Brevet FR2522743A1 — publié le 19830909

DISPOSITIF DE VERROUILLAGE. L'invention concerne un dispositif de verrouillage permettant de solidariser mécaniquement deux éléments distincts dont la position relative est modifiable à la demande. Dans l'industrie, on est couramment confronté au problème de modifier la position relative de deux éléments, puis, de verrouiller ceux-ci en position. I1 s'agit, par exemple, de verrouiller un appareil optique sur son support, après que celui-ci ait été positionné en hauteur, ou d'assurer un couplage temporaire entre deux éléments, ou encore de solidariser deux tiges coulissantes, etc... Certaines applications exigent que deux éléments puissent être verrouillés en position sans contrarier leur rotation relative, par exemple le verrouillage des éléments d'un volant de direction escamotable pour véhicule, ou encore, dans le domaine des mortiers d'artillerie, le verrouillage du bipied et du tube-canon. Les dispositifs de verrouillage connus, du type à collier flexible muni d'une vis de serrage, ou mettant en oeuvre un manchon rigide dont la paroi est traversée par un boulon de serrage, ne présentent pas les caractéristiques recherchées et, notamment, un autoverrouillage des éléments. L'invention se propose d'obtenir ces caractéristiques afin d'éliminer les inconvénients des dispositifs de verrouillage connus et, en même temps, de fournir un dispositif dont le coût de réalisation soit raisonnable. Ce but est atteint par un dispositif qui comprend : un élément interne disposé concentriquement dans un élément externe, de manière à coulisser librement dans celui-ci, cet élément externe comportant intérieurement, au moins, une gorge annulaire dans laquelle est placée une bague maintenue inclinée d'une façon élastique. Selon une caractéristique de l'invention, l'inclinaison de la bague dans son logement peut être diminuée pour permettre le déverrouillage des éléments. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée qui va suivre, faite en regard de dessins annexés; sur ces dessins: - La figure 1 représente, sous une forme schématique, un dispositif de verrouillage unilatéral. - La figure 2a représente un mode de réalisation des moyens destinés à maintenir et à modifier l'inclinaison de la bague dans sa gorge annulaire. - La figure 2b représente la position de la bague dans sa gorge annulaire. - La figure 2c représente un diagramme des forces qui prennent naissance dans le dispositif. - La figure 3 représente, sous une forme schématique, un dispositif de verrouillage bilatéral. - La figure 4 représente, selon une vue en coupe longitudinale, un mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention. - La figure 5 représente une application du dispositif de l'invention à un mortier d'artillerie. La figure 1 représente, sous une forme schématique, un dispositif de verrouillage selon l'invention. Ce dispositif comprend essentiellement: un élément interne 1 de forme cylindrique, tel qu'un tube, qui est disposé concentriquement dans un élément externe 2. Ces deux éléments, ayant un axe longitudinal commun X-X', peuvent, d'une part, tourner l'un par rapport à Pautre, autour de l'axe X-X' et, d'autre part, se translater indépendamment suivant cet axe X-X'. L'élément externe comporte intérieurement une gorge annulaire 3 dans laquelle est placée une bague 4 maintenue inclinée dun angle 0 Le fonctionnement du dispositif de verrouillage qui vient d'être décrit est le suivant: en supposant l'élément externe fixe et la bague maintenue inclinée dans sa gorge annulaire, l'élément interne peut être déplacé dans la direction de la flèche F1, par contre, le déplacement de cet élément dans la direction F2 est contrarié par l'effet de coincement fourni par la bague. Toutefois si, par un moyen externe, on réduit l'inclinaison de la bague dans sa gorge annulaire, I'élément interne peut être déplacé librement dans les deux directions F1 et F2. Dans un mode de réalisation simplifié, le moyen pour réduire intentionnellement l'inclinaison de la bague peut être fourni par une fente étroite longitudinale pratiquée dans la paroi de la gorge annulaire, permettant d'accéder, à l'aide d'un outil, à la bague. Le fonctionnement du dispositif de verrouillage demeure identique si l'on inverse les rôles des éléments interne et externe. On remarquera que, quelle que soit l'inclinaison de la bague dans sa gorge annulaire, la rotation relative des éléments interne et externe, autour de l'axe X-X' demeure libre. La figure 2a représente un mode de réalisation des moyens permettant de fixer l'inclinaison de la bague dans sa gorge annulaire. Le moyen élastique destiné à incliner cette bague 4 comprend un doigt coulissant 6 disposé dans un logement 7 réalisé dans la paroi de l'élément externe 2, le doigt étant soumis à l'action d'un ressort 8 dont la fonction est d'appliquer ce doigt contre la bague. Le moyen permettant de réduire l'inclinaison de la bague comprend un doigt coulissant 9 disposé dans un logement 10 situé en regard du doigt 6 dans la paroi de l'élément externe 2 ; ce doigt coulissant 9 comporte un poussoir 11 accessible de lrextérieur. Enfin, l'inclinaison de la bague dans sa gorge annulaire est parfaitement définie par deux pions 12, de longueur calibrée, disposés symétriquement dans cette gorge annulaire.Il faut noter que, pour assurer le placement de la bague 4 dans sa gorge annulaire 3, l'élément cylindrique externe 1 doit être réalisé en deux parties comme il sera décrit ultérieurement. Pour obtenir un fonctionnement convenable du dispositif, la bague de coincement 4 doit être préférentiellement réalisée en matériau tel qu'un acier traité, notamment lorsque l'élément interne est réalisé en un matériau comme l'acier, de plus on peut noter qu'une telle bague constitue un élément élastiquement déformable. Sur la figure 2b on voit que la fonction du doigt 6 sollicité par le ressort 8 est la mise en arc-boutement de la bague 4, laquelle bague est en butée sur le pion 12. On notera que cette bague 4 de diamètre sensiblement inférieur au diamètre de la gorge 3 n'est pas au contact avec les parois latérales de cette gorge. Sur la figure 2c on a représenté les forces d'arc-boutement résultantes fl et f2 et l'angle de frottement B de la bague sur la surface de l'élément interne 1; la condition d'arc-boutement est satisfaite lorsque la direction de la réaction R se situe à l'intérieur de l'angle de frottement. Au-delà de cette limite, c'est-à-dire lorsque les éléments interne 1 et externe 2 sont l'objet d'une force relative fl importante, la bague se déforme élastiquement et l'effet de coince- ment disparaît.Ce phénomène crée un effet de disjonction mécanique du dispositif qui permet de limiter l'effort appliqué sur les éléments interne et externe et éviter tout risque de ruptures mécaniques du dispositif. La figure 3 représente, sous une forme schématique, un dispositif de verrouillage bilatéral dans lequel l'élément externe 2 comporte deux gorges annulaires 3a et 3b munies respectivement de leurs bagues de coincement 4a et 4b, ces bagues étant inclinées de façon symétrique sous l'action de doigts 6a et 6b soumis à une force élastique fournie par les ressorts 8a et 8b. L'inclinaison des deux bagues peut être diminuée par l'action de poussoirs 9a et 9b dont les mouvements respectifs selon les flèches F3 et F4 peuvent être coordonnées. Le dispositif de verrouillage, ainsi réalisé, étant de structure symétrique, assure un verrouillage des éléments interne et externe selon les deux directions possibles de déplacement F1 et F2. La figure 4 représente, selon une vue en coupe longitudinale, un dispositif de verrouillage bidirectionnel réalisé conformément à l'invention ; dans un but de simplification et de clarté, I'élément interne n'a pas été représenté sur cette figure. L'élément externe est constitué de trois sous-éléments, à savoir un manchon 2c qui coopère avec deux embouts 2a et 2b pour fournir deux gorges annulaires 3a et 3b dans lesquelles sont logées les bagues 4a et 4b correspondantes. Dans les parois des embouts, sont réalisés des logements longitudinaux dans lesquels peuvent coulisser des doigts élastiques 6a et 6b qui viennent en appui sur les bagues respectives 4a et 4b. Le manchon 2c et équipé d'un bouton-poussoir 13 comportant ,à sa base, une partie cylindro-conique 14, en appui sur des doigts coulissants 9a et 9b disposés en regard des doigts élastiques 6a et 6b. Selon une variante de réalisation, la commande manuelle du bouton-poussoir peut être remplacée par une commande électromagnétique assurant le déplacement de l'élément cylindro-conique en appui sur les doigts coulissants 9a et 9b. La figure 5 représente, à titre illustratif, une application du dispositif de verrouillage, selon l'invention, à un mortier d'artillerie 100. Ce mortier comprend un tube-canon 110 muni de sa plaque base 120 d'ancrage au sol et un bipied 130. Le bipied est relié au tubecanon par un dispositif de verrouillage 140, tel que décrit sur la figure 4. Le tube-canon constitue l'élément interne du dispositif de verrouillage et peut coulisser librement lorsqu'un opérateur appuie sur le bouton-poussoir 14. L'opérateur, après avoir pointé le mortier en élévation, relâche le bouton 14, ce qui a pour effet de solidariser le bipied et le tubecanon. Une description plus complète de ce mortier d'artillerie est décrite dans la demande de brevet français intitulé: "Mortier léger d'artillerie", déposée ce jour au nom de la Demanderesse. On voit maintenant plus clairement les avantages que présente un dispositif de verrouillage réalisé conformément à l'invention. Le verrouillage des éléments ne crée pas de contrainte de déformation dans ces éléments; le glissement relatif des éléments est assuré dès que l'inclinaison des bagues est réduite ; l'énergie nécessaire pour déverrouiller les éléments est relativement faible et peut être fournie par une simple pression d'un doigt de l'opérateur et le dispositif s'autoverrouille automatiquement dès que la pression sur le bouton-poussoir est annulée. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, la forme des éléments et des principaux organes peut être modifiée en fonction d'applications particulières. L'invention trouve ses applications dans l'industrie et, notamment, dans : l'armement, l'automobile, les appareils de visée montés sur un support, les systèmes comprenant des éléments escamotables, etc ... REVENDICATIONS 1. Dispositif de verrouillage, caractérisé en ce qu'il comprend un élément interne (1), disposé concentriquement dans un élément externe (2) comportant, intérieurement, une gorge annulaire (3) dans laquelle est placée une bague (4) maintenue inclinée de façon élastique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément externe est muni d'un premier doigt coulissant disposé en regard de la bague (4), ce doigt étant soumis à l'action d'un moyen élastique pour incliner la bague dans sa gorge annulaire. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la gorge annulaire (3) comporte un jeu de pions (12) qui coopèrent avec ee premier doigt pour fixer l'inclinaison de la bague (4) dans sa gorge annulaire. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément externe est muni dun second doigt coulissant disposé en regard du premier doigt, ce second doigt étant accessible de l'extérieur pour diminuer l'inclinaison de la bague dans sa gorge annulaire. 5. Dispositif de verrouillage, caractérisé en ce qu'il comprend un élément interne (1) disposé concentriquement dans un élément externe (2) comportant, intérieurement, deux gorges annulaires (3) munies chacune d'une bague (4) maintenue inclinée de façon élastique. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément externe (2) est muni de deux doigts coulissants (6) disposés en regard de la bague (4), ces doigts coulissant étant soumis à l'action dun moyen élastique (8) pour incliner les bagues dans leurs gorges annulaires respectives. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les gorges annulaires (3) comportent un jeu de pions (12) qui coopèrent avec les doigts coulissants élastiques pour fixer l'inclinaison des bagues dans leurs gorges annulaires. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément extérieur (2) est muni de deux doigts coulissants (9) accessibles de l'extérieur et disposés en regard des doigts coulissants élastiques, pour diminuer l'inclinaison des bagues dans leurs gorges annulaires. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les doigts coulissants sont couplés mécaniquement à un organe de commande unique (13).