Brevet FR3042826A1 — publié le 20170428

La présente invention concerne un dispositif de verrouillage de deux pièces l'une par rapport à l'autre. Quoique non exclusivement, elle est particulièrement appropriée à être mise en oeuvre dans le domaine spatial et elle sera expliquée ci-après en rapport avec ce domaine particulier. On sait que les satellites et les véhicules spatiaux peuvent comporter des structures de grandes dimensions, tels que des réflecteurs radio ou optiques. Pour pouvoir être emportées par les lanceurs, ces structures doivent être conçues en plusieurs parties repliables pour en diminuer le volume à une valeur compatible avec le volume disponible à bord desdits lanceurs, ces parties repliables étant ensuite déployées et solidarisées entre elles après largage hors desdits lanceurs, pour reformer lesdites structures. Or, par suite des grandes dimensions et de la grande souplesse de ces structures et des imprécisions de cinématique des dispositifs de déploiement desdites parties repliables, il est souvent difficile, sinon impossible, de reconstituer les structures, à partir desdites parties repliables, avec une excellente précision géométrique. L'objet de la présente invention est de remédier à cet inconvénient. À cette fin, selon la présente invention, le dispositif de verrouillage de deux pièces (ou de deux parties d'une structure) l'une par rapport à l'autre, comprenant : - une première partie fixée à l'une desdites pièces et comportant un élément mâle convergent ; et - une seconde partie fixée à l'autre desdites pièces et comportant un élément femelle divergent, de forme complémentaire de celle dudit élément mâle convergent, est remarquable en ce que ladite seconde partie comporte de plus : - un boîtier, en communication avec ledit élément femelle divergent à travers la petite section de ce dernier ; - un corps mobile, disposé à l'intérieur dudit boîtier et pouvant prendre : 2 3042826 o soit une position d'attente armée dans laquelle ledit corps mobile est maintenu dans ledit boîtier par un dispositif de blocage commandable, o soit une position de verrouillage dans laquelle ledit élément 5 mâle est verrouillé dans ledit élément femelle, ledit corps mobile passant spontanément de ladite position d'attente armée à ladite position de verrouillage par inhibition de l'action dudit dispositif de blocage par ledit élément mâle convergent lorsque celui-ci est introduit dans ledit élément femelle 10 divergent ; et - une pluralité de lamelles élastiques d'accrochage, solidaires dudit corps mobile et pourvues d'un crochet à leur extrémité libre opposée à ce dernier, lesdites lamelles d'accrochage : o s'étendant dans ledit élément femelle divergent en 15 s'écartant l'une de l'autre pour former, pour ledit élément mâle convergent, un réceptacle évasé, élastiquement déformable, à l'intérieur dudit élément femelle divergent, et o effectuant, pendant le passage dudit corps mobile de la position d'attente armée à la position de verrouillage et à 20 l'aide desdits crochets, d'abord la capture et la traction dudit élément mâle convergent, puis, lorsque ledit corps mobile est dans la position de verrouillage, le maintien ferme dudit élément mâle convergent contre ledit élément femelle divergent. 25 Ainsi, grâce à la présente invention, à la fin du verrouillage des deux pièces, qui peuvent être deux parties d'une structure, celles-ci sont verrouillées dans une position géométrique précise désirée, grâce à la capture, au guidage et au maintien en position réalisés par lesdites lamelles 30 élastiques, agissant en coopération avec lesdits éléments mâle et femelle. 3042826 3 De préférence, afin d'assurer un excellent guidage et un excellent maintien de l'élément mâle convergent par l'élément femelle divergent, il est avantageux que lesdites lamelles d'accrochage soient logées dans des rainures de la paroi interne dudit élément femelle divergent, lesdites rainures 5 guidant lesdites lamelles d'accrochage en coulissement lorsque ledit corps mobile passe de ladite position d'attente armée à ladite position de verrouillage. De plus, en position de verrouillage, lesdites lamelles élastiques sont 10 escamotées dans lesdites rainures, de sorte que la paroi externe de l'élément mâle convergent est au contact direct de la paroi interne de l'élément femelle divergent, ce qui assure un maintien ferme entre lesdits éléments. De préférence, ledit élément mâle convergent comporte une base transversale pour l'accrochage des crochets des lamelles d'accrochage. 15 Avantageusement, cette base transversale comporte un bord périphérique aigu pour faciliter l'accrochage des crochets desdites lamelles élastiques. Ledit élément mâle convergent et ledit élément femelle divergent peuvent être de forme conique. Toutefois, dans un mode de réalisation interdisant toute rotation entre lesdits éléments mâle et femelle après 20 verrouillage, ceux-ci peuvent présenter une forme pyramidale. Avantageusement, en position d'attente armée, ledit corps mobile est chargé par au moins un ressort, dont la détente est sous la commande dudit dispositif de blocage commandable. Ce dernier peut comporter au moins un doigt de blocage qui bloque ledit corps mobile dans ledit boîtier et un 25 coulisseau de détente est prévu pour la commande dudit doigt de blocage, ledit coulisseau de détente étant monté coulissant de façon limitée dans ledit corps mobile et étant accessible audit élément mâle convergent à l'intérieur dudit élément femelle divergent. 30 Eventuellement, au moins un ressort prenant appui sur ledit corps mobile peut presser ledit coulisseau de détente en direction dudit élément femelle divergent. 4 3042826 Dans un mode de réalisation avantageux, ledit doigt de blocage peut être disposé transversalement audit coulisseau de détente et s'appuyer sur ce dernier qui alors présente un profil à came. Ainsi, grâce à une telle disposition, ledit doigt de blocage peut, pour une position déterminée du coulisseau de 5 détente, se déplacer radialement en mettant fin au blocage entre ledit boîtier et ledit corps mobile et en permettant à ce dernier de passer de la position d'attente armée à la position de verrouillage. Un dispositif de réglage de la pression d'appui dudit doigt de blocage sur ledit coulisseau de détente peut être prévu. 10 De préférence, le dispositif de verrouillage conforme à la présente invention est configuré pour être apte à passer de ladite position de verrouillage à ladite position d'attente armée par simple action volontaire sur ledit corps mobile, à l'intérieur de ce dernier. À cet effet, il est avantageux que, du côté opposé audit élément femelle divergent, ledit boîtier soit ouvert ou 15 ouvrant pour permettre l'accès audit corps mobile. La présente invention concerne de plus une structure comportant au moins deux parties et au moins un dispositif de verrouillage, tel que décrit ci-dessus, pour verrouiller lesdites parties entre elles. 20 Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un exemple de réalisation du dispositif de verrouillage conforme à la présente invention. 25 La figure 2 illustre, en coupe longitudinale, le dispositif de verrouillage de la figure 1 en position d'attente armée. La figure 3 illustre, en coupe longitudinale, le dispositif de verrouillage des figures 1 et 2 juste avant le passage de ladite position d'attente armée à la position de verrouillage. 30 La figure 4 illustre, en coupe longitudinale, le dispositif de verrouillage des figures 1 à 3 en position de verrouillage. 5 3042826 La figure 5 est une vue en bout, du côté de l'élément mâle convergent, du dispositif de verrouillage dans la position de verrouillage de la figure 4. Le dispositif de verrouillage, conforme à la présente invention et 5 représenté sur les figures 1 à 5, comporte une première partie I, fixée à une pièce P1 (représentée de façon schématique uniquement sur la figure 2) et pourvue d'un élément mâle convergent 1, tel qu'un cône ou une pyramide, et une seconde partie II, fixée à une pièce P2 (également représentée de façon schématique uniquement sur la figure 2) et pourvue d'un élément femelle 10 divergent 2 d'axe X-X, de forme complémentaire de celle dudit élément mâle 1. Les pièces P1 et P2 peuvent être deux parties d'une même structure. La seconde partie II du dispositif de verrouillage conforme à l'invention comporte de plus un boîtier 3, également d'axe X-X, solidaire dudit élément femelle 2 et en communication avec lui, à travers la petite section 4 15 de ce dernier, ainsi qu'un corps mobile 5, disposé à l'intérieur dudit boîtier 3, coaxialement à l'axe X-X, et pouvant y coulisser à la manière d'un piston, sous l'action ou à l'encontre de l'action de ressorts 6 (par exemple au nombre de trois, régulièrement répartis autour de l'axe X-X du boîtier 3) prenant appui sur ledit boîtier 3. 20 Ledit corps mobile 5 porte une pluralité de lamelles élastiques d'accrochage 7 qui en sont solidaires et qui sont pourvues d'un crochet 8 à leur extrémité libre opposée audit corps mobile 5. Les lamelles élastiques d'accrochage 7 sont disposées dans ledit élément femelle 2 en s'écartant l'une de l'autre, étant logées dans des rainures 9 de la paroi interne 2i dudit 25 élément femelle 2. Les lamelles élastiques d'accrochage 7 peuvent être au nombre de trois et être régulièrement réparties autour de l'axe X-X du boîtier 3 et de l'élément femelle 2. La seconde partie II du dispositif de verrouillage comporte de plus un dispositif de blocage commandable dudit corps mobile 5. Ce dispositif de 30 blocage comporte, par exemple, trois doigts de blocage radiaux 10 régulièrement répartis autour de l'axe X-X, et aptes à coulisser radialement 6 3042826 par rapport audit corps mobile 5, chacun dans une cheminée radiale 11 du boîtier 3, grâce à un palier 12 qui y est disposé. Les doigts radiaux de blocage 10 s'appuient radialement sur un coulisseau de détente 13 à profil de came avec une partie 13.1 de grand 5 diamètre et une partie 13.2 de petit diamètre, traversant ledit corps mobile 5 et pouvant y coulisser axialement grâce à un palier 14. Le coulisseau de détente 13 est pressé élastiquement, par un ressort 15, en direction de l'élément femelle 2 et est retenu dans le corps mobile 5 par une butée 16 qu'il porte à l'extrémité opposée audit élément femelle. À son extrémité logée dans ledit 10 élément femelle, le coulisseau de détente 13 porte une touche élargie 17. La pression d'appui des doigts radiaux de blocage 10 sur le coulisseau de détente 13 peut être réglée grâce à des ressorts 18 qui sont logés dans les cheminées 11 et dont la force est ajustée par des écrous 19 se vissant dans ces dernières. Des coulisseaux 20 peuvent être intercalés entre 15 les ressorts 18 et les doigts de blocage 10. Du côté opposé à l'élément femelle 2, le boîtier 3 comporte une paroi 21 permettant l'accès au corps mobile 5 et au coulisseau de détente 13. Cette paroi 21 peut être ouverte, comme représentée sur les figures, ou pourrait être ouvrante. 20 L'élément mâle convergent 1 comporte une base d'accrochage 22 dont le bord périphérique 23 est aigu pour faciliter l'accrochage par les crochets 8 des lamelles élastiques 7. Comme le montre la figure 2, en position d'attente armée, le corps mobile 5 est disposé, dans le boîtier 3, du côté de l'élément femelle 2 et est 25 bloqué dans cette position par les doigts radiaux de blocage 10 à cheval sur le boîtier 3 et le corps mobile 5. De plus, dans cette position d'attente armée : - les ressorts 6 sont comprimés entre ledit boîtier 3 et ledit corps mobile 5, - les doigts de blocage 10 s'appuient élastiquement sur la partie 13.1 de grand diamètre du coulisseau de détente 13, en étant pressés par les ressorts 30 18, - éventuellement, le coulisseau de détente 13 est pressé élastiquement par le ressort 15 vers l'élément femelle 2, la touche 17 faisant saillie à l'intérieur 7 3042 826 de ce dernier et la butée 16 étant en appui contre le corps mobile 5 pour retenir ledit coulisseau de détente 13 dans ce dernier, et - les lamelles élastiques 7 s'étendent dans l'élément femelle 2, en étant logées dans les rainures 9 de la paroi interne 2i de ce dernier et en formant un 5 réceptacle évasé élastiquement déformable. Une telle position d'attente armée subsiste jusqu'à ce que l'élément mâle 1 vienne au contact de la touche 17 (voir la figure 3). Lorsque l'élément mâle 1 presse la touche 17, il comprime le ressort 10 15 et le coulisseau de détente 13 se déplace en s'éloignant de l'élément femelle 2. Au cours de ce déplacement, le coulisseau de détente 13 défile par rapport aux doigts de blocage 10, de sorte que la partie de grand diamètre 13.1 dudit coulisseau de détente qui se trouvait en regard desdits doigts de blocage 10 est éloignée de ceux-ci et remplacée par la partie de petit 15 diamètre 13.2 dudit coulisseau de détente. Sous l'action des ressorts 18, lesdits doigts de blocage 10 coulissent radialement dans les cheminées 11 pour venir s'appuyer sur ladite partie de petit diamètre 13.2, ce qui permet auxdits doigts de blocage 10 d'échapper au boîtier 3. Le corps mobile 5 n'est donc plus bloqué par rapport audit boîtier 3 20 et il se déplace spontanément à l'intérieur de celui-ci, à l'opposé de l'élément femelle 2, sous l'action de la détente des ressorts 6 pour atteindre la position de verrouillage représentée par les figures 4 et 5. Pendant le passage du corps mobile 5 de la position d'attente armée 25 de la figure 2 à la position de verrouillage des figures 4 et 5, les lamelles élastiques 7 solidaires dudit corps mobile 5 coulissent, en étant guidées, dans les rainures 9 de la paroi interne 2i de l'élément femelle 2 et, à l'aide de leurs crochets 8, capturent le bord aigu 23 de la base 22 de l'élément mâle 1, tirent celui-ci vers ledit élément femelle 2, puis le maintiennent fermement contre ce 30 dernier, lorsque la position de verrouillage des figures 4 et 5 est atteinte. On comprendra aisément que le dispositif de verrouillage de la présente invention est réversible, c'est-à-dire qu'on peut le faire passer 8 3042826 volontairement de la position de verrouillage à la position d'attente armée en pressant ledit coulisseau de détente 13 et ledit corps mobile 5 en direction de l'élément femelle 2. Une telle manoeuvre est effectuée lors de l'armement initial du dispositif, avant introduction de l'élément mâle 1 dans l'élément 5 femelle. Elle peut également être opérée après verrouillage dudit élément mâle 1, pour libérer celui-ci, à condition que ledit élément mâle 1 ne s'oppose pas au coulissement du corps mobile 5 dans sa direction. 9 REVENDICATIONS1. Dispositif de verrouillage de deux pièces (P1, P2) l'une par rapport à l'autre, comprenant : - une première partie (I), fixée à l'une desdites pièces (P1) et comportant un élément mâle convergent (1) ; et - une seconde partie (II), fixée à l'autre desdites pièces (P2) et comportant un élément femelle divergent (2), de forme complémentaire de celle dudit élément mâle convergent (1) caractérisé en ce que ladite seconde partie (II) comporte de plus : - un boîtier (3), en communication avec ledit élément femelle divergent (2) à travers la petite section (4) de ce dernier ; - un corps mobile (5), disposé à l'intérieur dudit boîtier (3) et pouvant prendre : o soit une position d'attente armée dans laquelle ledit corps mobile (5) est maintenu dans ledit boîtier (3) par un dispositif de blocage commandable (10 à 12, 18 à 20), o soit une position de verrouillage dans laquelle ledit élément mâle (1) est verrouillé dans ledit élément femelle (2), ledit corps mobile (5) passant spontanément de ladite position d'attente armée à ladite position de verrouillage par inhibition de l'action dudit dispositif de blocage par ledit élément mâle convergent (1) lorsque celui-ci est introduit dans ledit élément femelle divergent (2) ; et - une pluralité de lamelles élastiques d'accrochage (7), solidaires dudit corps mobile (5) et pourvues d'un crochet (8) à leur extrémité libre opposée à ce dernier, lesdites lamelles d'accrochage (7) : o s'étendant dans ledit élément femelle divergent (2) en s'écartant l'une de l'autre pour former, pour ledit élément mâle convergent (1), un réceptacle évasé, élastiquement déformable, à l'intérieur dudit élément femelle divergent (2), et 10 3042826 o effectuant, pendant le passage dudit corps mobile (5) de la position d'attente armée à la position de verrouillage et à l'aide desdits crochets (8), d'abord la capture et la traction dudit élément mâle convergent (1), puis, lorsque ledit corps 5 mobile (5) est dans la position de verrouillage, le maintien ferme dudit élément mâle convergent (1) contre ledit élément femelle divergent (2). 2. Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites lamelles d'accrochage (7) sont logées dans des 10 rainures (9) de la paroi interne (2i) dudit élément femelle divergent (2), lesdites rainures (9) guidant lesdites lamelles d'accrochage (7) en coulissement lorsque ledit corps mobile (5) passe de ladite position d'attente armée à ladite position de verrouillage. 3. Dispositif de verrouillage selon l'une des revendications 1 ou 2, 15 caractérisé en ce que ledit élément mâle convergent (1) comporte une base transversale (22) pour l'accrochage des crochets (8) des lamelles d'accrochage (7). 4. Dispositif de verrouillage selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite base transversale (22) comporte un bord 20 périphérique aigu (23) pour l'accrochage des crochets (8) desdites lamelles élastiques (7). 5. Dispositif de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit élément mâle convergent (1) et ledit élément 25 femelle divergent (2) sont coniques. 6. Dispositif de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit élément mâle convergent (1) et ledit élément femelle divergent (2) sont pyramidaux. 30 7. Dispositif de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 11 3042826 caractérisé en ce que, en position d'attente armée, ledit corps mobile (5) est chargé par au moins un ressort (6), dont la détente est sous la commande dudit dispositif de blocage commandable (10). 8. Dispositif de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 5 1 à7, caractérisé en ce que ledit dispositif de blocage commandable (10 à 12, 18 à 20) comporte au moins un doigt de blocage (10) bloquant ledit corps mobile (5) dans ledit boîtier (3) et en ce qu'il est prévu un coulisseau de détente (13) pour la commande dudit doigt de blocage (10), ledit coulisseau de détente 10 étant monté coulissant de façon limitée dans ledit corps mobile (5) et étant accessible audit élément mâle convergent (1) à l'intérieur dudit élément femelle divergent (2). 9. Dispositif de verrouillage selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins un ressort (15) prenant appui sur ledit corps 15 mobile (5) presse ledit coulisseau de détente (13) en direction dudit élément femelle divergent (2). 10. Dispositif de verrouillage selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que ledit doigt de blocage (10) est transversal par rapport audit coulisseau de détente (13) et s'appuie sur ce dernier et en ce que ledit 20 coulisseau de détente (13) présente un profil à came. 11. Dispositif de verrouillage selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (18, 19) de réglage de la pression d'appui dudit doigt de blocage (10) sur ledit coulisseau de détente (13). 25 12. Dispositif de verrouillage selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en qu'il est apte à passer de ladite position de verrouillage à ladite position d'attente armée par simple action volontaire sur ledit corps mobile (5) et sur ledit coulisseau de détente (13). 13. Dispositif de verrouillage selon la revendication 12, 30 caractérisé en que, du côté opposé audit élément femelle divergent (2), ledit boîtier (3) est ouvert ou ouvrant. 14. Structure comportant au moins deux parties, 12 3042826 caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un dispositif de verrouillage tel que spécifié sous l'une des revendications 1 à 13 pour verrouiller entre elles lesdites parties (P1, P2).