Brevet FR2243365A1 — publié le 19750404

la présente invention a pour objet un dispositif pour le verrouillage et le déverrouillage d'éléments successifs destinés à être alignés pour former un ensemble rigide tel qu'urne sonde, un support etc., ce dispositif étant constitué par un joint universel à double croisillon monté entre les éléments à réunir l' un à l'autre On utilise de tels joints universels ou de Cardan en particulier dans les sondages sous-marins pour déterminer les paramètres océanographiques des plateaux sous-marins indépendamment de toute oscillation.Pour de tels sondages les tâteurs nécessaires à la mesure sont filés aux sondes et des joints relient les différents éléments de la sonde entre eux. 3e telles sondes introduites de préférence dans les zones de plateaux sous-marins ont une longueur d'environ 60 à 80 mètres. De telles dimensions ne permettent pratiquement pas de déployer et de ramener les sondes sur toute leur longueur à partir d'un navire, ce qui oblige à subdiviser la ou les sondes en éléments indépendants mesurant environ 10 mètres et reliés l'un à l'autre par des joints universels. En raison des variations eItrmeiênt importantes des paramètres océanographiques et des difficultés techniques qui en découlent pour la mesure, il faut que les différents éléments de la sonde pourvus de tâteurs nécessaires à la mesure présentent un axe longitudinal commun lorsqu'ils se trouvent en position de mesure. Cette exigence oblige à pouvoir verrouiller les différents joints universels servant à relier les éléments successifs pour les maintenir en position de mesure, ce verrouillage devant pouvoir s1 effectuer lorsque le joint est immergé. Le brevet allemand publié sous le nO 2- 109 165 décrit une sonde océanographique dont les éléments sont reliés par un croisillon double présentant à l'extrémité inférieure des éléments de sonde à accoupler, des coquilles de verrouillage tournant chacune autour d'un axe et qui sont maintenues avant leur imersion par une bague ou autre dispositif de maintien fixé à l'élément supérieur, ce dispositif comportant un point de rupture se corrodant rapidement dans l'eau de mer, de telle sorte qu'après immersion et ouverture de ce point de rupture, ces coquilles viennent se rabattre sur le joint à double croisillon.Ces coquilles de verrouillage présentent, à leur extrémité inférieure et le long des faces qui une fois rabattues font face à l'eau de mer, une forme conique d'un diamètre plus grand a son extrémité inférieure. Une bague de maintien tombe sous l'effet de son propre poids sur les coquilles de verrouillage rabattues, la surface intérieure conique de cette bague éoousant la forme conique des coquilles. L'inconvénient de la solution ainsi proposée consiste en ce que le verrouilage ne se produit pas immédiatement après l'immersion, mais seulement après une durée que l'on ne peut estimer que grossièrement. Te délai s'écoulant ainsi jusqu'au déclenchement du verrouillage dépend de la vitesse de la désagrégation- provoquée par l'eau de mer dissolvant ou détruisant le matériau formant la bagué de maintien ou son point de rupture. On na peut donc être str que les différents éléments constituant la sonde soient amenés sur le même axe longitudinal comme cela serait nécessaire, puisque le mécanisme ne produit aucune force longitudinale de redressement.De plus, il est désavantageux de devoir recourir à- un autre dispositif particulier pour assurer le déverrouillage au moment du relèvement de la sonde. 1a présente invention a pour objet un dispositif permettant de verrouiller et d'assujettir l'un à autre les éléments successifs destinés à former un ensemble ou une pièce rigide, et cela iumédiaterent après application d'une charge. En blême temps, l'invention assure un déverrouillage immédiat sans autre manoeuvre dès que la charge cesse d'être apliquée. L'invention résoud le problème ainsi posé grace à ce que le mouvernent provoquant le déverrouillage est effectué à l'intérieur d'un joint universel d'un type connu tournant autour d'axes disposés dans un plan ou décalés l'un par rapport à l'autre, tandis que le verrouillage proprement dit est déclenché par les forces de traction ou de compression agissant sur le joint universel et que le déverrouillage se produit dès que ces forces n'agissent plus. Suivant un perfectionnement de l'invention, on prévoit la possibilité de faire coulisser un corps de cardan sur lequel peuvent tourner les fourches d'articulation qui l'enserrent, ce coulissement s' effectuant dans le sens axial le long de ces fourches avec interposition de coulisseaux tandis que les pivots d'articulation montés sur le corps de cardan pénètrent dans ces coulisseaux. Il est prévu de plus de maintenir les coulisseaux en position neutre par des ressorts de compression. Ceci assure le déverrouillage du du joint de cardan en l'absence de toute charge. Enfin les fourches portent des tenons de butée venant en prise avec Ces évidements ménagés dans le corps de cardan dès que le joint de cardan est soumis à une -charge, ces tenons se dégageant de ces évidements lorsque le joint n' est plus soumis à une charge.On a ainsi la certitude que le joint de cardan est libre de ses mouvements en l'absence de toute charge et est- verrouillé lorsqu'il est soumis à une charge. De plus, la venue en prise et le dégagement des tenons de butée par rapport aux évidements dépend du profil de ceux-ci de telle sorte que les axes des éléments successifs de la sonde peuvent former l'un avec l'autre un angle relativement important. Ainsi le joint de cardan peut être bloqué quel que soit son plan de rotation. Ltavantage présenté par l'invention consiste en premier lieu dans la construction relativement simple, dans la robustesse du dispositif et dans le fonctionnement également simple et indépendant de toute énergie extrérieure qui en découle. Contrairement aux dispositifs de verrouillage connus qui ne commencent à fonctionner qu'avec un certain retard, le verrouillage commence dans le cas de 1' inven- tion immédiatement, dès qu'une charge fa imposée au joint, qu'il s'agisse d'une traction ou d'une compression. On a également l'avantage d'obtenir de plus un déverrouillage automatique du joint dès la suppression d'une telle charge. Le dispositif préconisé est donc avantageux pour utilisation sous l'eau, en particulier dans le cas des mesures océanographiques par sondes, où il peut servir, par exemple, comme organe de blo; et de liaison des éléments successifs de courte longueur à relier l'un à l'autre pour former une sonde de la longueur désirée. On utilise dans ce cas comme force auxiliaire provoquant le déblocage du mécanisme de verrouillage la poussée exercée sur les éléments de la sonde, la profondeur atteinte dans l'eau étant indifférente. Lorsqu'on abaisse la sonde pour la faire passer de la position horizontale à fleur d'eau à la position verticale sous l'eau, le corps de cardan et les fourches coulissent l'un par rapport à l'autre sous l'effet de la poussée et en même temps les tenons de butée se Mpla- cent dans leurs glissières jusqu'à l'arrêt en empêchant tout mouvement de rotation ou de pivotement. Un tel verrouillage est efficace aussi longtemps que la poussée subsiste.Au contraire, aussitot que la charge appliquée au joint de cardan se réduit et disparaît au moment de ltémersion, le blocage ou le-verrouillage se t-rouve suppri mé de telle sorte que l'élément de sonde en émergence s'applique à la surface de l'eau. ma suppression du veruillage est facilitée par des ressorts de compression associés aux coulisseaux, On va aintenant décrire a titre d'exemple une forme d'exécution représentée schématiqueent sur les dessins ci-joints où la fig. 1 représentée en vue latérale un joint de cardan en position neutre. La fig. 2 est une vue par-dessus du joint de cardan représenté en fige 1 La fig. 1 représente en vue latérale, partiellement en coupe, le joint de cardan 1 en position neutre. Ce joint comprend le corps de cardan 2, les fourches ou brides 3, 4, les quatre coulisseaux 5, 5', 5t, 5"' (2ig. 2), les pivots d'articulation 6, 6', les tenons de butée 8, 8', 8" et 9, 9', 9" maintenus en position en regard des évidements tels que 7, 7' et 7" ménagés dans le corps de cardan 2 (voir fig. 2) par les ressorts de compression tels que 10, 10' et 11, 11' agissant sur les coulisseaux. Lorsque le joint de cardan se trouve dans la position neutre représentée pour laquelle il n'est soumis à aucune charge, les coulisseaux 5, 5', 5", 5"' (fig. 2) sont maintenus en position neutre par les ressorts de compression 10, 10' et 11, 11' agissant symétriquement. Ainsi, les tenons de butée 8, 8', 8" et 9, 9X, 9n se trcuvent hors de prise des évJbments 7, 7', 7" (fig. 2) ménagés dans le corps de cardan 2, de telle sorte que le joint de cardan peut se déplacer librement. Ces évidements 7 > 7', 7,7',7" (voir fig. 2) prévus sur chacun des quatre côtés sont dessinés de telle manière que les mouvements du cardan sont libres lorsqu'il n'est pas chargé et sont bloqués lorsqu'il est chargé.Lorsqu'une charge appliquée au joint de cardan déclenche une force de traction ou de compres- sion ou un mouvement, la fourche 3 ou 4 se déplace dans la direction des flèches avec les coulisseaux 5, 5' ou 5", 5m (fig. 2) suivant la direction de la charge jusqu'à otique la fourche considérée atteigne la contre-butée en 13, 13' ou en 14, 14'. En même temps, les tenons de butée 8, 8', 8" ou 9, 9', 9" pénètrent dans les évidements 7, 7', 7" de telle sorte que le joint de cardan 1 est bloqué et ne peut plus se déplacer. Lorsque la charge est sup primée, les ressorts de compression 10, 10' ou 11, 111 déterminent le retour des fourches 3, 4 dans leur position neutre.Le joint de cardan est ainsi à nouveau libre de ses mouvements. Lejoint de cardan representi en fig. 2 comprend, comme déjà indiqué pour la fig. 1, un corps de cardan 2, les fourches 3, 4, les coulisseaux 5, 5', 5", 5"', les pivots d'articulation 6, 6', les tenons de butée 8, 9 destinés à venir en prise avec les évidements correspqndants ?', 7" ménagés dans le corps de cardan 2 ainsi que les passages 15 prévus dans les fourches 3 et 4 et dans le corps de cardan 2 (voir aussi la fig. 1), le tout étant vue par-dessus. Si l'on utilise le dispositif pour relier et verrouiller une succession d'éléments alignés pour former une sonde de mesure océanographique, la poussée exercée sur les éléments de sonde sert à déclencher le verrouillage. ainsi, le verrouillage automatique du joint de cardan I se déroule lorsqu'on abaisse la ou les sondes d'une position horizontale à fleur d'eau vers une position verticale sous liteau, de telle manière que la poussée fasse glisser le corps de cardan 2 par rapport à la fourche 3 ou 4, ensuite de quoi les tenons de butée 8, 8', 8" ou 9, 9t, 9" pénètrent dans les évi dements correspondants 7, 7 t, 7" ménagés dans le corps de cardan 2. Par suite, la rotation du cardan est bloquée aussi longtemps que s'exerce la poussée. Ce déroulement des effets est encore assuré même lorsque les axes des éléments de la sonde forment un angle, angle qui dépend du profil 16 donné aux évidements 7, 7', 7". Le blocage ou le déverrouillage du joint de cardan 1 est supprimé aussitôt que la sonde a émergé et que la charge tractionnelle exercée sur le joint diminue et di paratt. En même temps, I'élément de sonde faisant saillie au-dessus du niveau de l'eau se couche sur la surface de l'eau. Le déverrouillage est facilité par l'action des ressorts de compression 10, 10' et il, III sur les fourches 3, 4 et sur les coulisseaux 5, 5', 5", 5"'. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le verrouillage et le déverrouillage des éléments successifs destinés à être alignés axialement pour constituer un ensemble rigide tel au'une sonde de mesure ou un support, ce dis positif, qui comporte un joint universel ou de cardan à double croisillon intercalé entre deux éléments à relier l'un à l'autre, étant caractérisé par le fait que le verrouillage se produit à l'intérieur d'un joint de cardan de type connu autour d'axes dis Dosés dans un oême plan ou décalés l'un par rapport à l'autre tandis que ce verrouillage est effectivement provoqué par les forces de traction ou de compression exercées sur le joint de cardan et est supprimé par la disparition de ces forces. 2. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que le corps de cardan sur lequel peuvent pivoter des fourches d'articulation est suscettible de coulisser axialement par rap port à ces fourches par l'intermédiaire de coulisseaux. 3. Dispositif suivant les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que les pivots d'articulation portés par le corps de cardan pénètrent dans les coulisseaux. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les coulisseaux sont maintenus en po sition neutre par des ressorts de compression. 5+ Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait- que les fourches portent à leurs extré mités des tenons de butée destinés à venir en prise avec des évi dements ménagés dans le corps de cardan lorsque le joint est sou mis à une charge et à s'en dégager lorsque la charge disparaît. 6.Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que la venue en prise des tenons de butée avec les évidements et leur dégagement dépendent du profil de ces évidements. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications i à 6, ca ractérisé par le fait que le joint de cardan peut être bloqué dans ntimporte quel plan de rotation.