Brevet FR3093783A1 — publié le 20200918

Description Titre de l'invention : Dispositif de verrouillage d'une tige filetée dans un tube taraudé [0001] La présente invention concerne un dispositif de verrouillage, du type comportant : une tige sensiblement rectiligne, une première extrémité de ladite tige comportant un filetage ; un tube sensiblement rectiligne, une première extrémité ouverte dudit tube comportant un taraudage apte à coopérer avec le filetage de la tige dans une configuration engagée du dispositif, ledit tube et la tige étant ainsi déplaçables l'un par rapport à l'autre selon un axe principal ; la tige comprenant une rainure longitudinale ; une surface externe du tube, proche de la première extrémité, comprenant une première forme anti-rotation. [0002] Un tel ensemble tige-tube est notamment utilisé dans une liaison mécanique de longueur ajustable, telle qu'une bielle. Dans une autre application, un tel ensemble tige-tube relie un crochet à un adaptateur de verrou, de manière analogue au verrou à crochet décrit dans le document FR2966555B I. [0003] Afin de maintenir fixe la longueur de l'ensemble tige-tube, il est avantageux de munir un tel ensemble d'un dispositif de verrouillage, empêchant la tige et le tube de pivoter de manière intempestive Fun par rapport à l'autre. [0004] La présente invention a pour but de proposer un dispositif de verrouillage apte à sécuriser les positions relatives de la tige et du tube, tout en permettant un déverrouillage facile pour modifier lesdites positions par vissage/dévissage. [0005] A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de verrouillage du type précité, dans lequel : un manchon de verrouillage apte à être disposé autour de la tige dans ladite configuration engagée, une première extrémité dudit manchon comprenant un ergot interne apte à coulisser axialement dans la rainure longitudinale de ladite tige, une deuxième extrémité dudit manchon comprenant une deuxième forme anti-rotation apte à s'assembler avec la première forme anti-rotation, de sorte à bloquer en rotation le tube et le manchon par rapport à l'axe principal ; et un élément élastique relié au manchon de verrouillage, ledit manchon de verrouillage et ledit élément élastique étant mobiles entre une position de blocage, dans laquelle les première et deuxième formes anti-rotation sont assemblées ; et une position de déblocage, dans laquelle les première et deuxième formes anti-rotation sont écartées selon l'axe principal, le tube étant ainsi libre en rotation par rapport au manchon. [0006] Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, le dispositif de verrouillage comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : 2 [0007] - le dispositif de verrouillage est configuré de sorte que, dans la position de déblocage, l'élément élastique est dans un état de compression plus élevée que dans la position de blocage ; [0008] - le manchon comprend une chambre interne s'étendant entre l'ergot interne et la deuxième forme anti-rotation ; [0009] - le dispositif de verrouillage est configuré de sorte que, dans la position de déblocage, la première forme anti-rotation du tube est disposée dans la chambre interne du manchon ; [0010] - l'élément élastique est un ressort de compression disposé dans la chambre interne, autour de la tige ; [0011] - une première et une deuxième extrémités du ressort de compression sont en appui respectivement sur le manchon et sur la première extrémité du tube ; [0012] - une extrémité de la rainure longitudinale, opposée à la première extrémité de la tige, est fermée de sorte à former une butée axiale ; [0013] - les première et deuxième formes anti-rotation comprennent des méplats (40, 62) sensiblement parallèles à l'axe principal. [0014] L'invention se rapporte en outre à un assemblage comprenant un dispositif de ver- rouillage tel que décrit ci-dessus. [0015] Selon un premier mode de réalisation, l'assemblage est une bielle comprenant un organe d'accouplement de type embout de bielle, relié à une seconde extrémité de la tige. [0016] Selon un deuxième mode de réalisation, l'assemblage est un verrou à crochet comprenant : un adaptateur relié à une seconde extrémité du tube ; et un crochet relié à une seconde extrémité de la tige. [0017] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels : [Fig 1] la figure 1 est une vue en perspective, en transparence partielle, d'un premier assemblage comprenant un dispositif de verrouillage selon un premier mode de réalisation de l'invention, dans une première position ; [Fig 2] la figure 2 est une vue en coupe du dispositif de la figure 1 dans la première position ; [Fig 3] [Fig 4] [Fig 5] les figures 3, 4 et 5 sont des vues en coupe du dispositif de la figure 1, respectivement dans une deuxième, dans une troisième et dans une quatrième positions ; [Fig 6] la figure 6 est une vue en coupe d'un élément du dispositif de la figure 1 ; et [Fig 7] la figure 7 est une vue latérale d'un deuxième assemblage comprenant 3 un dispositif de verrouillage selon un dcuxièmc mode de réalisation dc l'invention. [0018] Les figures 1 à 5 et la figure 7 montrent un dispositif 10 de verrouillage selon un mode de réalisation de l'invention. [0019] Dans le mode de réalisation des figures 1 à 5, le dispositif 10 de verrouillage fait partie d'un prcmicr assemblage 100 de type bielle. Dans le mode de réalisation dc la figure 7, le dispositif 10 de verrouillage fait partie d'un dcuxièmc assemblage 200 de type verrou à crochet, analogue au verrou décrit dans le document FR2966555B 1. [0020] La description qui suit du dispositif 10 se rapporte aux prcmicr 100 et dcuxièmc 200 assemblages. [0021] Le dispositif 10 de verrouillage comprend : une tige 12 ; un tube 14 ; un manchon de verrouillage 16 et un élément élastique 18. [0022] La tige 12 a une forme sensiblement cylindrique de révolution, s'étendant selon un axe principal 20 entre unc prcmièrc 22 et une sccondc 24 extrémités. Une surface radiale de la tige comporte un filetage 26 à proximité de la prcmièrc extrémité 22. [0023] La tige 12 comporte en outre unc rainure longitudinale 27, ouverte sur la première extrémité 22 et s'étendant jusqu'à unc autre extrémité fermée, formant unc prcmièrc butée axiale 28 proche de la sccondc extrémité 24 de la tige. [0024] Dans les modes de réalisation représentés aux figures 1 à 5 et 7, la sccondc extrémité 24 de la tige est reliée à un organe d'accouplement 130, 230. Plus précisément, le premier assemblage 100 des figures 1 à 5 comprend un premier organe d'accouplement 130 tel qu'un embout de bielle. Le deuxième assemblage 200 de la figure 7 comprend un deuxième organe d'accouplement 230 tel qu' un crochet. L'organe d'accouplement 130, 230 définit par exemple un axe de rotation 32 sensiblement perpendiculaire à l'axe principal 20. [0025] Le tube 14 s'étend de manière sensiblement rectiligne depuis une première extrémité 34 ouverte. A proximité de ladite première extrémité 34, une surface interne dudit tube comporte un taraudage 36 apte à coopérer avec le filetage 26. [0026] Dans une configuration engagée du dispositif 10, telle que représentée sur les figures 1 à 5, la première extrémité 22 de la tige 12 est reçue dans le tube 14 et le filetage 26 est engagé sur le taraudage 36. [0027] Une surface radiale externe du tube 14 comprend une forme asti-rotation 38, adjacente à la première extrémité 34. De préférence, la forme anti-rotation 38 comprend des méplats ou pans 40 sensiblement parallèles à l'axe principal 20. Dans le mode de réalisation représenté, la forme anti-rotation 38 comprend douze pans 40 identiques, mais il peut également s'agir d'une forme à six pans, à huit pans ou une forme multilobée, par exemple à six lobes. [0028] Les méplats 40 de la forme anti-rotation 38 s'étendent axialement entre la première extrémité 34 du tube 14 et un bord 41, définissant une longueur 42. [0029] Adjacente au bord 41 de la forme anti-rotation 38, la surface radiale externe du tube 14 comprend une zone de rotation 43 de forme cylindrique de révolution. La zone de rotation 43 présente un diamètre 44 inférieur ou égal à une dimension transversale minimale de la forme anti-rotation 38. [0030] De préférence, la zone de rotation 43 s'étend jusqu'à une deuxième butée axiale 46 formée par une zone élargie de la surface radiale externe du tube 14, ladite zone élargie étant adjacente à la zone de rotation 43. [0031] Dans le mode de réalisation des figures 1 à 5, une seconde extrémité (non re- présentée) du tube 14 est reliée à un embout de bielle. Dans le mode de réalisation de la figure 7, la seconde extrémité du tube 14 est fixée à un adaptateur 246 du verrou à crochet 200. [0032] Le manchon de verrouillage 16, représenté seul à la figure 6, s'étend axialement entre une première 50 et une seconde 52 extrémités ouvertes. Dans le mode de réalisation représenté, une surface radiale externe du manchon 16 a une forme sensiblement cylindrique de révolution. [0033] Le manchon de verrouillage 16 comporte une première paroi interne 54, sen- siblement cylindrique de révolution, adjacente à la première extrémité 50. Un diamètre 56 de ladite première paroi interne 54 est légèrement supérieur à un diamètre maximal du filetage 26 de la tige 12. [0034] Le manchon 16 comporte un ergot 58 formant saillie par rapport à la première paroi interne 54. Comme il sera détaillé par la suite, l'ergot 58 est configuré pour coulisser axialement dans la rainure longitudinale 27 de la tige 12. [0035] Le manchon de verrouillage 16 comporte une deuxième paroi interne 60, adjacente à la seconde extrémité 52. La deuxième paroi interne 60 présente une forme sensiblement complémentaire de la forme anti-rotation 38 du tube 14. En particulier, la deuxième paroi interne 60 comporte des méplats 62 aptes à s'assembler aux méplats 40 du tube 14. [0036] Les méplats 62 de la deuxième paroi interne 60 s'étendent axialement entre la seconde extrémité 52 du manchon 16 et un bord interne 63, définissant une longueur 64. Dans le mode de réalisation représenté, la longueur 64 des méplats 62 de la deuxième paroi interne 60 est sensiblement égale à la longueur 42 des méplats 40 de la forme anti-rotation 38. [0037] Entre les première 54 et deuxième 60 parois internes, le manchon de verrouillage 16 comporte une chambre interne 65, sensiblement cylindrique de révolution. La chambre interne 65 présente un diamètre supérieur à celui de la première paroi interne 54 et comporte une extrémité annulaire 66, adjacente à ladite première paroi interne. Le diamètre de la chambre interne 65 est égal ou supérieur à une dimension transversale maximale de la forme anti-rotation 38. [0038] Dans la configuration engagée, l'élément élastique 18 est disposé dans la chambre interne 65 du manchon de verrouillage 16. De préférence, l'élément élastique 18 est un ressort hélicoïdal de compression. Un diamètre interne des spires 68 dudit ressort 18 est supérieur au diamètre maximal du filetage 26 de la tige 12. Un diamètre externe desdites spires 68 est de préférence inférieur ou égal à la dimension transversale minimale de la forme anti-rotation 38. [0039] Une longueur au repos du ressort 18 est supérieure à une longueur 70 de la chambre interne 65 du manchon 16. Dans le mode de réalisation représenté, ladite longueur au repos du ressort 18 est supérieure à la longueur 70 additionnée de la longueur 64 de la deuxième paroi interne 60. [0040] Dans la configuration engagée des figures 1 à 5, le manchon de verrouillage 16 est disposé autour de la tige 12 et du tube 14, l'ergot 58 étant situé dans la rainure longitudinale 27. Le manchon 16 est ainsi bloqué en rotation et mobile en translation par rapport à la tige 12 selon l'axe principal 20. [0041] Par ailleurs, dans ladite configuration engagée, le ressort 18 est disposé autour de la tige 12. Une première et une seconde extrémités axiales dudit ressort 18 sont en appui respectivement sur l'extrémité annulaire 66 de la chambre interne 65 et sur la première extrémité 34 du tube 14. [0042] Les figures 1 et 2, la figure 3 et la figure 4 montrent le dispositif 10 du premier as- semblage 100 respectivement dans une première, dans une deuxième et dans une troisième positions, dites de blocage. De même, la figure 7 montre le dispositif 10 du deuxième assemblage 200 dans la première position de blocage. [0043] Dans chacune desdites première, deuxième et troisième positions de blocage, la première extrémité 34 du tube 14 est disposée à l'intérieur du manchon 16, la deuxième paroi interne 60 dudit manchon étant au contact de la forme anti-rotation 38 dudit tube. Plus précisément, chaque méplat 40 de la forme anti-rotation 38 est appliqué contre un méplat 62 correspondant de la deuxième paroi interne 60. Par l'intermédiaire de l'ergot 58, la tige 12 est ainsi bloquée en rotation pat- rapport au tube 14. [0044] Par ailleurs, au niveau de la première extrémité 50 du manchon 16, l'ergot 58 vient en appui contre la première butée axiale 28 formée par la rainure longitudinale 27. Le ressort 18 est ainsi maintenu à l'intérieur du manchon 16. [0045] Dans la première position des figures 1, 2 et 7, dite position intermédiaire de blocage, le tube 14 présente une première position axiale, dite intermédiaire, par rapport à la tige 12. Plus particulièrement, la première extrémité 34 du tube 14 est sensiblement en regard du bord interne 63 de la deuxième paroi interne 60 et le bord 41 des méplats 40 est sensiblement en regard de la seconde extrémité 52 du manchon 16. Le ressort 18 est 6 dans un premier état intermédiaire de compression. [0046] Dans la deuxième position de la figure 3, dite position étendue de blocage, le tube 14 présente une deuxième position axiale, dite étendue, par rapport à la tige 12. Plus particulièrement, la première extrémité 34 du tube 14 est disposée entre le bord interne 63 et la seconde extrémité 52 du manchon 16 ; et le bord 41 des méplats 40 est disposé à l'extérieur dudit manchon. Le ressort 18 est dans un deuxième état de compression plus faible que dans la position intermédiaire de blocage. [0047] Dans la troisième position de la figure 4, dite position rétractée de blocage, le tube 14 présente une troisième position axiale, dite rétractée, par rapport à la tige 12. Plus particulièrement, la première extrémité 34 du tube 14 est disposée dans la chambre interne 65 et le bord 41 des méplats 40 est disposé entre le bord interne 63 et la seconde extrémité 52 du manchon 16. Le ressort 18 est dans un troisième état de compression plus élevée que dans la position intermédiaire de blocage. [0048] La figure 5 montre le dispositif 10 dans une quatrième position, dite de déblocage. Le manchon 16 est déplacé vers la deuxième butée axiale 46 du tube 14 et écarté de la première butée axiale 28 de la tige 12. La deuxième paroi interne 60 dudit manchon est ainsi axialcment en vis-à-vis de la zone de rotation 43 du tube 14. Le manchon 16 est donc libre en rotation par rapport audit tube 14. [0049] Par ailleurs, dans la position de déblocage, la totalité de la forme anti-rotation 38 dudit tube, y compris le bord 41, est reçue dans la chambre interne 65 du manchon 16. Les spires 68 sont rapprochées les unes des autres par rapport aux positions de blocage décrites ci-dessus ; le ressort 18 est ainsi dans un quatrième état de compression plus élevée que dans les première, deuxième et troisième positions de blocage. [0050] Un procédé de montage du dispositif 10 du premier 100 ou du deuxième 200 as- semblage va à présent être décrit. La tige 12 est assemblée au manchon 16 en insérant la première extrémité 22 de la tige dans la première extrémité 50 du manchon, l'ergot 58 étant positionné dans la rainure longitudinale 27. Le ressort 18 est ensuite enfilé autour de la tige 12 et inséré dans le manchon 16 par la seconde extrémité 52. Une extrémité du ressort 18 au repos étant en appui contre l'extrémité annulaire 66 du manchon 16, l'autre extrémité dudit ressort émerge de la seconde extrémité 52 dudit manchon. [0051] La première extrémité 34 du tube 14 est ensuite vissée sur la première extrémité 22 de la tige 12 émergeant du manchon, puis ledit tube et ladite tige sont vissés l'un à l'autre jusqu'à ce que le ressort 18 soit légèrement comprimé entre ladite première extrémité 34 du tube et l'extrémité annulaire 66 du manchon 16, la première extrémité 50 dudit manchon étant en appui sur la première butée axiale 28 de la tige 12. [0052] Le vissage est poursuivi jusqu'à une position angulaire du tube 14 par rapport à la tige 12, correspondant à un alignement des méplats 40 de la forme anti-rotation 38 7 avec les méplats 62 de la deuxième paroi interne 60 du manchon 16, les méplats étant décalés axialcment selon l'axe principal 20. [0053] Une contrainte axiale est alors exercée sur le manchon 16 de sorte à l'écarter de la première butée axiale 28, en direction de la deuxième butée axiale 46 du tube 14. La deuxième paroi interne 60 coulisse contre la forme anti-rotation 38 jusqu'à être en vis-à-vis de la zone de rotation 43, dans la position de déblocage de la figure 5. [0054] Le vissage du tube 14 sur la tige 12 est ensuite poursuivi jusqu'à atteindre la position axiale relative souhaitée entre la tige et la vis, dans laquelle la position angulaire des méplats 40 du tube 14 correspondant à la position angulaire des méplats 62 de la vis. La contrainte axiale sur le manchon 16 est ensuite relâchée, le ressort 18 ramenant la première extrémité 50 dudit manchon en appui sur la première butée axiale 28. [0055] Selon la position axiale du tube 14 par rapport à la tige 12, le dispositif 10 se trouve alors dans la position intermédiaire, étendue ou rétractée de blocage, représentée sur les figures 1-2, 3 ou 4 telles que décrites ci-dessus. [0056] Afin de bloquer le tube 14 par rapport à la tige 12 dans une position axiale donnée, il suffit d'écarter à nouveau le manchon 16 de la première butée axiale 28 jusqu'à la position de déblocage, puis de visser ou de dévisser ledit tube 14 jusqu'à la position axiale souhaitée, et enfin de relâcher le manchon qui revient dans l'une des positions de blocage décrites ci-dessus. [0057] Le nombre de positions de blocage possibles du tube 14 par rapport à la tige 12 dépend notamment des longueurs 42 et 64 respectives de la forme anti-rotation 38 et de la deuxième paroi interne 60, ainsi que du nombre de méplats 40, 62. [0058] Selon une variante non représentée, un marquage visuel de type graduations est mis en place, par exemple sur une surface externe du tube 14, de manière à identifier la position de blocage correspondant à chaque réglage. 8