Brevet FR2684142A1 — publié le 19930528

La présente invention concerne un dispositif de blocage amovible. Quoique non exclusivement, le dispositif selon l'invention est plus particulièrement destiné à assurer la liaison en translation de deux pièces déplaçables l'une par rapport à l'autre, pour les libérer par la suite. Les dispositifs de blocage amovible de ce type sont généralement pourvus d'un élément de retenue immobilisant en translation les première et seconde pièces. Pour désolidariser les deux pièces, l'élément de retenue est soit retiré mécaniquement, soit commandé électriquement, de façon à supprimer cette liaison. Aussi, la présente invention a pour objet de proposer un tel dispositif de blocage amovible dont la réalisation de l'élément de retenue s'affranchit de commande mécanique ou électrique pour immobiliser en translation ou libérer les deux pièces. A cet effet, le dispositif de blocage amovible, en translation, de deux pièces l'une par rapport à l'autre, du type pourvu d'un élément de retenue immobilisant en translation les première et seconde pièces, est remarquable, selon l'invention, en ce que ledit élément de retenue est lié par l'une de ses extrémités à ladite première pièce, tandis que son autre extrémité est libre, en ce qu'un évidement est ménagé dans ladite seconde pièce, dans lequel peut s'engager ladite extrémité libre dudit élément de retenue, et en ce que ledit élément de retenue est réalisé en un alliage à mémoire de forme à deux états stables, de façon que son extrémité libre soit engagée dans ledit évidement lorsqu'il est dans l'un de ses états stables, immobilisant en translation les deux pièces, et que son extrémité libre s'efface dudit évidement, par déplacement angulaire autour de son autre extrémité fixe, lorsque ledit élément passe vers son autre état stable sous l'action de moyens thermiques, libérant les deuxdites pièces. Ainsi, grâce aux caractéristiques de l'élément de retenue, réalisé en un alliage à mémoire de forme, le dispositif est commandé par voie thermique pour permettre l'immobilisation ou la séparation des deux pièces. En effet, on saint que les alliages à mémoire de forme présentent la particularité de posséder, à l'état solide, deux structures cristallines stables (l'une en phase austénitique, l'autre en phase martensitique) respectivement dans deux domaines de température différents qui correspondent chacun à une phase spécifique de la structure cristalline de l'alliage et qui sont séparés par une zone intermédiaire dite de température de transition. De la sorte, en fonction de la température, la pièce réalisée en un tel alliage peut prendre deux configurations distinctes stables, de façon réversible. A titre d'exemple, ces alliages sont métalliques, du type nickel-titane ou cuivre-zinc-aluminium, selon les applications. Pour obtenir une pièce ayant ces propriétés à partir d'un tel alliage, le procédé consiste, par exemple, à réaliser la pièce sous une première forme lorsque sa structure cristalline est en phase austénitique, dans le domaine de température correspondant à cette phase, à refroidir la pièce, en franchissant la zone de température de transition, jusqu'à son domaine de température correspondant à sa phase martensitique, et à lui appliquer une contrainte spécifique pour lui donner une seconde forme. Après le retour à la température ambiante, la pièce conserve cette seconde forme et ses caractéristiques mécaniques sont retrouvées. Une augmentation de température au-delà de la zone de transition permet à la pièce de passer de sa seconde forme vers sa première forme initiale. Le dispositif selon l'invention est plus particulièrement destiné à immobiliser en translation deux pièces cylindriques l'une par rapport à l'autre. Dans ce cas, ledit élément de retenue du dispositif, réalisé en un alliage à mémoire de forme, comprend avantageusement une pluralité de languettes arquées, dont une de leurs extrémités est fixée à la première pièce et dont l'autre extrémité de chacune d'elles est libre et susceptible de s'engager, par un déplacement angulaire radial par rapport à l'axe géométrique desdites pièces cylindriques, dans ledit évidement pratiqué dans la seconde pièce.De préférence, lesdites languettes arquées sont disposées, dans un même plan transversal, les unes à la suite des autres et sont fixées à une face transversale de ladite première pièce, et ledit évidement, prévu dans la seconde pièce, est défini par une gorge annulaire, dans laquelle peuvent s'engager les extrémités libres des dites languettes. On comprend donc que, dans l'un des deux états stables, les languettes arquées définissent sensiblement un anneau, autorisant la séparation des deux pièces cylindriques, tandis que, dans l'autre état stable, l'extrémité libre de chaque languette arquée s'écarte radialement et angulairement autour de son extrémité fixée à la première pièce, pour s'engager dans l'évidement de la seconde pièce, immobilisant en translation lesdites pièces, l'une par rapport à l'autre. En particulier, lesdites languettes arquées sont identiques et présentent une forme plate s'élargissant radialement à leur extrémité libre. Dans un exemple de réalisation, ladite gorge annulaire est ménagée dans une surface interne de ladite seconde pièce cylindrique, de sorte que les extrémités libres et élargies des languettes font radialement saillie extérieurement. Dans un mode préféré de réalisation, lesdites languettes arquées sont intégrées, par leur extrémité correspondante, à une rondelle de support, cette dernière et lesdites languettes définissant ledit élément de retenue de forme annulaire. Ainsi, il est aisé d'usiner directement lesdites languettes arquées dans la rondelle de support, alors que l'élément est dans l'un de ses deux états stables cristallins, puis d'exercer une contrainte de flexion sur les extrémités libres des languettes, alors que l'élément est dans l'autre état stable cristallin. Dans un autre mode de réalisation, lesdites languettes arquées peuvent être rapportées, par leur extrémité correspondante, sur une rondelle de support ou directement sur la face transversale de la première pièce. Par ailleurs, des vis assurent par exemple la fixation des languettes arquées de l'élément de retenue à ladite première pièce, en traversant pour cela des trous ménagés dans les extrémités correspondantes des languettes. Selon une autre caractéristique de l'invention, des moyens élastiques sont avantageusement prévus sur l'une desdites pièces, pour éloigner spontanément l'autre pièce, après l'effacement de l'extrémité libre de l'élément de retenue dudit évidement. De préférence, lesdits moyens élastiques comprennent un ressort de compression, logé dans un chambrage annulaire de la première pièce et débouchant de sa face transversale contre laquelle s'applique ladite seconde pièce. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblableus La figure 1 représente en perspective écorchée deux pièces liées en translation par le dispositif de blocage amovible conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en perspective de l'élément de retenue du dispositif, dans sa position sortie, autorisant l'immobilisation en translation des deuxdites pièces. La figure 3 représente en perspective écorchée les deux pièces libérées en translation. La figure 4 -est une vue en perspective de l'élément de retenue du dispositif, dans sa position rentrée, permettant la séparation axiale desdites pièces. Le dispositif de blocage amovible selon l'invention, montré sur ces figures, a pour but d'immobiliser en translation deux pièces 1 et 2 relativement déplaçables l'une par rapport à l'autre, par l'intermédiaire d'un élément de retenue 3, et de les libérer par la suite, grâce à l'action de moyens thermiques agissant sur ledit élément de retenue 3. Comme le montre la figure 1, les première et seconde pièces 1 et 2 sont, dans cet exemple de réalisation, cylindriques et présentent chacune une section annulaire. Les pièces 1 et 2 sont mises bout à bout, c'est-à-dire que deux de leurs faces transversales, respectivement 1A et 2A, s'appliquent l'une contre l'autre. Les passages internes 1B et 2B des pièces cylindriques annulaires sont coaxiaux selon un axe longitudinal commun X-X. Géométriquement, les passages internes 1B et 2B ont des diamètres différents. Ainsi, dans cet exemple, le passage axial 1B de la première pièce 1, délimité par la surface latérale interne 1C, a un diamètre inférieur à celui du passage axial 2B de la seconde pièce 2, délimité par la surface latérale interne 2C.En revanche, les surfaces latérales externes 1D et 2D desdites pièces sont dans le prolongement l'une de l'autre puisque les diamètres externes des pièces 1 et 2 sont identiques. De la sorte, on voit sur la figure 1, que la face transversale d'extrémité 1A de la première pièce n'est que partiellement recouverte, annulairement, par la face transversale d'extrémité 2A de la seconde pièce. Bien évidemment, ces considérations géométriques, relatives à la forme et aux dimensions des pièces, ne doivent être prises qu'à titre d'exemple particulier de réalisation des pièces, et pourraient être totalement différentes. Pour immobiliser en translation les deux pièces 1 et 2, coaxiales l'une par rapport à l'autre selon l'axe X-X, l'élément de retenue 3 du dispositif conforme à l'invention est lié par l'une de ses extrémités à la face transversale 1A de la première pièce, tandis que son autre extrémité est libre et s'engage dans un évidement 2E pratiqué en correspondance dans la surface latérale interne 2C du passage 2B de ladite seconde pièce. Cet élément de retenue 3 est avantageusement réalisé en un alliage à mémoire de forme à deux états stables, pour lesquels les deux pièces sont immobilisées en translation (figure 1), ou libérées axialement (figure 3). Tout d'abord, comme le montrent les figures 2 et 4, l'élément de retenue 3 comporte, dans ce mode particulier de réalisation adapté notamment à la liaison en translation de pièces cylindriques, une pluralité de languettes arquées 4, au nombre de quatre. Ces languettes sont identiques et de forme aplatie, et elles couvrent chacune un arc angulaire approximativement égal à 900 de sorte que, lorsqu'elles sont mises bout à bout, les languettes arquées 4 présentent une forme sensiblement circulaire. Plus particulièrement, elles font partie intégrante d'une rondelle annulaire 5, en conséquence de quoi l'élément de retenue 3 est défini, dans cet exemple, par la rondelle et les languettes arquées. Les extrémités 4A des languettes sont issues de la rondelle 5 et elles se prolongent ensuite librement et parallèlement, de façon espacée, à la rondelle 5. Ces languettes arquées se terminent par des extrémités libres 4B qui sont élargies radialement, vers l'extérieur, de façon à pouvoir s'engager efficacement dans l'évidement 2E prévu dans la seconde pièce 2, grâce aux caractéristiques intrinsèques de l'alliage à mémoire de forme dans lequel est réalisé l'élément de retenue. Dans cet exemple, l'évidement 2E se présente sous la forme d'une gorge annulaire interne, ménagée dans la surface latérale interne 2C de la seconde pièce. Par ailleurs, des trous 6 sont prévus dans l'élément de retenue 3 au niveau des extrémités fixes 4A des languettes. Ces trous 6, parallèles entre eux, traversent de part en part l'élément de retenue, c'est-à-dire les extrémités fixes 4A des languettes et la rondelle 5. Avantageusement, les - dimensions de cette dernière correspondent sensiblement à la partie annulaire visible lAl de la face transversale 1A de ladite première pièce, non recouverte par la face transversale 2A de la seconde pièce. Ainsi, le montage de l'élément de retenue 3 sur la première pièce 1 est aisément effectué en appliquant la rondelle annulaire 5 contre la partie 1Al de la face transversale lA, puis en engageant des vis 7 dans les trous de passage 6, solidarisant l'élément de retenue 3 de ladite première pièce 1. On voit sur la figure 1, que l'élément de retenue 3 du dispositif immobilise en translation, selon l'axe X-X, les pièces cylindriques 1 et 2 l'une par rapport à l'autre. Pour cela, comme on l'a précisé auparavant, l'élément de retenue 3 occupe l'un de ses deux états stables, pour lequel les languettes arquées 4 sont en position sortie, écartées radialement vers l'extérieur de l'élément, de façon que leurs extrémités libres 4B, faisant saillie de la rondelle, s'engagent dans la gorge annulaire interne 2E de la seconde pièce. Celle-ci est alors bloquée axialement. L'obtention d'un tel élément de retenue 3, en alliage à mémoire de forme, est par exemple la suivante. On réalise l'élément de retenue 3 (languettes arquées et rondelle 5) sous sa forme représentée notamment sur la figure 3. Celle-ci est acquise lorsque la structure cristalline constituant l'élément de retenue est dans sa phase austénitique correspondant à son premier état stable. Les languettes 4 sont ainsi en position rentrée, c'est-à-dire qu'elles sont effacées en étant en regard de la rondelle 5. Puis, on refroidit l'élément de retenue jusqu'à une température telle que sa structure cristalline soit alors dans la phase martensitique, et on applique une contrainte de flexion identique sur les extrémités libres 4B des languettes 4, autour de leurs extrémités fixes 4A solidaires de la rondelle 5.A ce moment, l'élément de retenue 3 est dans son second état stable pour lequel les languettes arquées 4 sont en position sortie s'écartant radialement vers l'extérieur, comme l'illustrent les figures 1 et 2. Après le retour à la température ambiante, cette nouvelle forme de l'élément de retenue est acquise et ses caractéristiques mécaniques retrouvées. Ainsi, comme l'élément de retenue 3 montré sur les figures 1 et 2 occupe son second état stable, les extrémités libres et élargies 4B des languettes 4, dont les extrémités 4A sont fixées à la première pièce 1, s'engagent efficacement dans la gorge annulaire 2E de la seconde pièce, les première et seconde pièces étant alors liées en translation, selon l'axe X-X. Pour obtenir la séparation axiale des deux pièces cylindriques 1 et 2 liées en translation, on procède à une augmentation de température dudit élément de retenue 3 au-delà de sa température dite de transition, pour que sa structure cristalline soit alors dans la phase austénitique. L'élément de retenue 3 retrouve alors la forme qu'il avait dans cette phase, montrée sur les figures 3 et 4. L'augmentation de la température peut être obtenue par tout moyen approprié susceptible d'engendrer un effet thermique. Par exemple, on peut utiliser une composition pyrotechnique ou chimique, un fluide caloporteur, etc... . Ces moyens thermiques, connus en soi, sont représentés symboliquement en 8 sur les figures 1 et 3. Dès que l'élément de retenue 3 revient vers son premier état stable, les languettes arquées 4 passent progressivement de leur position sortie vers leur position rentrée, en se déplaçant angulairement autour de leurs extrémités fixes 4A. De la sorte, les extrémités libres 4B des languettes se désengagent au fur et à mesure de la gorge annulaire 2E de la seconde pièce, jusqu'à ce qu'elles s'effacent de la gorge. Les languettes arquées 4 occupent alors leur position rentrée, en regard de la rondelle annulaire 5. Bien évidemment, le domaine de température qui régit le changement de forme de l'élément de retenue dépend de la composition de l'alliage à mémoire de forme utilisé, et il peut être choisi, par conséquent, dans un large intervalle pour adapter la température de transition en fonction de l'application souhaité. Aussi, pour favoriser la séparation des deux pièces cylindriques 1 et 2, des moyens élastiques 9 sont par exemple prévus dans la première pièce 1. Ils comprennent un ressort de compression 9A qui est logé dans un chambrage annulaire 1E de la première pièce, débouchant dans la face transversale 1A contre laquelle s'applique la face transversale 2A de la seconde pièce. Ainsi, lorsque les deux pièces 1 et 2 sont immobilisées en translation, le ressort 9A est comprimé. Aussi, dès que les extrémités libres 4B des languettes arquées 4 sont désengagées de la gorge annulaire 2E de la seconde pièce 2, celle-ci est éloignée axialement de la première pièce par l'action du ressort de compression 9A qui reprend spontanément son état initial. Ce dispositif selon l'invention pourrait bien entendu comporter un nombre différent de languettes arquées. De même, celles-ci pourraient être montées directement sur la face transversale de la première pièce ou rapportées sur une rondelle en y étant fixées, au lieu d'être réalisées directement avec la rondelle. REVENDICATIONS 1. Dispositif de blocage amovible en translation de deux pièces l'une par rapport à l'autre, du type pourvu d'un élément de retenue immobilisant en translation les première et seconde pièces, caractérisé en ce que ledit élément de retenue (3) est lié par l'une de ses extrémités (4A) à ladite première pièce (1), tandis que son autre extrémité (4B) est libre, en ce qu'un évidement (2E) est ménagé dans ladite seconde pièce (2), dans lequel peut s'engager ladite extrémité libre (4B) dudit élément de retenue, et en ce que ledit élément de retenue (3) est réalisé en un alliage à mémoire de forme à deux états stables, de façon que son extrémité libre soit engagée dans ledit évidement lorsqu'il est dans l'un de ses états stables, immobilisant en translation les deux pièces (1,2), et que son extrémité libre s'efface dudit évidement, par déplacement angulaire autour de son autre extrémité fixe, lorsque ledit élément passe vers son autre état stable sous l'action de moyens thermiques, libérant les deuxdites pièces. 2. Dispositif selon la revendication 1, du type dans lequel lesdites pièces à immobiliser sont cylindriques, caractérisé en ce que ledit élément de retenue (3), réalisé en un alliage à mémoire de forme, comprend une pluralité de languettes arquées (4), dont une (4A) de leurs extrémités est fixée à la première pièce (1) et dont l'autre extrémité (4B) de chacune d'elles est libre et susceptible de s'engager, par un déplacement angulaire radial par rapport à l'axe géométrique desdites pièces cylindriques, dans ledit évidement (2E) pratiqué dans la seconde pièce (2). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites languettes arquées (4) sont disposées, dans un même plan transversal, les unes à la suite des autres et sont fixées à une face transversale (1A) de ladite première pièce (1), et en ce que ledit évidement, prévu dans la seconde pièce, est défini par une gorge annulaire (2E), dans laquelle peuvent s'engager les extrémités libres (4B) desdites languettes (4). 4. Dispositif selon l'une des revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdites languettes arquées (4) sont identiques et présentent une forme plate s'élargissant radialement à leur extrémité libre (4B). 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite gorge annulaire (2E) est ménagée dans une surface interne (2C) de ladite seconde pièce cylindrique (2). 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que lesdites languettes arquées (4) sont intégrées, par leur extrémité correspondante (4A), à une rondelle de support (5), cette dernière et lesdites languettes définissant ledit élément de retenue (3) de forme annulaire. 7. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que lesdites languettes arquées (4) sont rapportées, par leur extrémité correspondante (4A), sur une rondelle de support (5). 8. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que des vis (7) fixent respectivement les languettes arquées de l'élément de retenue à ladite première pièce, en traversant des trous (6) ménagés dans les extrémités correspondantes des languettes. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 8, caractérisé en ce que des moyens élastiques (9) sont prévus sur l'une desdites pièces pour éloigner spontanément l'autre pièce, après l'effacement de l'extrémité libre dudit élément de retenue (3) dudit évidement. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques (9) comprennent un ressort de compression (9A), logé dans un chambrage annulaire (1E) de la première pièce (1) et débouchant de sa face transversale (1A) contre laquelle s'applique ladite seconde pièce (2).