La norme des trous de goupille fendue ne dit pas où placer le trou

Cette page ne donne aucun conseil sur le serrage d’un écrou crénelé. La question qui nous a menés ici a une réponse pratique, et nous l’avons déjà consignée d’après un document de maintenance aéronautique, sur une page consacrée au freinage, qui affirme clairement qu’on ne serre jamais un boulon au couple pour aligner les trous. Le côté écrou du problème est lui aussi traité, sur une page sur les écrous crénelés. Aucune des deux ne s’est penchée sur le trou lui-même, et c’est tout l’objet de cette page. La question provient d’un site public de questions-réponses de mécanique, consulté par son interface ouverte, les outils de navigation que ce site utilise habituellement étant de nouveau indisponibles. Nous avons lu la question et non ses réponses, et aucun nom d’utilisateur n’apparaît ici.

Une norme de trois pages pour deux trous

L’ISO 7378:1983 s’intitule Éléments de fixation, Vis, goujons et boulons, Trous pour goupilles fendues et trous pour fil. Première édition, 1er février 1983, élaborée par l’ISO/TC 2 et diffusée aux comités membres en décembre 1981. Elle est tarifée sur trois pages, et son domaine d’application indique qu’elle fixe les dimensions et la position de ces trous, applicables sauf « spécification contraire dans la norme de produit appropriée ».

Deux caractéristiques sont couvertes, et ce n’est pas la même. Les dessins montrent le trou de goupille fendue traversant la tige près de l’extrémité filetée, coté à partir de la longueur de l’élément de fixation, et le trou pour fil traversant la tête, coté à partir de la hauteur de tête. L’un est destiné à une goupille qui passe dans un créneau d’écrou ; l’autre, à du fil.

L’avant-propos contient un élément qui mérite d’être noté, car c’est une empreinte sur un document qui, autrement, se lit comme de la pure géométrie. Le comité membre des États-Unis a désapprouvé le document pour des raisons techniques. La norme a tout de même été publiée. Nous ignorons quelle était l’objection, et l’aperçu ne le dit pas.

Ce qu’elle fournit

Pour les trous de goupille fendue, le tableau va d’un diamètre de filetage de 4 mm jusqu’à 52 mm et fournit deux chiffres par dimension : le diamètre du trou en H14 et une distance minimale à l’extrémité. Lecture de sa première moitié :

• M4 trou 1 mm, distance minimale à l’extrémité 2,3 mm
• M6 trou 1,6 mm, 3,3 mm
• M8 trou 2 mm, 3,9 mm
• M10 trou 2,5 mm, 4,9 mm
• M12 trou 3,2 mm, 5,9 mm
• M16 trou 4 mm, 7 mm
• M20 trou 4 mm, 7,7 mm

Deux constats apparaissent dès qu’on divise. Selon notre calcul, la distance minimale à l’extrémité passe d’environ 0,58 du diamètre de filetage en M4 à environ 0,39 en M20, et pas de façon régulière : M6 est au-dessus de M5, et M18 et M20 partagent les mêmes 7,7 mm, là où le rapport chute le plus. La distance au bord n’est pas proportionnelle à la dimension, et une règle empirique établie pour un diamètre ne survivra pas à son transfert vers un autre.

Onze dimensions de M4 à M20 ne se partagent que sept diamètres de trou distincts. M6 et M7 prennent tous deux 1,6 mm, M12 et M14 tous deux 3,2 mm, et M16, M18 et M20 tous 4 mm. Le trou reste immobile pendant que le boulon grandit.

Le tableau des trous pour fil est distinct et ne concorde pas avec celui des trous de goupille. En M12, le trou de goupille fendue fait 3,2 mm et le trou pour fil 2 mm ; en M20, ils font 4 mm et 3 mm. Deux trous, une norme, des dimensions différentes pour le même filetage, parce qu’ils servent à des choses différentes.

La position, et sa tolérance

Venons-en à la partie qui donne son titre à cette page. Les deux tableaux portent le même bloc de tolérance pour la position du trou, donné par grade de produit : le grade A est 2 IT 13, le grade B est 2 IT 14, le grade C est 2 IT 15, en référence à la norme générale de tolérances des éléments de fixation.

Nous ne les convertissons pas en millimètres. La norme de tolérances à laquelle elles renvoient n’a pas été lue pour cette page, pas plus que le système sous-jacent des degrés IT ; un chiffre ici serait donc un calcul effectué sur des documents que nous n’avons pas ouverts. Ce que l’on peut dire sans les ouvrir, c’est leur forme : la tolérance est exprimée comme deux fois un degré IT, et les trois degrés sont consécutifs, de sorte que l’écart admis augmente pas à pas du grade de produit A au grade C.

Ce qu’un grade de produit promet et ne promet pas fait l’objet d’une page distincte. Le point utile ici est que la même lettre qui régit la tête et la tige régit aussi l’endroit où tombe ce trou.

Et puis la note. La distance de la face d’appui au trou doit être calculée pour chaque application. La norme borne le trou depuis l’autre extrémité, en exigeant qu’il ne se trouve pas plus près de l’extrémité de l’élément de fixation que la distance minimale à l’extrémité une fois les tolérances cumulées prises en compte, et elle livre une observation de production : une tolérance de plus IT14 sur cette longueur est généralement réalisable. Ce qu’elle ne fait pas, c’est placer le trou.

Pourquoi cela compte pour la personne sous la voiture

Parce que cela explique la forme de son problème au lieu de le résoudre. Elle a un écrou qui ne peut s’arrêter que là où un créneau rencontre un trou, une plage de couple large de cinq newtons-mètres, et un trou dont la position n’est pas du tout fixée par la norme d’élément de fixation. Elle est fixée par celui qui a dessiné la pièce, à l’intérieur d’une bande, et la bande s’élargit avec le grade de produit.

L’alignement n’est donc pas une propriété du système d’éléments de fixation. C’est une propriété d’un plan donné, et deux pièces fabriquées selon la même norme, mais dans des grades différents, ne présenteront pas le créneau et le trou au même endroit. Le document qui régit le trou le dit deux fois : une fois en renvoyant la longueur à l’application, et une fois en lui attribuant une tolérance.

La règle pratique reste là où elle était, dans le document de maintenance et non dans le document dimensionnel. Ce document a déjà été cité ici, et cette page n’y ajoute rien. Ce que cette page ajoute, c’est pourquoi la règle doit exister : personne n’a normalisé la chose qui aurait fait disparaître le problème.

Ce que cela établit, et ce que cela n’établit pas

• Il existe une Norme internationale pour les trous de goupille fendue et les trous pour fil dans les vis, goujons et boulons, de trois pages, publiée pour la première fois en 1983
• Elle donne le diamètre du trou et une distance minimale à l’extrémité pour des diamètres de filetage de 4 mm à 52 mm, ainsi qu’une tolérance de position par grade de produit
• Elle ne donne pas la position du trou le long de l’élément de fixation, qui, selon la note, doit être calculée pour chaque application
• La distance minimale à l’extrémité n’est pas proportionnelle à la dimension : selon notre calcul, elle passe d’environ 0,58 d à environ 0,39 d entre M4 et M20, et pas de façon régulière
• Onze dimensions se partagent sept diamètres de trou dans la plage que nous avons lue
• Le trou de goupille fendue et le trou pour fil n’ont pas la même dimension pour un même filetage : 3,2 contre 2 en M12 et 4 contre 3 en M20
• Les États-Unis ont voté contre le document pour des raisons techniques, et l’aperçu ne dit pas pourquoi
• Aucune valeur en millimètres n’est donnée ici pour la tolérance de position, car la norme de tolérances à laquelle elle renvoie n’a pas été lue
• Cette page ne donne aucun conseil de serrage, et la règle pratique de ne pas serrer au couple pour aligner les trous relève d’un autre document, que nous avons traité séparément

Le reste utile est mince, mais il vaut d’être retenu. Lorsqu’une caractéristique doit s’aligner sur quelque chose, vérifiez si une norme la positionne réellement. Ici, la réponse est que le diamètre est normalisé, la distance au bord est normalisée, l’erreur admise est normalisée, et l’emplacement est laissé au plan.

Une page ultérieure a trouvé une norme pour laquelle trois comités membres ont désapprouvé le document pour des raisons techniques, et non un seul.

Cet article traite de l’étape 6 : documentation. L’ordre complet est support, filetage, tête, empreinte, finition et documentation. L’article anglais Specifying a screw explique pourquoi le modifier entraîne une reprise.

Questions fréquentes

Existe-t-il une norme pour le trou de goupille fendue d’un boulon ?

Oui. L’ISO 7378:1983, Éléments de fixation, Vis, goujons et boulons, Trous pour goupilles fendues et trous pour fil, première édition du 1er février 1983, élaborée par l’ISO/TC 2. Elle est tarifée sur trois pages et couvre les diamètres de filetage de 4 mm à 52 mm.

Dit-elle où placer le trou le long du boulon ?

Non. Une note sous le tableau indique que la valeur de la distance au trou doit être calculée pour chaque application. La norme exige seulement que le trou ne se trouve pas plus près de l’extrémité de l’élément de fixation qu’un minimum tabulé, une fois les tolérances cumulées prises en compte, et observe qu’une tolérance de plus IT14 sur cette longueur est généralement réalisable en production.

Quelle est la dimension du trou ?

Cela dépend du filetage et du trou concerné. Pour les trous de goupille fendue : 1 mm en M4, 1,6 mm en M6, 2 mm en M8, 2,5 mm en M10, 3,2 mm en M12 et 4 mm de M16 à M20, tous en H14. Les trous pour fil sont tabulés séparément et sont plus petits aux grandes dimensions : 2 mm en M12 et 3 mm en M20.

Quelle est la tolérance sur la position du trou ?

Elle est donnée par grade de produit : 2 IT 13 pour le grade A, 2 IT 14 pour le grade B et 2 IT 15 pour le grade C, en référence à la norme générale de tolérances des éléments de fixation. Cette page ne donne pas d’équivalent en millimètres, car cette norme de tolérances n’a pas été lue.

La distance minimale à l’extrémité est-elle une fraction fixe du diamètre ?

Non. Selon notre calcul, elle passe d’environ 0,58 du diamètre de filetage en M4 à environ 0,39 en M20, et pas de façon régulière. M18 et M20 partagent le même minimum de 7,7 mm, là où le rapport chute le plus.

Le trou de goupille fendue et le trou pour fil sont-ils identiques ?

Ni la même caractéristique, ni la même dimension. Les dessins montrent le trou de goupille fendue traversant la tige près de l’extrémité filetée et le trou pour fil traversant la tête. En M12, le trou de goupille fendue fait 3,2 mm et le trou pour fil 2 mm.

Alors comment aligner le créneau sur le trou ?

Cette page n’y répond pas. La règle pratique provient d’un document de maintenance aéronautique, et ce site l’a traitée séparément : on ne serre pas un boulon au couple pour aligner les trous.

Tout le monde était-il d’accord sur cette norme ?

Non. L’avant-propos consigne que le comité membre des États-Unis a désapprouvé le document pour des raisons techniques. L’aperçu ne dit pas quelle était l’objection.

Références

• ISO 7378:1983, Fasteners, Bolts, screws and studs, Split pin holes and wire holes, première édition, 1er février 1983. Aperçu gratuit de huit pages, couvrant l’avant-propos, le domaine d’application, la référence et les deux articles dimensionnels avec leurs tableaux
• La question qui nous a menés ici, sur un site public de questions-réponses de mécanique. Onze votes, cinq réponses

L’aperçu a été téléchargé en entier et les deux tableaux dimensionnels ont été lus à partir d’images de pages rendues. Ce n’était pas facultatif ici : l’extraction de texte a gravement mal lu ce document, transformant 3,9 en 33, 4,9 en 43 et 6,5 en 63 ; chaque chiffre cité sur cette page provient donc d’une image. C’est la première fois que ce site utilise l’ISO 7378. Seule la première moitié du tableau des trous de goupille fendue, de M4 à M20, a été lue sur image, et aucune valeur individuelle de M22 à M52 n’est citée ici ; la plage est tirée des en-têtes du tableau. Les éléments suivants relèvent de notre propre calcul et non d’affirmations de la norme : que la distance minimale à l’extrémité passe d’environ 0,58 du diamètre de filetage à environ 0,39 entre M4 et M20, et pas de façon régulière ; que onze dimensions de cette plage se partagent sept diamètres de trou distincts ; et la comparaison entre trou de goupille fendue et trou pour fil en M12 et M20. La norme de tolérances à laquelle renvoie la tolérance de position n’a pas été lue, pas plus que le système sous-jacent des degrés IT ; aucun équivalent en millimètres de 2 IT 13, 2 IT 14 ou 2 IT 15 n’apparaît donc sur cette page. Cette page ne donne aucun conseil de serrage ou d’assemblage et ne diagnostique aucun véhicule. La règle pratique sur l’alignement des trous relève d’un document de maintenance aéronautique traité sur une page distincte de ce site, et le côté écrou du problème sur une autre ; ni l’une ni l’autre n’est répétée. Aucune marque n’est citée. La question provient d’un site public de questions-réponses de mécanique, et non des outils de forum que ce site utilise habituellement, qui restent indisponibles. Nous avons lu la question et non ses réponses, et aucun nom d’utilisateur n’apparaît ici.