplat et en ce que la face latérale (38) comprend une gorge de traction (40) s’étendant sur toute la circonférence de l’écrou (30) et présentant une section longitudinale adaptée pour permettre d’exercer l’effort de traction sur l’écrou (30), la gorge de traction (40) étant intercalée entre les premier et deuxième tronçons (38.1, 38.2).
Procédé de serrage d’un boulon selon l’une des revendications précédentes, ledit procédé comprenant une étape de vissage de l’écrou (30) sans précharge pour que l’écrou (30) se rapproche d’une pièce (24) d’un assemblage (20), une étape d’application d’une précharge dans la tige (28) et une étape de vissage de l’écrou (30) en maintenant la précharge jusqu’à ce que l’écrou (30) soit en contact avec la pièce (24) de l’assemblage (20), caractérisé en ce que, lors de l’étape d’application de la précharge, un effort de traction comprenant au moins une composante parallèle à la direction de vissage et orienté dans un sens allant de la première face (30.1) vers la deuxième face (30.2) soit exercé sur ledit écrou (30).
Outil de serrage permettant de serrer un boulon selon l’une des revendications 1 ou 2, ledit outil comprenant une première partie (46) configurée pour prendre appui contre une pièce (24) d’un assemblage (20), caractérisé en ce que l’outil de serrage comprend une deuxième partie (48) configurée pour coopérer avec l’écrou (30) afin d’exercer un effort de traction sur l’écrou (30) et/ou de visser l’écrou (30).
Outil de serrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la deuxième partie (48) comprend :
au moins deux mors (52) comportant chacun :

une jambe (54) présentant un première face (F54) orientée vers l’écrou (30) en fonctionnement ainsi qu’une deuxième face (F54’) opposée à la première face (F54), orientée parallèlement à l’axe (A36) du trou traversant (36) de l’écrou (30) et s’étendant entre une première extrémité (54.1) orientée vers l’écrou (30) en fonctionnement et une deuxième extrémité (54.2) opposée à la première extrémité (54.1),

une tête (56) positionnée au niveau de la première extrémité (54.1) de la jambe (54), en saillie par rapport à la première face (F54) de la jambe (54),

un corps (58) auquel est reliée la deuxième extrémité (54.2) de chaque jambe (54) par une articulation configurée pour permettre aux premières extrémités (54.1) des jambes (54) des mors (52) de s’écarter ou de se rapprocher.
Outil de serrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première partie (46) comprend un tube (60) cylindrique présentant une face d’extrémité (F60) configurée pour prendre appui contre la pièce (24) de l’assemblage (20), les mors (52) étant intercalés entre l’écrou (30) et le tube (60) en fonctionnement, le tube (60) présentant un diamètre intérieur dimensionné de manière à maintenir la première face (F54) de la jambe (54) de chaque mors (52) plaquée contre l’écrou (30).
Outil de serrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’outil de serrage comprend une liaison (68) coulissante reliant le tube (60) et un support (64), ladite liaison (68) coulissante permettant au tube (60) de se translater en fonctionnement entre une première position dans laquelle le tube (60) n’encercle pas les premières extrémités (54.1) des jambes (54) des mors (52) leur permettant de s’écarter et une deuxième position dans laquelle le tube (60) encercle les premières extrémités (54.1) des jambes (54) des mors (52) les empêchant de s’écarter.
Outil de serrage selon l’une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que l’outil de serrage comprend une liaison (66) hélicoïdale reliant la deuxième partie (48) à un support (64), présentant un pas de vis donné et permettant à la deuxième partie (48) de se translater selon une direction de vissage afin d’exercer un effort de traction sur l’écrou (30) et/ou de pivoter autour de l’axe (A36) du trou traversant (36) de l’écrou (30) afin de visser l’écrou (30).
Outil de serrage selon l’une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que l’outil de serrage comprend une troisième partie (50) configurée pour coopérer avec la tige (28) du boulon (26), la troisième partie (50) étant solidaire d’un référentiel (74) fixe et en ce que l’outil de serrage comprend un premier moteur (70) permettant de faire pivoter, autour d’un axe de pivotement, la deuxième partie (48) par rapport à la troisième partie (50).
Outil de serrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’outil de serrage comprend un deuxième moteur (70’) permettant de faire pivoter, autour de l’axe de pivotement, le support (64) par rapport à la troisième partie (50).
Outil de serrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’outil de serrage comprend un premier capteur (72) permettant de mesurer un effort longitudinal, parallèle à la direction de vissage, transitant dans la deuxième partie (48) et/ou un deuxième capteur (72’) permettant de mesurer un déplacement selon la direction de vissage entre les première et deuxième parties (46, 48).
Procédé de serrage d’un boulon selon l’une des revendications 1 ou 2 à l’aide d’un outil de serrage selon l’une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que, pour visser l’écrou (30) sans précharge, seul le premier moteur (70) est activé si les pas de vis de la tige (28) et de la liaison (66) hélicoïdale sont identiques ou bien les premier et deuxième moteurs (70, 70’) sont activés si les pas de vis de la tige (28) et de la liaison (66) hélicoïdale sont différents, les vitesses de rotation des premier et deuxième moteurs (70, 70’) étant ajustées pour compenser la différence entre les pas de vis de la tige (28) et de la liaison (66) hélicoïdale.
Procédé de serrage d’un boulon à l’aide d’un outil de serrage selon la revendication 11, caractérisé en ce que seul le deuxième moteur (70’) est activé pour appliquer une précharge jusqu’à ce qu’un effort longitudinal mesuré par le premier capteur (72) corresponde à la précharge souhaitée.
Procédé de serrage d’un boulon à l’aide d’un outil de serrage selon l’une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que, pour visser l’écrou en maintenant une précharge, les premier et deuxième moteurs (70, 70’) sont activés en sens opposé et à des vitesses de rotation identiques si les pas de vis de la tige (28) et de la liaison (66) hélicoïdale sont identiques ou bien à des vitesses de rotation différentes si les pas de vis de la tige (28) et de la première liaison (66) hélicoïdale sont différents, les vitesses de rotation des premier et deuxième moteurs (70, 70’) étant ajustées pour compenser la différence entre les pas de vis de la tige (28) et de la première liaison (66) hélicoïdale.