Brevet FR2629530A1 — publié le 19891006

262953! DISPOSITIF DE BLOCAGE AUTOMATIQUE DE TUBES TELESCOPIQUES EN POSITION DEPLOYEE L'invention concerne un dispositif de blocage automatique de tubes télescopiques en position déployée, qui permette d'assurer une solidarisation totale, notamment du point de vue de la rigidité, entre deux tubes successifs dans leur position déployée. Dans la technique actuelle, les ensembles de tubes télescopiques déployables sont pourvus de moyens de blocage en position déployée, qui, selon les réalisations, sont à action automatique mais n'assurent pas une solidari- sation totale des tubes, ou bien sont à serrage manuel et ne peuvent donc être utilisés que pour certaines applications. L'invention a pour objet un dispositif de blocage automatique de tubes télescopiques en position déployée, qui permet une solidarisation totale et particulièrement rigide de deux tubes sucessifs, qui soit efficace dès la fin du déploiement des tubes, et qui, dans sa position de repos, ne s'oppose pas au déploiement des tubes, l'effort de coulissement des tubes les uns dans les autres devant rester aussi faible que possible. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque ensemble de deux tubes télescopiques, deux bagues susceptibles d'expansion et de contraction radiales montées l'une autour d'une extrémité d'un tube interne et l'autre à l'intérieur d'un tube externe à son extrémité traversée par le tube interne, ces bagues présentant l'une une surface interne tronconique et l'autre une surface externe tronconique qui sont conjuguées l'une de l'autre, de sorte que, en position rétractée des tubes, les bagues sont écartées l'une de l'autre et, dans la position déployée des tubes, les deux bagues se chevauchent et sont en contact par leurs surfaces tronconiques, en étant serrées l'une sur l'autre et sur les tubes pour les immobiliser en position. Ainsi, lorsque les tubes sont en position déployée et que les deux bagues se chevauchent, on obtient par effet de coin une solidarisation totale, sans jeu, des tubes déployés. En outre, ce dispositif permet d'amortir automatiquement et progressi- vement la fin du mouvement de déploiement des tubes. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque bague comprend une ou plusieurs fentes longitudinales facilitant son expansion ou sa contrac- tion radiale. Ces moyens assurent un serrage progressif et particulièrement efficace des deux bagues l'une sur l'autre et sur les tubes. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, chaque bague étant en butée sur un épaulement du tube auquel elle est associée. On est ainsi assuré, lors du déploiement des tubes, d'amener les deux bagues l'une sur l'autre pour leur serrage. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, chaque bague est montée libre en translation par rapport au tube associé, et comporte au moins un ergot radial en saillie engagé dans une rainure ou gorge circulaire du tube, ce qui permet de maintenir la bague à l'extrémité voulue du tube associée. Ce montage assure un coulissement facile des tubes télescopiques les uns par rapport aux autres, jusqu'au voisinage de leur position de déploiement complet. Par ailleurs, et pour maintenir les tubes en position déployée quel que soit l'effort de rétraction qui leur est appliqué, l'invention prévoit que chaque bague comprend des moyens de blocage en position de serrage, qui coopèrent dans cette position avec le tube associé à l'autre bague. Par exemple, les moyens de blocage d'une bague comprennent une ou plusieurs dents formées en saillie sur la surface de la bague qui est tournée vers la surface du tube associé à l'autre bague, tandis que cette surface de tube comprend des rainures transversales dans lesquelles s'engage la ou les dents précitées quand les bagues sont en position de serrage. Avantageusement, chaque dent peut avoir un profil disymétrique auquel correspond un profil disymétrique de la rainure, pour autoriser un déplace- ment de la bague dans le sens correspondant au déploiement des tubes, et interdire le déplacement de la bague en sens contraire. En variante, les moyens de blocage comprennent, sur la surface de la bague tournée vers la surface du tube associé à l'autre bague, une gorge annulaire à section en V disymétrique comprenant une face oblique et une face sensiblement perpendiculaire à l'axe des tubes, et des billes logées dans cette gorge et venant au contact de la face oblique de la gorge et de ladite surface de tube. Selon encore une autre variante, la surface de chaque bague opposée à la surface tronconique précitée, est elle-même de forme tronconique avec un angle au sommet plus faible que celui de la première surface tronconique citée, et s'applique en position de serrage des bagues sur une surface tronconique conjuguée formée sur la surface de tube en regard. Toutes ces variantes de réalisation assurent le blocage des tubes en position déployée, et interdisent le retour des tubes en position rétractée. De plus, ces moyens de blocage ont pour effet d'augmenter le serrage des bagues entre elles et sur les tubes en présence d'un effort de traction ou de compression appliqué au tube interne. Pour permettre le retour des tubes en position rétractée, on peut prévoir que l'extrémité du tube externe est formée par un embout vissé, qui est démontable pour permettre l'accès aux bagues et leur déserrage. L'invention sera mieux comprise, et d'autres détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront au cours de la description explicative qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés et dans lesquels: - la figure 1 est une demi-vue schématique en coupe axiale de deux tubes télescopiques équipés d'un dispositif selon l'invention, les tubes n'étant pas en position complètement déployée; - la figure 2 est une vue semblable à la figure 1, mais représente les tubes en position déployée; - la figure 3 est une demi-vue schématique d'une des bagues du dispositif selon l'invention; - la figure 4 est une vue schématique correspondant à la figure 2, mais représente une variante de réalisation du dispositif selon l'invention; - la figure 5 est une vue schématique en perspective d'une des bagues du dispositif de la figure 4 - les figures 6 et 7 sont des vues semblables aux figures 2 et 4, mais représentent deux autres variantes de réalisation de l'invention. On se réfère d'abord aux figures i à 3, représentant une première forme de réalisation de l'invention. On a représenté dans les figures 1 et. 2 deux tubes télescopiques 10 et 12, qui sont cylindriques à section circulaire, le tube -interne 12 étant par exemple mobile en coulissement axial par rapport au tube externe 10. Chaque tube 10, 12 est associé à une bague 14, 16 respectivement placée dans l'intervalle annulaire entre les deux tubes 10 et 12. La bague 14 associée au tube externe 10 comprend une surface interne cylindrique à section circulaire, d'un diamètre légèrement supérieur au diamètre externe du tube 12, et une surface externe tronconique 18 qui va en s'élargissant en direction de l'extrémité du tube externe 10 traverséepar le tube interne 12. Cette extrémité du tube externe 10 comprend un rebord ou épaulement radial interne 20 formant une butée d'appui de la bague 14. Celle-ci comprend des ergots 22 en saillie sur sa surface externe, au voisinage de son extrémité de plus grand diamètre, qui sont régulièrement répartis sur sa périphérie et qui s'engagent dans une gorge ou rainure annulaire 24 de la surface interne du tube 10, adjacente au rebord de butée , pour maintenir la bague 14 à l'extrémité du tube 10 qui est traversée par le tube interne 12. Chaque ergot 22 peut être formé à l'extrémité d'un doigt longitudinal 26 de la bague, élastiquement déformable. La bague 14 doit elle-même être capable d'expansion et/ou de contrac- tion radiale et comprend à cet effet des fentes longitudinales 28 s'étendant alternativement d'une extrémité de la bague jusqu'au voisinage de son extrémité opposée, comme représenté en figure 3. La bague 16 associée au ture interne 12 a une forme conjuguée de celle de la bague 14 associée au tube 10, c'est-à-dire que la bague 16 présente une surface extérieure cylindrique à section circulaire, ayant un diamètre légèrement inférieur au diamètre interne du tube 10, et une surface intérieure tronconique 30 conjuguée de la surface tronconique 18 de la bague 14. L'extrémité du tube 12, située à l'intérieur du tube 10, comprend un rebord ou un épaulement radial externe 32, formant butée d'appui de la bague 16. Celle-ci est maintenue sur cette extrémité du tube 12 par des ergots 34 formés radialement en saillie vers l'intérieur sur sa surface interne, et qui s'engagent dans une rainure ou gorge annulaire 36 de la surface externe du tube 12. Les ergots 34 de la bague 16 correspondent aux ergots 22 de la bague 14 et peuvent être formés à l'extrémité de doigts élastiquement déformables 38 de la bague 16. Comme la bague 14, la bague 16 est capable d'expansion et/ou de contraction radiale et comprend avantageusement des fentes longitudinales semblables aux fentes 28 de la bague 14. Le dispositif fonctionne de la façon suivante: Lorsque le tube 12 est déplacé en coulissement par rapport au tube 10 dans le sens indiqué par la flèche 40 en figure 1, son rebord d'extrémité 32 déplace avec lui la bague 16 qui coulisse à l'intérieur du tube 10 jusqu'à venir dans la position représentée en figure 2 o elle recouvre à peu près complètement la bague 14 associée au tube 10. Par effet de coin entre les surfaces tronconiques 18 et 30 des deux bagues, on réalise à la fin du mouvement de déploiement du tube 12 le serrage des deux bagues 14 et 16 l'une sur l'autre, la bague 14 étant comprimée radialement sur le tube 12, tandis que la bague 16 est expansée radialement et serrée sur le tube 10. On obtient ainsi une immobilisation du tube 12 en position déployée, et une solidarisation sans jeu particulièrement rigide des deux tubes. La compres- sion radiale de la bague 14 et l'expansion radiale de la bague 16 se traduisent également par un amortissement de la fin du mouvement de déploiement du tube 12. En outre, dans la position de blocage, les ergots 22 de la bague 14 sont rétractés vers l'intérieur de cette bague et dégagés de la rainure annulaire 24 du tube 10, tandis que, de façon correspondante, les ergots 34 de la bague 16 sont repoussés vers l'extérieur et dégagés de la rainure annulaire 36 de l'extrémité du tube 12. L'escamotage des doigts élastique- ment déformables 26 et 38 portant ces ergots participe également à l'amortissement de la fin du mouvement de déploiement du tube 12. Toutefois, si on le désire, on peut modifier la forme des doigts 26 et 38 pour qu'ils ne fassent plus saillie sur les surface tronconiques des bagues 14 et 16 et que les ergots 22 et 34 restent engagés dans les rainures 24 et 36 des tubes dans la position de serrage des bagues représentée en figure 2. On se réfère maintenant aux figures 4 et 5, représentant une variante de réalisation du dispositif selon l'invention. Dans cette variante, les tubes 10 et 12 sont équipés de bagues 14 et 16 semblables à celles représentées dans les figures 1 et 2, mais qui compren- nent en outre des moyens de blocage en position de serrage, pour interdire la rétraction du tube 12 à l'intérieur du tube 10 et augmenter le serrage quand une traction ou une compression longitudinale est appliquée au tube 12. En ce qui concerne la bague 16 représentée en figure 5, ces moyens de blocage comprennent des dents 42 en saillie sur la surface externe cylindri- que de la bague 16, portées par des doigts élastiquement déformables 44 à l'extrémité de la bague 16 tournée du côté du rebord de butée 32 du tube 12. Les doigts déformables 44 sont définis, comme on le voit en figure 5, entre deux fentes longitudinales 46 de la bague 16. Pour plus de résistance, les dents 42 peuvent être formés chacune par une pièce en acier 48 rapportée sur l'extrémité libre du doigt déformable 44 correspondant. - Les dents 42 de la bague 16 sont destinées à s'engager dans des rainures annulaires 50 de forme correspondante de la surface cylindrique interne du tube 10. On peut prévoir par exemple 4 à 5 rainures 50 adjacentes, tandis que les dents 42 peuvent être au nombre de six, régulièrement réparties sur la périphérie de la bague 16, deux dents 42 diamétralement opposées étant décalées longitudinalement l'une par rapport à l'autre d'une fraction de pas (distance séparant deux rainures 50 consécutives) pour assurer une pénétra- tion maximale d'au moins certaines des dents 42 dans les rainures 50 en dépit des petites variations de position de la bague 16 par rapport au tube 10 dans l'état déployé des tubes télescopiques. De façon correspondante, l'autre bague 14 comprend, à son extrémité adjacente au rebord annulaire 20 du tube 10, des dents formées en saillie sur sa surface cylindrique interne et destinées à pénétrer dans des rainures annulaires 52 de la surface externe du tube 12. Comme on le voit en figure 4, les dents 42 et les rainures 50 peuvent avoir une section en V disymétrique, avec une face arrière sensiblement perpendiculaire à l'axe des tubes et une face avant inclinée en oblique sur cet axe, de telle sorte que la Hague 16 puisse être déplacée par rapport au tube 10 dans le sens de déploiement du tube 12, mais ne puisse être déplacée en sens inverse. De façon correspondante, les dents de la bague 14 et les rainures 52 de la surface extérieure du tube 12 présenteront une face avant sensiblement perpendiculaire à l'axe des tubes et une face arrière inclinée en oblique. Ainsi, lorsque les bagues 14 et 16 sont dans la position de blocage représentée en figure 4, et que les dents 42 de la bague 16 sont engagées dans les rainures 50 du tube 10, les dents correspondantes de la bague 14 étant engagées dans les rainures 52 du tube 12, une rétraction de ce tube à l'intérieur du tube 10 est rendue impossible. Pour permettre cette rétraction lorsque cela est nécessaire, l'extrémité du tube 10 peut être formée par un embout vissable 54 traversé axialement par le tube 12. Le fond de cet embout forme le bord de butée de la bague 14. Par dévissage de l'embout, on peut sortir l'ensemble du tube 12 et des bagues 14 et 16. L'extrémité 32 du tube 12 est formée par un embout vissé, que l'on dévisse pour le déserrage des bagues. On se réfère maintenant à la figure 6 représentant une variante de réalisation de ces moyens de blocage. Selon cette variante, les moyens de blocage sont constitués par une bague à billes, associée à chacune des bagues de serrage 14, 16. -La bague 56 à billes 58 associée à l'extrémité avant de la bague de serrage 14 entoure le tube interne 12 et comprend sur sa surface interne une rainure annulaire de réception des billes 58 qui est définie par une face avant 60 sensiblement perpendiculaire à l'axe des deux tubes et une face arrière ou un fond tronconique 62 dont le diamètre va en se rétrécissant vers la bague de serrage 14. Un joint torique 64 élastique- ment déformable est placé dans le fond de cette rainure, pour maintenir les billes 58 en appui sur la face tronconique 62 d'une part et sur la surface externe du tube 12 d'autre part. De façon correspondante, la bague de serrage 16 est associée à son extrémité arrière à une bague 66 dont la surface externe comporte une rainure de réception de billes 58 et est définie par une face arrière 68 sensiblement perpendiculaire à l'axe des tubes et une face ou fond tronco- nique 70 dont le diamètre va en se rétrécissant dans la direction de la bague 16. Un joint torique 64 reçu au fond de cette rainure maintient les billes 68 en appui sur la face tronconique 70 d'une part, et sur la surface interne du tube 10 d'autre part. Les inclinaisons des faces tronconiques 62 et 70 des bagues 56 et 66 sont telles, par rapport au sens de déploiement du tube 12, qu'elles autorisent le déploiement de ce tube mais interdisent son retour à l'intérieur du tube 10 par coincement des billes entre les bagues et les tubes. Comme dans le mode de réalisation précédent, l'extrémité du tube 10 est formée par un embout vissé 54, que l'on peut dévisser pour sortir l'ensemble du tube 12 et des bagues 14 et 16. On se réfère maintenant à la figure 7, représentant une autre variante de réalisation des moyens de blocage des bagues 14 et 16 dans leur position de serrage. Dans cette variante, la bague 14 associée au tube extérieur 10 est sensiblement identique à la bague 14 des figures 1 et 2, mais sa surface interne, au lieu d'être cylindrique, est légèrement tronconique, son diamètre allant en s'élargissant vers l'avant, en direction de l'extrémité libre du tube 10 traversée par le tube interne 12. La surface externe du tube interne 12, qui est en contact avec la surface interne de la bague 14 dans la position déployée du tube 12, est elle aussi légèrement tronconique, en étant conjuguée de la surface interne de la bague 14. De même, la surface externe de la bague 16 associée.au tube interne 12, au lieu d'être cylindrique, est légèrement tronconique, son diamètre allant en s'élargissant vers l'avant, c'est-à-dire en direction de l'extrémité libre du tube 10 traversée par le tube interne 12. La surface interne du tube 10, qui est au contact de la surface externe de la bague 16, est également tronconique, en étant conjuguée de la surface externe de la bague 16. Lorsque les bagues 14 et 16 sont dans la position de serrage représentée en figure 7, la surface interne de la bague 14 est en appui, sur toute sa longueur, sur la surface externe tronconique du tube 12, tandis que- la surface externe de la bague 16 est appui sur toute sa longueur sur la surface interne tronconique du tube 10. On réalise ainsi, par effet de coin, un blocage interdisant la rétraction ou le retour du tube 12 à l'intérieur du tube 10. L'extrémité du tube 10 est formée par un manchon visé 72 qu'il suffit de démonter pour extraire la bague 14 et autoriser le retour du tube 12 à l'intérieur du tube 10. Il n'est pas nécessaire que la conicité de la surface interne de la bague 14 et de la surface externe de la bague 16 soit très importante. Cette conicité peut être par exemple de l'ordre de 1,25 %, tandis que la conicité de la surface externe de la bague 14 Pt de la surface interne de la bague 16 est de l'ordre de 5 %. Pour permettre un déblocage rapide des tubes en position déployée, on peut prévoir que l'embout vissé 72 est remplacé par l'embout 54 de la figure 6, comprenant la rainure ou gorge annulaire dans laquelle s'engagent les ergots 22 de la bague 14, que ces ergots resteront engagés dans cette gorge au serrage des bagues et que la gorge comprend par exemple une partie hélicoïdale par rapport à l'axe des tubes. Ainsi, par dévissage de l'embout, on extrait automatiquement la bague 14, au moyen de ses ergots engagés dans ladite gorge. La bague 16 est quant à elle maintenue en place par ses ergots 34 engagés dans la gorge 36 du tube 12. Les deux bagues 14 et 16 sont réalisées par exemple en alliage léger. De façon générale, le dispositif selon l'invention permet un blocage rigide des tubes en position déployée dès la fin du déploiement, ce blocage étant maintenu et renforcé lorsqu'une force extérieure est appliquée aux tubes, soit dans le sens du déploiement, soit dans le sens contraire. En outre, l'effort qu'il faut appliquer au tube 12 pour le faire coulisser par rapport au tube 10 reste faible, la fin de la course de déploiement étant automatique- ment amortie. De plus, le mode de réalisation de la figure 7 permet un blocage progressif des tubes 10 et 12, ainsi qu'un rattrapage automatique des tolérances dimensionnelles dues à diverses causes (tolérances de fabrication, variations dimensionnelles provoquées par une variation de température, va- riation des efforts de déploiement). g REVENDICATIONS 1) Dispositif de blocage automatique de tubes télescopiques en position déployée, caractérisé en ce qu'il comprend deux bagues (14, 16) susceptibles d'expansion et de contraction radiale montées l'une autour d'une extrémité d'un tube interne (12) et l'autre à l'intérieur d'un tube externe (10) à son extrémité traversée par le tube interne (12), ces bagues présentant l'une une surface interne tronconique (30) et l'autre une surface externe tronconique (18) qui sont conjuguées l'une de l'autre, de sorte que, en position rétractée des tubes, les bagues sont écartées l'une de l'autre et, dans la position déployée des tubes, les deux bagues se chevauchent et sont en contact par leurs surfaces tronconiques, en étant serrées l'une sur l'autre et sur les tubes pour les immobiliser en position. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bague comprend une ou plusieurs fentes (28) longitudinales facilitant son expansion ou sa contraction radiale. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque bague (14, 16) est en butée sur un épaulement (20, 32) du tube (10,12) auquel elle est associée. -, 4) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque bague (14, 16) est monté libre en translation par rapport au tube (10, 12) associé et comporte au moins un ergot radial (22, 34) en saillie engagé dans une rainure ou gorge circulaire (24, 36) du tube, pour maintenir la bague à l'extrémité de ce tube. ) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque bague (14, 16) comprend des moyens (42, 56, 66) de blocage en position de serrage, qui coopérent dans cette position avec le tube (12, 10) associé à l'autre bague 6) Dispositif selon la revendication.5, caractérisé en ce que les moyens de blocage d'une bague (14, 16) comprennent des dents (42) formées en saillie sur la surface de la bague tournée sur la surface du tube (12, 10) associé à l'autre bague, cette surface de tube comprenant des rainures transversales (50, 52) dans lesquelles s'engagent les dents (42) précitées, quand les bagues sont en position de serrage. 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque dent (42) a un profil disymétrique, auquel correspond un profil disymétrique de la rainure (50, 52), pour autoriser un. déplacement de la bague dans le sens correspondant au déploiement des tubes et interdire le déplacement de la bague en sens contraire. 8) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de blocage comprennent, sur la surface de la bague tournée vers la surface du tube associé à l'autre bague, une gorge annulaire à section en V disymétrique, comprenant une face oblique (62, 70) et une face (60, 68) perpendiculaire à l'axe des tubes, et des billes (58) logées dans cette gorge et venant au contact de la face oblique de la gorge et de ladite surfacede tube. 9) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un joint torique (64) en matière élastiquement déformable est reçu dans le fond de ladite gorge. 10) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface de chaque bague (14, 16) opposée à la surface tronconique (18, 30) précitée, est elle-même de forme tronconique avec une conicité plus faible que celle de la première surface tronconique (18, 30) et s'applique en position de serrage des bagues sur une surface tronconique conjuguée formée sur la surface de tube en regard. 11) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en que l'extrémité du tube externe (10) est formée par un embout vissé (54, 72) démontable pour permettre l'extraction du tube interne (12) et le déserrage des bagues (14, 16). 12) Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'embout vissé (54) comprend sur sa surface interne la gorge annulaire dans laquelle sont engagés les ergots (22) de la bague (14) associée au tube externe (10), et permet par dévissage l'extraction de la bague (14) et le déblocage des tubes. 13) Dispositif selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'extrémi- té du tube interne (12) présentant l'épaulement (32) précité est formée par un embout vissé sur le tube.