Brevet FR2548746A1 — publié le 19850111

ARTICULATION A ROTULE IMMOBILISABLE A L'AIDE D'UN SEUL ELEMENT DE BLOCAGE. L'invention est relative à une articulation à rotule permettant un pivotement selon trois degrés de liberté d'une pièce par rapport à une autre. Une articulation connue de ce genre comprend une tête sphérique logéé dans une cavité sphérique sensiblement de même diamètre et de même centre que la tête. Pour le blocage de la tête sphérique par rapport à l'élément à cavité - de façon à bloquer une première pièce solidaire de la tête par rapport à une seconde pièce, solidaire de l'élément à cavité - on prévoit habituellement trois organes, un par degré de liberté. Ces moyens de blocage sont complexes,d'un coût de fabrication relativement élevé et peu pratiques pour l'utilisateur qui a trois réglages indépendants à effectuer. A titre d'exemple les supports pour appareils photographiques ou pour cameras cinématographiques ou de télévision comportent souvent de telles articulations à rotule pour l'orientation de ces appareils; ces supports sont d'un usage malaisé, qui nécessite un entrainement; cev inconvénient est d'autant plus gênant que les utilisateurs sont généralement des amateurs. En outre si l'une des pièces solidaire de la tête sphérique ou de l'élément à cavité est un appareil, tel qu'une caméra de télévision ou un détecteur, nécessitant une connexion électrique par fil à d'autres organes situés à distance, ces fils sont toujours difficiles à ranger, fixer ou cacher. L'invention remédie à ces inconvénients. L'articulation à rotule selon l'invention est du type à élément à cavité sphérique. Elle est caractérisée en ce que cette cavité loge un panier sphérique pouvant pivoter selon trois degrés de liberté dans la cavité; ce panier est fixable à une pièce ou appareil et il loge une bille sphérique, éventuellement tronquée. Des moyens de serrage permettent d'enserrer le panier entre la bille et la surface de la cavité afin de bloquer ce panier par rapport à l'élément à cavité. Les moyens de serrage peuvent être particulièrement simples, notamment à un seul organe de blocage. Pour orienter une pièce ou appareil fixée au panier il suffit de faire pivoter ce panier, selon trois degrés de liberté, puis de bloquer ce dernier à l'aide des moyens de serrage. Dans une réalisation les moyens de serrage sont tels que la force d'application exercée par ces moyens soit variable. Les moyens de serrage comprennent, pas exemple, une tige à tête ou embase logée dans la bille et en appui contre une butée dans cette bille; la tige traverse l'élément à cavité sphérique et son extrémité saillant de cet élément coopère avec un organe permettant de déplacer la tige selon sa longueur pour effectuer le serrage. Dans une réalisation la tige est filetée et coopère avec un écrou, notamment moleté, en appui contre une face dudit élément à cavité sphérique. De préférence, pour faciliter la manipulation, la tige est immobilisée en rotation par rapport à l'élément à cavité. La tige peut être creuse pour permettre le passage de fils électriques provenant d'un appareil fixé au panier ou à l'élément à cavité; de cette manière le rangement du fil est facilité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'une articulation selon l'invention, et - la figure 2 est une vue éclatée montrant, en perspective, les divers composants d'une articulation analogue à celle de la figure 1. Dans l'exemple représenté sur les figures l'articulation comprend un élément fixe 10, ci-après désigné par empreinte, qui présente à sa partie inférieure une cavité hémisphérique 1 1 et à sa partie supérieure une face plane 12, horizontale dans l'exemple, de la partie centrale de laquelle est en saillie une couronne circulaire 13 avec un trou central 14 débouchant dans la cavité hémisphérique Il, à son sommet. L'empreinte 10 loge un panier 15 en forme de secteur sphérique dont le diamètre de la surface extérieure est pratiquement égal au diamètre de la cavité hémisphérique 11. Le sommet du panier 15 est tronqué et forme ainsi une ouverture circulaire 16 de diamètre sensiblement supérieur au diamètre du trou 14. De ce bord supérieur 16 partent, vers le bas, quatre fentes verticales 17 de la paroi du panier 15, qui sont régulièrement réparties autour de l'axe du trou 14 et dont les extrémités inférieures 18 sont dans le plan horizontal de plus grand diamètre, c'est-à-dire dans un plan équatorial. La partie inférieure du panier 15 comporte une collerette horizontale 19 à laquelle est fixable un appareil (non représente') dont la position angulaire doit pouvoir être modifiée ou réglée. Les fentes 17 confèrent une élasticité à la paroi du panier 15 qui est suffisante pour permettre l'introduction, puis l'emprison nement, dans ce panier d'une bille creuse 20 ouverte et tronquée à sa partie inférieure. Cette bille 20 présente à sa partie supérieure un trou 21 en regard du trou 14 et de même diamètre que ce dernier. L'ouverture inférieure 22 de la bille 20 est de diamètre sensiblement supérieur à celui du trou 21. Les trous 21 et 14 sont traversés par une tige filetée 23 présentant à sa partie inférieure une embase 24 logée dans la bille creuse 20. La partie supérieure filetée de la tige 23 est en saillie audessus du bossage circulaire i3 de la face supérieure 12 de l'empreinte 10 pour coopérer avec le trou taraudé 25 d'un écrou mo leté 26 comportant, au centre de sa face inférieure 27, un chambrage 28 coiffant le bossage 13. La surface externe de la tige 23 présente, à sa partie supérieure, une rainure verticale 30 dans laquelle pénètre une nervure ou ergot 31 en saillie dans le trou 14 de l'empreinte 10. La bille creuse 20 loge, en plus de la partie inférieure de la tige 23 et son embase 24, un ressort spiral 32 disposé dans une ouverture cylindrique 33 juste au-dessous du trou 21 et de plus grand diamètre que ce dernier (figure 1). Ce trou cylindrique 33 présente ainsi un plafond 34 qui est l'épaulement séparant les trous 21 et 33. L'ouverture 33 est toutefois de plus petit diamètre que celui de l'embase 24. Elle est prolongée vers le bas par une autre ouverture cylindrique 35 de même axe que le trou 14 et de diamètre légèrement supérieur à celui de l'embase 24 de façon à loger cette dernière. Les ouvertures 33 et 35 sont séparées par un épaulement 36. L'extrémité inférieure du ressort spiral 32 s'appuie contre la face supérieure de l'embase 24 tandis que l'extrémité supérieure dudit ressort 32 est en appui contre le plafond 34. Enfin la tige 23 comporte, selon son axe, un canal 37 traversant également l'embase 24. Ce canal 37 est traversé par des fils électriques sous gaine 38 reliant l'appareil solidaire de la collerette 19 à des organes, non représentés, qui doivent être en communication électrique avec ledit appareil. Le fonctionnement est le suivant: La rotation de l'écrou moleté 26 provoque, selon son sens, le déplacement vers le haut ou vers le bas de la tige 23. Pour le blocage de l'articulation on tourne cet écrou 26 dans le sens. permettant de monter cette tige. Celle-ci ne peut pas tourner par rapport à l'empreinte 10 grâce à la coopération de l'ergot 31 avec la rainure 30. Lorsque l'articulation n'est pas encore bloquée c'est la force élastique du ressort 32 qui applique sur la bille 20 un effort vertical la dirigeant contre la surface de la cavité 11. Le panier 15 est ainsi emprisonné entre la surface externe de la bille 20 et la surfacé de la cavité 11. Toutefois la force du ressort n'est pas suffisante pour permettre un blocage complet. Dans cette condition on peut faire pivoter le panier 15 selon trois degrés de liberté de manière- à orienter l'appareil qui lui est fixé. Une fois ce réglage effectué on continue à tourner la molette 26 pour augmenter la force de serrage. Le blocage est complet lorsque la face supérieure de l'embase 24 entre en contact avec l'épaulement 36. Avant d'atteindre cette position de blocage la force de serrage augmente progressivement car la compression du ressort 32 augmente.Le réglage de la position de l'appareil solidaire de la collerette 19 peut ainsi être effectué avec une dureté de manoeuvre réglable. La butée 36 limite la compression du ressort 32, ce qui permet de ne pas détériorer ce dernier, surtout si celui-ci n'est pas un ressort à boulin mais un ressort constitué de rondelles élastiques. On appréciera également que le passage du conducteur 38 dans le canal 37 facilite la manipulation et autorise le réglage sous tension de l'appareil fixé à la collerette 19. Bail:i i'exempl, l'articulation permet le pivotement du panier selon un cône de demi-angle au sommet ol (figure 1), le sommet étant le centre de la bille sphérique 20. Ce pivotement est limité par la butée du bord supérieur 16 du panier 15 contre la tige 23. oXarticulation selon l'invention peut se prêter à de nombreuses applications. Parrni celles-ci on mentionnera particulièrement la fixation d'un détecteur ou e metteur d'ondes électromagnétiques pour la sécurité des hiens et des personnes (surveillance automatique de locaux) et les trépieds constltuant notamment un support pour matériel audiovisuel tel qu'appareil photographique, ou camera cine matographique ou de télévision. REVENDICATIONS 1. Articulation à rotule comportant un élément (10) à cavité sphérique (Il), caractérisée en ce que la cavité (11) loge un panier (15) également sphérique, et connectable à une pièce ou appareil, en ce que dans ce panier est disposée une bille (20) et en ce que des moyens de serrage (23, 24, 26) exercent une force tendant à rapprocher la bille de la surface de la cavité (11) afin que le panier (15) soit emprisonné entre cette bille et ladite surface. 2. Articulation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen (32) pour que la force d'application exercée par les moyens de serrage soit variable. 3. Articulation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de serrage comportent une tige (23) à tête ou embase (24) logée dans la bille (20) et en appui contre une butée (34, 36) dans cette bille (20), cette tige traversant Pélément-(10) à cavité (11), et son -extrémité saillant de cet élément (10) coopérant avec un organe (26) permettant de déplacer la tige selon sa longueur pour effectuer le serrage. 4. Articulation selon la revendication 3, caractérisée en ce que la tige est filetée et en ce que ledit organe (26) est un écrou, de préférence moleté, en appui contre une face (12) dudit élément (10). 5. Articulation selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que la tige (23) est immobilisée en rotation par rapport à l'élément (10) à cavité. 6. Articulation selon les revendications 4 et 5, caractérisée en ce que la tige filetée (23) présente à sa périphérie une rainure (30) parallèle à son axe dans laquelle pénètre un ergot ou nervure (31) de l'élément (10) à cavité. 7. Articulation selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que la tige présente un canal central (37). 8. Articulation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le canal central (37) est traversé par un conducteur électrique (38) reliant un organe ou appareil, fixé au panier (15) ou à l'élément (10) à cavité, à d'autres organes ou appareils à distance. 9. Articulation selon la revendication 2, caractérisée en ce que pour faire varier la force de serrage ladite articulation comporte des moyens pour faire varier la compression d'un ressort (32). 10. Articulation selon les revendications 3 et 9, caractérisée en ce que le ressort (32) est disposé entre la tête ou embase (24) de la tige (23) et une butée (34) à l'intérieur de la bille (20). 11. Articulation selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comporte, pour la tête ou embase (24), une seconde butée (36) à l'intérieur de la bille (20) afin de limiter la compression du ressort (32). 12. Articulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le panier sphérique (15) présente, à l'opposé de sa partie logée dans la cavité (11), une collerette (19) de fixation. 13. Articulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le panier (15) présente une large ouverture (16) bordée par une paroi élastique pour permettre l'introduction puis le maintien de la bille (20) à l'intérieur du panier. 14. Articulation selon la revendication 13, caractérisée en ce que l'élasticité de la paroi du panier (15) est obtenue grâce à des fentes (17) de cette paroi. 15. Articulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément (10) à cavité est fixe et en ce que le panier (15) est pivotant par rapport à cet élément (lu). 16. Application de l'articulation selon l'une quelconque des revendications précédentes à un support pour appareil photographique ou camera cinématographique ou de télévision ou détecteur eu émetteur d'ondes électromagnétiques, notamment pour la surveillance automatique de locaux.