Brevet FR2712952A1 — publié le 19950602

La présente invention est relative, d'une fanon générale, à un dispositif mécanique d'arrêt en rotation pour vérin télescopique. On entend par la présente invention proposer un dispositif, différent de ceux habituellement utilisés, fondé sur la mise en oeuvre de deux éléments ou plus et permettant de créer des vérins moins encombrants que ceux déjà existants. En effet pour les vérins hydrauliques ou pneumatiques, des organes de pilotage, une pompe ou un compresseur sont indispensables. De plus la technologie des vérins hydrauliques ou pneumatiques télescopiques dépassants deux éléments pouvants tirer et pousser est complexe, coûteuse, et difficile à mettre en oeuvre. le dispositif, décrit ci-après, comporte - au moins un élément tubulaire ayant une fonction de vis. - au moins un élément tubulaire ayant une fonction de vis-écrou. - au moins un élément tubulaire ayant une fonction écrou. Traditionnellement, tout système mécanique télescopique composé d'un dispositif vis-écrou ne peut dépasser deux éléments; car lors du déploiment, en fin de course, il se produit un désacouplement des pièces vis et écrou. Les figures citées ci-après permettront de simplifier la description. Les filets peuvent être de différentes formes. Dans les figures citées ci-après la forme primitive du filet est choisie carré afin de de mieux mettre en évidence l'objet de l'invention. - La figure 1 représente, en vue de coupe, le dispositif vis-écrou inactivé. - La figure 2 représente, en section sortie, le premier tube déployé. - La figure 3 représente, en vue de coupe, le dispositif déployé entièrement. Dans notre description l'on fera référence à un - Premier tube, formant le corps, désigné ci après tube enveloppant (1). - Deuxième tube, désigné ci-après tube intermédiaire (2). - Troisième tube, désigné ci-après barre interne (3), ce tube apparaît dans tous les dessins en section sortie. - Plaque d'arrêt intermédiaire (4). - Plaque d'arrêt de fin de course (5). - Partie désignée ci après fond de filet (6). - Partie désignée ci après flanc de filet (7). - Partie désignée ci après tête de filet (8). Le dispositif ci-dessous décrit se compose de trois tubes concentriques filetés. Le tube enveloppant fileté uniquement à l'intérieur qui forme le corps du dispositif vis-écrou est stoppé en rotation. Le tube intermédiaire fileté intérieurement et extérieurement s'adapte à l'intérieur du tube enveloppant et la barre interne filetée uniquement à l'extérieur s'adapte à l'intérieur du tube intermédiaire. Lors du déploiement, le tube interne est mis en rotation, et le tube enveloppant du dispositif vis-écrou opère une translation ascendante par rapport au tube intermédiaire. Dans les dispositifs existants les éléments tubulaires se désacouplent. Le dispositif de la présente invention permet d'arrêter en translation le tube enveloppant du dispositif vis-écrou en haut du tube intermédiaire. On connaît le même problème lorsque le tube intermédiaire arrive en haut de la barre interne. La solution présentée propose donc de stopper les tubes en translation par un arrêt en rotation de ceux-ci. Pour ce faire, les éléments tubulaires faisant partis du dispositif décrit comportent - impérativement des variations dimensionnelles, par exemple diamétrales réalisées sur les fonds du filet (fonds de rainure dont les côtés forment les saillies qui sont les têtes de filet) et/ou sur les têtes du filet. - aussi ou seulement d'éventuelles variations d'angles et/ou d'épaisseur réalisées sur les flancs du filet (côté des saillies). Les variations des dimensions du filet peuvent s'effectuer intérieurement et/ou extérieurement du pied à la tête de chaque tube. Le pas peut être de forme variable. Le pas est considéré comme la distance parcourue par l'écrou pour un tour. Le tube fileté qui subit une translation par rapport au corps d'un second élément fileté voit sa course stoppée par la disparition du jeu entre filets. De même sa translation est une conséquence du mouvement hélicoidal engendré par une rotation. Le présent dispositif agit sur le jeu entre filets qui diminue progressivement, conséquemment à une diminution du rayon, de l'angle ou de l'épaisseur des flancs de filet. Les variations du filet d'un élément tubulaire ou des filets de l'ensemble des éléments tubulaires en contacts augmentent les forces de frottement jusqu'à ce que l'adhérence soit telle qu'elle entraîne l'arrêt en rotation du tube. On affecte à ces variations un coefficient constant ou variable. Il est possible de varier les caractéristiques dimensionnelles des filets afin d'obtenir un point d'adhérence situé à n'importe quel niveau des éléments coopérents. Lors du repliement (cas inverse du déploiement) provoqué par une rotation de la barre interne, de sens inverse de celle décrite pour la translation ascendante, le tube enveloppant opère une translation descendante, selon un mouvement hélicoidal engendré lui même par une rotation et ce jusqu'à la base du tube intermédiaire coopérant avec la surface intérieure du tube enveloppant. Afin d'éviter le désacouplement on l'arrête en translation à la base du tube intermédiaire . A son tour, le tube intermédiaire opère une translation descendante, selon un mouvement hélicoïdal engendré lui même par une rotation et ce jusqu'à la base de la barre interne coopérant avec la surface intérieure du tube intermédiaire. Afin d'éviter le désacouplement on l'arrête en translation à la base du tube interne. Le dispositif ci-dessus décrit se compose de trois tubes concentriques filetés. Le tube enveloppant fileté uniquement à l'intérieur forme le corps du dispositif vis-écrou. Il est stoppé en rotation. Le tube intermédiaire fileté intérieurement et extérieurement s'adapte à l'intérieur du tube enveloppant et la barre interne filetée uniquement à l'extérieur s'adapte à l'intérieur du tube intermédiaire. Le tube enveloppant une fois libéré et la barre interne à son tour bloquée induisent les mécanismes suivants Le tube enveloppant en rotation engendre lors du deploiement une translation ascendante du tube interne. Le mouvement hélicoidal étant lui même engendré par la rotation et ce jusqu'à la hauteur du tube intermédiaire où est réalisé l'arrêt en rotation. A son tour,le tube intermédiaire opère une translation ascendante, selon un mouvement hélicoidal engendré lui même par une rotation et ce jusqu'à la hauteur de la barre interne où est réalisé l'arrêt en rotation suivant. - Lors du repliement (cas inverse du déploiement) provoqué par une rotation du tube enveloppant, de sens inverse de celle décrite pour la translation ascendante, la barre interne opère une translation descendante, selon un mouvement hélicoïdal engendré lui même par une rotation et ce jusqu'à la base du tube intermédiaire coopérant avec la surface intérieure du tube enveloppant. Afin d'éviter le désacouplement on l'arrête en translation à la base du tube intermédiaire . A son tour, le tube intermédiaire opère une translation descendante, selon un mouvement hélicoidal engendré lui même par une rotation et ce jusqu'à la base du tube enveloppant coopérant avec la surface intérieure du tube intermédiaire. Afin d'éviter le désacouplement on l'arrête en translation à la base du tube enveloppant. Dans notre exemple, on actionne le vérin télescopique grace à un moteur électrique dont l'axe est perpendiculaire à celui du vérin. Ci-après une réalisation du dispositif vérin télescopique à titre d'exemple uniquement, en se référant aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 4 représente une vue de face, carter (enveloppe protégeant le mécanisme) et bati coupés. - la figure 5 représente une vue de droite, carter et bati coupés.(où le vérin est non coupé car les détails de celui-ci sont visible aux figures 1, 2, 3) Le dispositif réducteur sera à titre d'exemple un dispositif roue-vis sans fin (vis filetée en partie qui en tournant entraîne dans son mouvement une roue en rotation bloqué en translation). L'une des extrêmités de la tige filetée du dispositif roue-vis sans fin est accouplée au moteur, tandis que l'autre repose sur un palier 2Z (point d'appui d'un arbre ici doté d'un organe diminuant le frottement). Plus particulièrement, selon la figure 4, le dispositif vérin représenté comprend entre autres le bati et le carter en deux parties 20 et 21. Le demi carter peut être fixé au moyen d'un rivet 19, au bati 22 et au moyen d'une vis à tôle 1S au demi carter Z1. La vis sans fin 24, est accouplée au moteur 17 si son arbre moteur ne peut pas remplir les rôles de rotor et de vis sans fin. Dans l'accouplement réalisé ici à titre d'exemple, l'une des extrêmités de la vis sans fin 2A est donc percée longitudinalement servant ainsi au logement de l'arbre moteur. On assure la fixation de la vis sans fin 2i à l'arbre moteur par une vis de pression 22. Celle-ci placée perpendiculairement à l'ensemble vis sans fin-arbre moteur dans un trou taraudé (fileté à l'intérieur), réalise par pression leur jonction. Lors du fonctionnement, la vis sans fin D entraîne en rotation la roue dentée 12. l'autre extrémité de la vis sans fin li reposant par exemple sur un palier constitué des pièce 2S et 22. Dans la vue produite à la figure 4, ce palier est constitué d'un roulement 22 et de son support Di. Les deux pièces 2E et 27 sont fixées l'une par rapport à l'autre. Dans la vue produite à la figure 5, la roue dentée 13 repose sur l'entretoise 13, un tube épaulé par exemple. Elle pénètre dans le roulement A qui la maintient. La bague enveloppante du roulement A repose sur la rondelle 1. afin de libérer en rotation la bague intérieure du roulement 1. celui-ci pénètre dans le support du roulement 12 et y est maintenu par un ajustement serré. On peut fixer le support du roulement 15 par quatre points de fixation sur le bati 23 pourvu d'une assise 22 au niveau du roulement A sur lequel repose le vérin. L'assise 25 est un rond fixé sous le bati 22. Telle que représenté aux figures 4 et 5, la plaque 2j est pourvue d'une ouverture circulaire,de laquelle dépasse le dispositif vérin (visible aux figures 1, 2, 3) constitué de préférence de deux tubes concentriques et d'une barre interne filetés extérieurement et/ou intérieurement d'un pas de forme variable. On peut choisir cette forme primitive carrée. Le tube enveloppant 11 du vérin est fileté intérieurement d'un pas de forme variable. Le vérin est également muni d'une barre interne 1Q épaulée et filetée sur son plus petit diamètre, d'un pas de forme variable dont la forme primitive carrée sera plus particulièrement retenue. On fixe à ces éléments, après la réalisation des filetages et l'imbrication des tubes, des ronds percés eux-mêmes fixés en bas des tubes et en bas du filetage de la barre interne. Ces ronds servent à arrêter les tubes en translation lors du repliement. Ce type d'arrêt ayant été choisi à titre d'exemple. Cet arrêt est visible sur les figures 1, 2, 3 aux n'p et . Sur la figure 4, on maintient la partie de plus petit diamètre de la barre interne 1Q qui pénètre dans la roue dentée IZ et dans l'entretoise 1a. par un ajustement serré par exemple sur les parties 13. A, 12. 10. La pièce 9 est, par exemple un épais rond rainuré, fixée sur le tube enveloppant 11 du vérin. La forme de cette pièce dépend de son utilisation. En plaçant par exemple les dispositifs décrits aux figures 1 et 2 sous un véhicule nous obtenons un cric. C'est sous cette forme d'utilisation, choisie à titre d'exemple, que nous allons voir son fonctionnement. Lors de l'utilisation selon la forme de réalisation, l'élément 9 accouplé manuellement ou mécaniquement entre en contact avec l'essieu ou tout autre point d'appui approprié d'un véhicule, en dévissant le tube enveloppant Il du vérin. Ce corps est alors bloqué en rotation sous le véhicule. Le moteur li entraîne en rotation la vis sans fin 24, engrenant (mettant en liaison) les dents de la roue dentée 12. En se référant à la figure 4, la barre interne ifi maintenue par un ajustement serré dans la pièce 12. entraîne la rotation de la roue dentée 12. Dans la forme de réalisation ici produite à titre d'exemple, la rotation de la barre interne m provoque le levage du tube enveloppant 11 du vérin. On peut donc mettre l'élément 9 en contact avec l'essieu du véhicule en bloquant sa rotation à la main ou par tout autre moyen. Lorsque le tube enveloppant Il du vérin est bloqué en rotation, le tube intermédiaire 2 sur les figures 1, 2, 3 est contraint, de par sa forme hélicodale, à s'élever dans le tube enveloppant du vérin, de façon à soulever ainsi l'essieu du véhicule. Par la suite, le tube intermédiaire 2 sur les figures 1, 2, 3, fileté extérieurement d'un pas de forme variable, se bloque en rotation. Pour ce faire le système faisant parti du dispositif décrit comporte - impérativement des variations dimensionnelle diamétrales réalisées sur les fonds du filet (fonds de rainure dont les côtés forment les saillies qui sont les têtes de filet) et/ou sur les têtes du filet. - aussi ou seulement d'éventuelles variations d'angles et/ou d'épaisseur réalisées sur les flancs du filet (côté des saillies). Les variations des caractéristiques dimensionnelles du filet s'effectuent intérieurement et/ou extérieurement du pied à la tête de chaque élément tubulaire. Les éléments tubulaires sont alors filetés d'un pas (distance parcourue par l'écrou pour un tour) de forme variable. Lorsqu'un élément tubulaire comporte un filetage variable dans ses dimensions, il subit une translation ascendante qui est une conséquence du mouvement hélicoïdal engendré par une rotation. Le jeu entre filets diminue progressivement. Cette diminution du rayon, de l'angle ou/et de l'épaisseur des filets augmente les forces de frottement jusqu'à ce que l'adhérence se produise et entraîne l'arrêt en rotation. Lors du repliement des éléments tubulaires (cas inverse du déploiement) provoqué par la rotation de la barre interne, le tube intermédiaire descend, selon un mouvement hélicoïdal engendré lui même par la rotation et ce jusqu'à la base de la barre interne. Afin d'éviter le désacouplement on l'arrête en translation à la base de la barre interne par les plaques d'arrêt en translation qui sont designées dans les figures 1,2,3 par les n04 et L. A son tour le tube enveloppant descend, selon un mouvement hélicoïdal engendré lui même par la rotation et ce jusqu'à la base du tube intermédiaire. Afin d'éviter le désacouplement on l'arrête en translation à la base de tube interne par les plaques d'arrêt en translation qui sont designées dans les figures 1,2,3 par les n-4 et . L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation que l'on vient de décrire qui est orienté vers une utilisation de dispositif d'arrêt en rotation en tant que cric pour véhicule en effet le dispositif d'arrêt en rotation d'un vérin télescopique peut avoir des applications diverses dans les domaines de l'aviation, la robotique, REVENDICATIONS 1/ Dispositif mécanique d'arrêt en rotation pour vérin télescopique composé d'au moins deux éléments tubulaires distincts munis de filets présentant des moyens de coopération entre eux, caractérisé en ce que tous les filets des éléments tubulaires comportent des variations dimensionnelles qui permettent l'arrêt en rotation desdits éléments tubulaires. 2/ Dispositif mécanique d'arrêt en rotation pour vérin télescopique, selon la revendication 1 caractérisé en ce que les variations dimensionnelles des filets s'opérent progressivement en permettant soit l'augmentation du jeu entre filet soit la diminution du jeu entre filet. 3/ Dispositif mécanique d'arrêt en rotation pour vérin télescopique, selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'on affecte un coefficient constant ou variable aux variations dimensionnelles des filets. 4/ Dispositif mécanique d'arrêt en rotation pour vérin télescopique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que au moins un élément tubulaire rempli une fonction d'écrou. 5/ Dispositif mécanique d'arrêt en rotation pour vérin télescopique, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que au moins un élément tubulaire rempli une fonction de vis. 6/ Dispositif mécanique d'arrêt en rotation pour vérin télescopique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que au moins un élément tubulaire rempli une fonction de vis-écrou lorsque ledit dispositf comporte plus de deux éléments tubulaires. 7/ Dispositif mécanique d'arrêt en rotation pour vérin télescopique, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les variations dimensionnelles des fonds de filet augmentent ou diminuent les forces de frottement entre les éléments tubulaires. 8/ Dispositif mécanique d'arrêt en rotation pour vérin télescopique, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les variations dimensionnelles des têtes de filet augmentent ou diminuent les forces de frottement entre les éléments tubulaires. 9/ Dispositif mécanique d'arrêt en rotation pour vérin télescopique, selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les variations dimensionnelles des flancs de filet augmentent ou diminuent les forces de frottement entre les éléments tubulaires. 10/ Dispositif mécanique d'arrêt en rotation pour vérin télescopique, selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les variations dimensionnelles des filets s'effectuent intérieurement et/ou extérieurement d'une extrêmité 9 l'autre des éléments tubulaires. 11/ Dispositif mécanique d'arrêt en rotation pour vérin télescopique, selon l'une quelconque des revendication 1 à 10, caractérisé en ce que ledit dispositif peut être couplé à un dispositif moteur. 20