CA1059492A - Dispositif a inertie d'autorisation et de blocage entre deux pieces - Google Patents
Dispositif a inertie d'autorisation et de blocage entre deux piecesInfo
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Abstract
Dispositif d'autorisation et de blocage ou freinage d'un mouvement relatif entre deux pièces en fonction de l'importance de la perturbation provoquant ce mouvement. Ce dispositif comporte un bâti ou un boîtier relié à l'une desdites pièces, un élément relié à l'autre pièce et susceptible de coulisser à travers ledit boîtier sans rotation par rapport audit boîtier, un élément rotatif susceptible d'être mis en rotation par le mouvement du premier élément pour permettre ce mouvement et de bloquer ou freiner ledit mouvement lorsque la rotation est empêchée ou freinée lorsque la perturbation présente une ampleur suffisante, et des moyens pour bloquer ou freiner ledit élément rotatif après une course faible ou nulle de l'élément coulissant. Par course faible, on peut entendre une course par exemple de l'ordre de 0,1 à 0,5 mm. On comprend donc que dès que la perturbation présente une ampleur, F exemple par sa vitesse ou par son accélération, telle que l'actionnement du dispositif doit être provoquée, le dispositif réagit pratiquement instantanément sans permettre un mouvement notable de l'élément par rapport au boîtier.
Description
105~492 La presente invention a trait à un dispositif d'arret de choc, c'est-à-dire a un dispositif permettant le deplacement re-latif de deux pieces l'une par rapport a l'autre ta~lt que l'acc~-lération relative de ce mouvemen-t reste inferieure à une cer~cline valeur déternimée et se bloquant par contre pour interdire ce de-placement relatif dès que ladite acceleration devient suparieure a cette valeur.
De tels ~ispositifs peuvent etre utilisables notamment pour maintenir les tuyauteries dans les centrales nucléaires de fa~on a permettre un mouvement lent de la tuyauterie par rapport a la structure par exemple sous l'effet de dilatation, mais à em-p~cher tout mouvement relatif en cas d'acc~leration importante, par exemple en cas de seismes.
On connaît dejà de tels dispositifs de type hydraulique composés principalement d'un verin dont les chambres sont en com-munication avec un reservoir par l'intermediaire d'une valve qui se fernte pour une certaine pression, bloquant ainsi le mouvement relatif à partir d'une certaine vitesse requise. Ces systèmes ont une fiabilit~ critiquable dans le temps à cause des problèmes d'~tanch~it~ et presentent une certaine fragilit~ à la tamperatu-re du fait des mat~riaux constituant les joints ainsi que du li~ui-de hydraulique.
On connait ~galement d~jà des arr~teurs de choc de type m~canique comprenan~ un ecrou ri~idement porte par l'une des deux pi~ces et une vis traversant l'ecrou et portee par l'autre pi~ce, le mouv~ment de l'une des pi~ces vers l'autre provoquant la rota-tion de la vis ~ans l'ecrou . Un rassort llclicoidal sa -trouve en-roul~ autour d'une surface fixe dc friction, normalemen~ à unc cer-taine ~istance de cette surface ~ixe et l'ur-e des extrcmitcs de ce ressort hélicoidal est solidaire d'une pièce tournant avec la vis tandis que l'autre est solidaire d'une masse d'illertie montee folle. ~n cas d'un d~placemellt rapide la vis aura tendance à tour--1- ~ ::
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ner rapidement dans l'ecrou et un clecalage an~Julaire se produit alors rapidement entre la vis et la masse d'inertie, provoquant de ce fait un allongement du ressort et une diminutioll du diametre des spires qui viennent se bloquer sur la surface de friction et par conséquent interdire tout mouvement ulterieur de rotation de la vis qui est alors bloquée. Par contre en cas de mouvement lcnt la rotation de la vis peut être transmise par l'interm~diaire du ressort et sèul un faible décalage angulaire ~e produit, insuffi-sant pour provoquer un ~locag~.
~e tels dispositifs présentent cependant un certain nor~re d'inconvénients. En particulier, les efforts de blocage permis sont faibles, devant être assumés par un ressort dont Ol-ne peut pas accroître exagéremment la raideur, sous peine d'augmen-ter la masse d'inertie au-dela de proportions acceptables. En out-re, dès que le niveau d'accélération redescend au-dessous d'un cer-tain seuil le dispositif se débloque et en cas de perturbations il n'existe donc pas une liaison quasi rigide entre les deux pièces à maintenir. En outre, le dispositif se trouve soumis à une usure plus rapide.
20 ~ Par ailleurs, lorsque la valeur d'accélération prévue pour produire un blocage du dispositif se trouve presente, le blo-cage ne se produit clu'apr~s un deplacement rclativement important de la tige provoque par le jeu entre le ressort et la sur~ace de freinAga, ce qui repr~sente un inconvenient très important si l'on recherche un blocage quasiment instantane.
On conna~t ~galement dejà un arr~teur de choc dans lequel l'~crau viss~ sur la vis pcut se deplacer vcrs cleux surfa-a~s ~ ~locage dispos~cs cle part et d'autre de l'ecrou, l'ecrou ~tant normalement maintenu dans une position centrale entre les butees gr~ce a deux ressorts antagonistes prenant appui sur un an-neau susceptible de tourner. Ce dispositif necessite cependant un jeu relativement important entre l'ecrou et la butee de blocage en , .
.~ ... . .
i . . . .
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raison de l'impossibilité pratique de maintenir l'écrou exacte-ment centre entre deux ressorts antagonistes puissants. La egalement le blocage ne se produit donc qu'apres une course non negligeable de la vis. En outre ce dispositif presente une certaine complexite et est d'un reglage dif~icile.
La presente invention se propose de fournir un dispo-sitif arrêteur de choc de type mécanique ne présentant pas les inconvénients précités, de construction simple et fiable et permettant un blocage ou un freinage assure sans risque de déblocage intempestif. En outre, l'invention se propose de per-mettre la construction de tels dispositifs en fonction d'un seuil d'accélération de blocage pouvant se situer dans une gamme tres large.
L'invention se propose également de fournir un dis-positif dans lequel l'effort de blocage ou de freinage désire ;
pour une secousse de valeur donnée se trouve atteinte instantané-ment ou quasi instantanement apres une course tres faible. ~-L'invention se propose egalement de fournir un tel dispositif dans lequel la force de blocage ou de freinage appli-qu~e est d'autant plus grande que la perturbation est plusimportante, ce qui permet de faire fonctionner le dispositif pour des efforts importants uniquement limit~s par la tenue m~canique du dispositif lui-même.
En variante, l'invention se propose de ~ournir un dis-positif dans lequel la force de freinage appliquee varie en croissant, de pr~Eerence de façon proportionnelle avec la Vi te99e de deplacement provoquee par la perturba-tion.
L'invention, revendiqu~e dans la pr~sente demande, a generalement pour objet un dispositif d'autorisation et de blocage ou de freinage d'un mouvement relatif entre deux pièces en fonction de l'importance de la perturbation provoquant ce mouvement, ce dispositif comportant un bâti ou boitier relie C ~' :
. ~.,: . . -` ~0594~2 à l'une desdites pieces, un element relie à l'autre piece et susceptible de coulisser à travers le boîtier sans rotation -par rapport a celui-ci et un element rotatif susceptible d'être mis en rotation par un mouvement du premier elément pour per-mettre ce mouvement et pour bloquer ou freiner ledit mouvement lorsque la rotation est empêchee ou freinée quand la perturbation presente une ampleur suffisante. Pour freiner ou bloquer l'e-lement rotatif après une course faible ou nulle de l'element coulissant, l'element rotatif coopère avec des moyens de frei-nage commande par un dispositif de commande comprenant au moins un capteur de detection de perturbations ou secousses.
Parcourse faible, on peut entendre une course par exem- -ple de l'ordre de 0,1 à 0,5 mm. On comprend donc que dès que la perturbation presente une ampleur, par exemple par sa vitesse ou par son acc~leration, telle que l'actionnement du dispositif doit être provoquee, le dispositif reagit pratiquement instantané-ment sans permettre un mouvement notable de l'élé~ent par rapport au boitier.
Dans un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, l'élément rotatif est maintenu normalement éloigné de surfaces de butée, surfaces prevues par exemple sur le boi-tier ou sur un autre élément rotati~, par des ressorts ou des moyens élastiques ~'opposant chacun à un mouvement axial de l'~lement rotatif dans l'un des sens, lesdits ressorts etant pr~-contraints et etant disposes de telle soxte que lorsque l'element rotatif se trouve deplace a l'encontre de l'un des ressorts, l'autre ressort n'exerce plus aucune action sur l'element rotatif. -De fa~on avantageuse, le premier el~ment peut être une tiye ~iletee reliée ~ l'une des pièces tandis que l'autre élé-ment est un écrou rotatif travers~ par ladite vis et susceptiblede tourner à l'interieur du boîtier en cas de déplacement de la tige.
Le pas des filetages est bien entendu suffisamment im-C
.
.
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portant pour permettre la transformation du mouvement rectiligne en rotation.
Dans cette premiere forme de realisatioll simplifi~e de l'invention,l'écrou peut être constitué d'un seul bloc d'inertie suffisante. Les deux extrémités reposent, de préference, par l'in-termédiaire de roulements, contre des ressor~s, par exemple des rondelles, elles-mêmes appuyées sur le boltier, lesdits ressorts étant précon~raints de sorte qu'une certaine force axiale doit être transmise dans le sens ~e la tige pour provoquer un ~éplacement de l'écrou à l'encontre desdits ressorts.
On comprend que dans une telle forme de realisation lors-que la tige se déplace axialement par rapport au boîtier avec un mouvement lent, l'effort transmis à l'ecrou par la tige est insuf-fisant pour vaincre la force des ressorts concernes et l'écrou se met à tourner autorisant la poursuite du deplacement de la tige fi-letée. Si par contre, le mouvement est brusque, l'inertie ~e l'ecrou empêche une mise en rotation de l'ecrou avant que la force des res-sorts n'ait ~t~ vaincue par le déplacement axial de l'ecrou entra~né
par la tige. L'écrou vient alors buter par sa surface de fiction contre la surface de friction ou de butee du boitier et ~out mou-vement ultérieur, dans ce sens, se trouve empêclle.
Si l'on d~sire, à l'aide d'une forme de realisation sim-plifiee de l'invention provoquer un blocage pour des accelerations relativement faibles, on peut alors ~tre amen~ ~ donner ~ 1'8crou une inertie très iJnportante.
C'es~ pourquoi, dans une variante de realisat~ion de l'in-v~n~ion l'~crou se trouve associ~ ~ un ~ispositif de friction par in~rtie qui frcine la rota~ion de l'ecrou et facilite par là l'en-tra~ement axial d~ I'ecrou par la tige et le blocage. Ce dispo-sitif de friction par inertie sert en ~uelque sorte à donner àl'ecrou un inertie apparente plus elevee.
Un embrayage ~ anneau extensible peut également être ~;
. ~ . . . . . .
~0594~2 utilise dans une autre variante.
Selon un autre perfectionnement de l'inventioll~ on ~eut egalernent associer à l'ecrou un ecrou auxiliaire rotatif col~ne lui mais avec une amplification de mouvements, par cxem~le grâce à de petits pignons satellites engrenes entre l'ëcrou et l'ecrou au~i-liaire de fa~on à provoquer une rotation plus rapide de l'ecoru auxiliaire.
Cet écrou auxiliaire peut avantageusement être lui-même associe à une masse d'inertie rotative par l'intermediaired'un ressort hélicoi~al ou d'un autre embrayage col~ne prëcité. C~
dispositif permet plus rapidement un decalage axial entre l'écrou auxiliaure et la masse d'inertie provoquant plus rapi~ement le ~einage de la rotation de l'écrou et par conséquent son deplace-ment jusqu'au contact de friction avec le boîtier.
Bien entendu il est clair que les notions de tige file-t~e ~t d'~crou peuvent être inversées, le dispositif comprenant par exemple un ~crou non rotati~ coulissant dans 1~ boîtier et une tige filit~e rotative presentant une masse ~ inertie suffisante.
Dans Ulle autre variante de cette premiare forme de rea-lisation, on peut prevoir ~ue l'él~ment rotati~ peut être associ~ ;
~ au moins un sccond ~l~ment rotatif auxiliaire, dont l'inertie e~t ~e pr~rencQ sup~rieure à celle uu premier elemellt rotatif, des moyens 6tant pr~vus pour d~æolidariser les deux elements lorsque le mouvement de l'el~ment coulissant ou lisse pr~sente une accele-ra~lon ~ai~la ot pour solidariscr lesdit~ deux ~lelllellts ro~atifs lorsque ce mouvement pr~sente une accel~ration plus importante.
Dans ce cas, on comprend qu'en choisissant convenable-ment les masses rotatives on peut, au lieu de provoquer un blocagepur et simple de l'element rotati~, provoquer, lorsque le seuil d'acceleration desire est at-teint, une sorte de freinage qui permet , .. . . .
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seulement la poursuite d'un mouvement tres lent dC l'element cou-lissant.
Dans une variante de réalisa~ion particuliere, lesdits deux elém~llts rotatifs peuvent êtrc reliés par des moyens permet-tant un entraînement progressif, de moins en moins glissant, du second élément rotatif, par le premier lorsque l'accéleration s'ac~
croît.
Dans une autre variante de réalisation avantageuse , des moyens peuvent être prévus, par eYemple un embrayage, pour entraî-ner l'élément rotatif auxiliaire par le premier lorsqu'un certain seuil d'accélération a été dépassé.
Dans cette dernière forme de réalisatlon, on peut avan-tageusement pr~voir des surfaces de butée présentées par le premier élément rotatif, susceptibles de coopérer avec des surfaces de bu-tee complémentaires du second élément rotatif, avec une friction suffisante pour l'entraînement de ce second elément rotatif, les-dites surfaces de butée étant susceptibles de venir en contact après un déplacement axial du premier élément rotatif par rapport au sec-cond en rotation. :
De pr~f~rence, les moyens ~lastiques sont prevus entre les deux ~l~ments rotatifs pour maintenir normalement ledit pre-mier el~ment rotatif à l'ecart de la ou des surfaces de butee du sccond el~ment rotaitif. ~ ;
On comprend que dans ce cas le premier el~ment rotatif e8t mis en mouvement de rotation par une ~aible acceleration de ment coulissant, alora qu'au contraire il est entraîné vers le s~cond ~l~ment rotatif ~ l'encontre des moyens clastiqucs, ~lors ~jU~ l'acc~ ration ~u mouvement rectiligne de l'element coulissant ~i~passe un certain seuil fonction de son inertie.
Dans une forme ~e réalisation perfectionnee de l'inven-tion, dcs moyens peuvent être prévus pour freiner l'écrou ou l'e-l~ment rotatif auxiliaire, s'il ex~iste.
: . ~
~os9~9z Ainsi, on peut interposer de la graisse entre la surfa-ce extérieure de cet élément rotatif et la paroi du boîtier de fa-~on à provoquer un amortissement en cas de rotation.
~ n variante, on peut egalement prévoir des pièces d~
serrage, fixes en rotation, et susceptibles de venir se serrer sur l'élément rotatif, ce serrage pouvant par exemple s'effectuer grâce à la présence d'un écrou rotatif supplémentaire, vissé sur la tige filetée, pour provoquer alors le serrage desdits éléments de frei-nage.
Dans un deuxième mode de mise en oeuvre l'élément rota-tif coopère avec des moyens de freinage, ou, le cas échéant des moyens de blocage, commandés par un dispositif de commande indé-pendant susceptible de détecter immédiatement une perturbation ou une secousse. On peut prévoir, par exemple un capteur du type capteur à impulsions tout a fait classique, attentif au déplacement axial de l'élément coulissant tel qu'une vis et commandant des moyens de freinage ou blocage lorsque la vitesse, ou en variante l'accelération, de ce mouvement dépasse une valeur déterminée.
Au lieu de d~tect~r le mouvement de la vis le capteur peut ~gale-mellt ~tre place en un autre empl~cement par exemple pour détecter l'acc~l~ration ou la vitesse à laquelle se trouve un ~lément de tuyauterie convenable. ~ans une autre variante le capteur ~eut ~tre par exemple un sismographe ~uscep~ible d'envoyer une impulsion de commande aux moyens de freinage lora~ue une secQ~sse suffisamment forte est d~tect~e. Tout autre forme de capteur convenable peut bien entendu~8tre u-tilis~e.
Le capteur, lorsque le seuil de detection est dc~passe, ~St actionn~ et envoi un signal de commande, de préference un si-gnal ~lectrique, aux moyens de freinage ou de blocage qui freinent ou qui mobilisent l'écrou. Les moyens de freinage ou de blocage se pr~sentent de preference sous la forme de freins ou d'accouplements ~lectromagnetiques. Ainsi dans une premi~re variante de ce second ~(~5~492 mode de réalisation on peut prévoir une masse tournante auxiliaire susceptible d'être reliée ~ l'écrou par UJI accouplement magnétique de fa~on à augmenter lors d'une perturbation l'inertie totale de l'écrou. ~ans une autre variante les moyens de freinage peuvent être un frein électromagnétique freinant ou immobilisant l'écrou.
Dans une troisième variante de ce second mode de mise en oeuvre les moyens de freinage ou de blocage peuvent être comman-dés par un mouvement de translation axiale de l'écrou entraîné par la tige et dans ce cas oll prévoit comme dans le premier mode de mise en oeuvre de disposer l'écrou entre deux ressorts précontraints non antagonistes.
Dans un troisieme mode de mise en oeuvre l'élément ro-tatif sesceptible d'être mis en rotation par le mouvement du pre-mier élément et de freiner ledit mouvement lorsque sa rotation est génée, comporte ~es moyens de freinage dudit élément rotatif, les-dits moyens étant sensibles à la vitesse de rotation pour augmenter le freinage lorsque la vitesse de rotation augmente.
Dans une première variante de réalisation les moyens de freinage peuvent comprendre une masse de graisse ou d'un matériau `,`
de consistance, analogue interposee entre ladite piece rotative et ledi~ bo~tier pour créer un freinage de ladite pièce ro-tative par un effet d'amortissement. Dans cette forme de r~alisation ladite pi~ce rotative peut avantageusement ~tre r~alisee sous la forme d'un 8impLe ~crou ~ sur~ace périphérique lisse sapare d'un faible inter-valle radial d'avec la paroi concentrlque du boitier, ledit espace radial ~tant rempli de graisse et etant suffisamment faible pour que la rotation de l'~crou provoque un amortissement de la graisse droissant rapidement avec la vitesse de rotation.
Dans une autre variante de realisation le dispositif selon l'invention, peut comprendre un moyen d'amortissement soli-dc tel que par exemple une bande d'elastomère ou d'un matériau ana-logue coopérant avec des galets ou des billes partiellement enfon-"` ~05949Z
cés dalls la masse d'el~stomère et roulant dans cet~e masse. Dansune telle forme de réalisation la pièce tournant peut avantageuse-ment être entourée d'une bande d'élastomère dont elle est solidai-re, ladite bande tournant au regard d'une succession dc billcs,ou de galets portés par le boitier et pénétrant partiellemcnt dans la bande. sien entendu la bande pourrait également être fixée sur le boîtier, les galets ou rouleaux étant alors portes par la pièce tournante.
Dans une autre variante, les moyens de freinage peuvent avantageusement e~re actionnés par des masses d'inertie sensibles à la vitesse de rotation de la pièce tournante, l'écartement plus ou moins grand de ces masses étant transmis auxdits moyens de frei-nage.
~ans cette forme de réalisation, des moyens ~euvent avan-tageusement e~tre prévus pour agencer les masses de façon telle que les résultantes soient insensibles ~ l'action de la pesanteur, ac-tion qui autrement serait extrêmement gênante du fait que les dispo-sitifs doiv~ent être sensibles à des vitesses de rotation tres fai-bles.
~ans ce troisième mode de mise en oeuvre de l'invention on peut ~galement et en variante, pr~voir de disposer l'ecrou en~re deux rassorts précontraints comme precit~, par exemple pour en~rainer une pi~cq tournante auxiliaire qui es~ elle-même freinee par la graisse ou par un autre moyen de freinage.
~ans tous les cas on peut avanta~eusement pr~voir entre l'~crou et lcs moyens qui le freinent ou qui le bloquent un dispo-~iti~ d'un type quelconque limiteur de couple ceci dans un but de 9~aurit~.
D'autres.avantages et caracteristiques de l'invention 30 appara~tront à la lecture de la description suivante, faite à ~, titre d'exemple non limitatif et se referant au dessin annexe dans lequel;
~(~5949'~ ~
- la figure 1 est une vue en coupe axiale ~UIl disposi-- tif simplifie selon l'invention, - la figure 2 représente une vue du dispositif en monta-ge d'utilisation, - la figure 3 represente une vue d'une autr~ forme de realisation du dispositif.
- la figure 4 représente une vue en coupe transversale du dispositif de la figure 3, - la figure 5 represente une vue simplifiee d'un dispo-sitif d'embrayage à cames utilisable dans un ~ispositif analogueà celui de la figure 3.
- la figure 6 represente une vue d'un dispositif selon .
une variante de l~invention, - la figure 7 représenke une vue en coupe axiale d'un autre dispositif selon l'invention, - la figure 8 represente une vue en coupe axiale d'un dispositif selon une variante de l'invention, - la figure 9 represente une vue en coupe axiale schema-tique d'un dispositif selon une autre forme de realisation, - - la figure 10 repr~sente une vue d'une variante de cet-te autre forma, - la figure 11 repr~sente une vue en coupe axiale d'un !' dispositif selon une troisième forme de r~alisation de l'invention, - la fi~ure 12 repr~sente une vue partielle en coupe ~ ~:
aXiAle d'un dispositif selon une variante de cette troisieme forme, ~ : :
- la figure 13 represente une vue partielle en coupe ~ra~sv~rsala ~a ce~te variante.
,~ .. .. .
On se r&f~re tout d'abord aux figures 1 et 2.
Le dispositiE repr~sente comporte un boîtier 1, par ex- :
emple de forme cylindrique muni d'un prolongement 2 poss~dant des rainures int~rieures 3. Le prolongement 2 est relie par une tige rigide 4 ~ un collier S entourant une tuyauterie 6 de preference .
~059~9Z
par une articulation ou une rotul~.. Le collier 5 et le ~oîtier 1 sont de ce fait solidaires l'un de l'autre.
Le boltier 1 est traversé par une tige filetée 7 dont une extremite est fixee, par exemple par Utle articulation 8 à un support 9. L'autre extrémité de la tige 7 porte un t&te 10 guidée en translation axiale dans le prolongement 2 et immobilisee en ro-tation par des nervures latérales qui pénetrent dans les rainures 3. En d'autres termes la tige 7 peut se déplacer axialement dans le boltier 1 mais ne peut pas tourner par rapport a ce boltier. A
titre d'exemple la canalisation 6 est une tuyauterie de réacteur nucléaire et le support 9 un element de structure, par exemple le caisson, de ce r~acteur.
A son intérieur le boîtier 1 forme un logement de forme générale cylindrique autour de l'axe die la tige 7 et ses deux ex-trémités présentent des parois tronconiques 11, 12. Ces parois tronconiques 11 et 12 sont destinees à jouer le rôle de surfaces de butée du boîtier. Elles peuvent être en acier ou en tout autre matériau résistant convenable.
A l'intérieur de ce logement se trouve dispose un ecrou massif 13 viss~ sur le filetage ~e la tige 7 grâce à un taraudage compl~mentaire presentant une forme genérale cylindrique avec deux extr~mit~s en tronc de cone 14, 15 complémentaires des sur~aces tronconiques 11, 1~. On voit que les dimensions de l'ecrou 50nt telleis qu'un leger jeu, par exemple de l'ordre de 0,2 ~ 0,S mm, exlst~ entre les sur~aces txonconiqucs 11 et 14 d'une part et les ~urEaces tronaoni~ues 12 et 15 d'autre part. Un jeu existe égalo-m~nt entre le rest~ dc la surEacc du lo~ement 1 et la surface exte-ri~ur~ dc l'~crou.
Les deux faces extremes de l'écrou 13 sont disposees par l'interm~diaire de roulements a ~illes 16, 17 contre deux ressorts 18, 19 log~s dans le ~o~tier 1. On voit que cllaque ressort est com-pose d'une rondelle elastique d'acier montée à force dalls des gor-~0594~2 ges 20, 21 présentées par le boitier de fa~on à se trouver souscharge et d'une rondelle de butée appliquée contre le roulement.
Par conséquent, pour vaincre la force d'un ressort, l'écrou, lorsqu'il est déplacé axialement, doit être entralné avec une force supérieure à la précontrainte de celui des deux ressorts qui s'oppose à ce mouvement.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant:
Si la tuyauterie 6 est animée d'un mouvement à accé-lération très faible par rapport à la structure 9, par exemple d'un mouvement se rapporochant de la structure le long de l'axe de la tige 7, cette tige 7 va tendre à coulisser vers le bas si l'on regarde la figure 1. Toute rotation de la tige 7 est empêchée par sa tête coulissante 10. Dans son mouvement de coulissement la tige 7 tend à entraîner avec elle l'écrou 13 à l'encontre du ressort 18. Cependant, en raison des faibles forces qui correspondent à cette accélération ~aible, l'écrou se met à tourner sous 1 ' effet du filetage et permet ainsi à
la tige 7 de continuer à avancer. Le ressort 18 n'est donc pas comprim~ et la rotation de l'~crou n'est pa~ freinée. On comprend donc que le dispositif 5elon l'invention ne 9 1 oppose pas à un mouvement relatif à faible accélération entre la tuyau-terie 6 et la structure 9.
Si par contre la tuyauterie 6 se trouve animée d'un mouvement plus accél~ré vers la structure 9, par exemple 90us l'effet d'un s~isme, la tige 7 va se trouver projetée, vers le ba~ 9ur la figure 1, avec une acc~lération plu9 importante. En raison de son inertie, l'écrou 13 ne tourne pratiquement pas et 9e trouve entrain~ axialement par la tige 7 à l'encontre du ressort 18 qui se trouve comprimé. Dans ce mouvement, la surface . de ~riction 14 de l'écrou vient 9e plaquer contre la surface corre9pondante 11 du boîtier et à ce moment là tout mouvement ~e trouve interdit, la rotation de l'écrou étant emp~chée par l'effet de ~riction ainsi réalisée et le d~placement de l'écrou .
l()S~45~;~
étant empêché par l'effet de butée entre les surfaces 14 et 11. L'écrou étant immobilisé la tiye filetée 7 l'est aussi et le système est bloqué. La tige 7 n'est donc pas autorist~c à se déplacer en cas d'accéléra-tion importante, ~ l'exc~tion ~u très faible déplacement initial nécessaire pour rapprocller la surface 1 de la surface 11.
A titre d'exemple, un dispositif selon l'invention pré-sente une tige filetee 7 ayant un diamètre de 301~m et un angle ~e filetage de 20. L'ecrou 13 présente un diamètre extérieur de 200 mm et un poids total ~e 25 kg et une inertie de 0,1 kg/m2. La force de précontrainte de chaque ressort 1~ ou 19 est de 100 kg.
Un tel dispositif permet le passage de mouvemellt ayant une accélé-ration inférieure~d 0,02 g mais interdit le mouvement en cas d'accé-lération plus importante. Tant que l'effort appliqu& res-te superieur à 100 kg le dispositif reste bloqué. ;
On comprend que ce ~ispositif présente en outre des avan-tages extr~mement importants. En raison de sa simplicité il est particulièrement fiablc et robuste. Le blocage ~u mouvement s'ef-fectue entre les surfaces 11 et 14 de l'ecrou ~'est-à-dire elltre le boitier solidaire de l'une des pièces et l'ecrou porté par la tigc filet~e solidaire de l'autre pièce, le fileta~e etant c}loisi ~e façoll à permettre la transmission des ces efforts. ~n ou~re, l'ef~ort de blocage est proportionnel ~ l'efor~ applique.
On se reEere à la Eigure 3.
~ ans cc-tte forme de r~alisation on retrouve le ~oî~ier 1, la tige ~ilet~e 7 avec sa t~te 10, cles ressorts 18 et 19 avec les roulements ~ billes correspondallts. Iles sur~aces de ~utee ~roncolliques 11, 12 sont remplac~es par des surfacas ~roncolliques si-~ilaireæ 2~, ~3 present~es par des pièces 2~l,25 soli~aircs ~u ~oîtier 1 On voit par contre que l'~crou 26, qui presente toujours~es suraces ~e butee 14, 15 possè~e une très large ~orge centrale 30 dans laquelle est mo~lt~e, ~e facon à pouvoir tourillonller sur des `~
roulements 27, 28, une masse rotative d'inertie ~9. Par ailleurs, un ressor~ helicoi~al 30 à section rectangulaire possè~e une pre-~05949Z
miere branche extreme 31 qui pén~tre dans u~le creusure 32, ayant une certaine ouverture radiale co~ne on le voit sur la figure 5 pratiquee dans l'~crou 26, la~ite branche 31 traYersarlt au preala-~le une creusure correspondante 33 pratiquée dalls la massc 29.
L'autre branche extreme du ressort pas~.e égalemellt par u~e creu~u-re 34 pratiquee dans la masse d'inertie 29 pour aboutir ~ans une creusure 36 analogue à la creusure 32 dans l'écrou. On voit ell outre que la`position ~e repos les branches 31 et 3~ s'appuient sur les faces an~ulairement les plus proc~les l'une de l'autre des creusures 32 et 36.
On comprend ~onc que dans ces con~litions, la rotation relative entre l'écrou 26 et la masse 29 se traduise obliga-toire-ment par une expansion radiale du ressor-t }~elicoi~dal 30, qui de ce fait va venir au contact de la;surface interne correspendante du ~oîtier 1.
Si la tige 7 est animée d'un déplacement à ~aible accélé-ration l'écrou va avoir le temps de se mettre à tourner et à entraî-ner avec lui la masse 29 par l'intermédiaire ~u ressort 30, seul un faible décalage angulaire se porduisant entre l'écrou et la
De tels ~ispositifs peuvent etre utilisables notamment pour maintenir les tuyauteries dans les centrales nucléaires de fa~on a permettre un mouvement lent de la tuyauterie par rapport a la structure par exemple sous l'effet de dilatation, mais à em-p~cher tout mouvement relatif en cas d'acc~leration importante, par exemple en cas de seismes.
On connaît dejà de tels dispositifs de type hydraulique composés principalement d'un verin dont les chambres sont en com-munication avec un reservoir par l'intermediaire d'une valve qui se fernte pour une certaine pression, bloquant ainsi le mouvement relatif à partir d'une certaine vitesse requise. Ces systèmes ont une fiabilit~ critiquable dans le temps à cause des problèmes d'~tanch~it~ et presentent une certaine fragilit~ à la tamperatu-re du fait des mat~riaux constituant les joints ainsi que du li~ui-de hydraulique.
On connait ~galement d~jà des arr~teurs de choc de type m~canique comprenan~ un ecrou ri~idement porte par l'une des deux pi~ces et une vis traversant l'ecrou et portee par l'autre pi~ce, le mouv~ment de l'une des pi~ces vers l'autre provoquant la rota-tion de la vis ~ans l'ecrou . Un rassort llclicoidal sa -trouve en-roul~ autour d'une surface fixe dc friction, normalemen~ à unc cer-taine ~istance de cette surface ~ixe et l'ur-e des extrcmitcs de ce ressort hélicoidal est solidaire d'une pièce tournant avec la vis tandis que l'autre est solidaire d'une masse d'illertie montee folle. ~n cas d'un d~placemellt rapide la vis aura tendance à tour--1- ~ ::
~05949Z
ner rapidement dans l'ecrou et un clecalage an~Julaire se produit alors rapidement entre la vis et la masse d'inertie, provoquant de ce fait un allongement du ressort et une diminutioll du diametre des spires qui viennent se bloquer sur la surface de friction et par conséquent interdire tout mouvement ulterieur de rotation de la vis qui est alors bloquée. Par contre en cas de mouvement lcnt la rotation de la vis peut être transmise par l'interm~diaire du ressort et sèul un faible décalage angulaire ~e produit, insuffi-sant pour provoquer un ~locag~.
~e tels dispositifs présentent cependant un certain nor~re d'inconvénients. En particulier, les efforts de blocage permis sont faibles, devant être assumés par un ressort dont Ol-ne peut pas accroître exagéremment la raideur, sous peine d'augmen-ter la masse d'inertie au-dela de proportions acceptables. En out-re, dès que le niveau d'accélération redescend au-dessous d'un cer-tain seuil le dispositif se débloque et en cas de perturbations il n'existe donc pas une liaison quasi rigide entre les deux pièces à maintenir. En outre, le dispositif se trouve soumis à une usure plus rapide.
20 ~ Par ailleurs, lorsque la valeur d'accélération prévue pour produire un blocage du dispositif se trouve presente, le blo-cage ne se produit clu'apr~s un deplacement rclativement important de la tige provoque par le jeu entre le ressort et la sur~ace de freinAga, ce qui repr~sente un inconvenient très important si l'on recherche un blocage quasiment instantane.
On conna~t ~galement dejà un arr~teur de choc dans lequel l'~crau viss~ sur la vis pcut se deplacer vcrs cleux surfa-a~s ~ ~locage dispos~cs cle part et d'autre de l'ecrou, l'ecrou ~tant normalement maintenu dans une position centrale entre les butees gr~ce a deux ressorts antagonistes prenant appui sur un an-neau susceptible de tourner. Ce dispositif necessite cependant un jeu relativement important entre l'ecrou et la butee de blocage en , .
.~ ... . .
i . . . .
~OS949Z
raison de l'impossibilité pratique de maintenir l'écrou exacte-ment centre entre deux ressorts antagonistes puissants. La egalement le blocage ne se produit donc qu'apres une course non negligeable de la vis. En outre ce dispositif presente une certaine complexite et est d'un reglage dif~icile.
La presente invention se propose de fournir un dispo-sitif arrêteur de choc de type mécanique ne présentant pas les inconvénients précités, de construction simple et fiable et permettant un blocage ou un freinage assure sans risque de déblocage intempestif. En outre, l'invention se propose de per-mettre la construction de tels dispositifs en fonction d'un seuil d'accélération de blocage pouvant se situer dans une gamme tres large.
L'invention se propose également de fournir un dis-positif dans lequel l'effort de blocage ou de freinage désire ;
pour une secousse de valeur donnée se trouve atteinte instantané-ment ou quasi instantanement apres une course tres faible. ~-L'invention se propose egalement de fournir un tel dispositif dans lequel la force de blocage ou de freinage appli-qu~e est d'autant plus grande que la perturbation est plusimportante, ce qui permet de faire fonctionner le dispositif pour des efforts importants uniquement limit~s par la tenue m~canique du dispositif lui-même.
En variante, l'invention se propose de ~ournir un dis-positif dans lequel la force de freinage appliquee varie en croissant, de pr~Eerence de façon proportionnelle avec la Vi te99e de deplacement provoquee par la perturba-tion.
L'invention, revendiqu~e dans la pr~sente demande, a generalement pour objet un dispositif d'autorisation et de blocage ou de freinage d'un mouvement relatif entre deux pièces en fonction de l'importance de la perturbation provoquant ce mouvement, ce dispositif comportant un bâti ou boitier relie C ~' :
. ~.,: . . -` ~0594~2 à l'une desdites pieces, un element relie à l'autre piece et susceptible de coulisser à travers le boîtier sans rotation -par rapport a celui-ci et un element rotatif susceptible d'être mis en rotation par un mouvement du premier elément pour per-mettre ce mouvement et pour bloquer ou freiner ledit mouvement lorsque la rotation est empêchee ou freinée quand la perturbation presente une ampleur suffisante. Pour freiner ou bloquer l'e-lement rotatif après une course faible ou nulle de l'element coulissant, l'element rotatif coopère avec des moyens de frei-nage commande par un dispositif de commande comprenant au moins un capteur de detection de perturbations ou secousses.
Parcourse faible, on peut entendre une course par exem- -ple de l'ordre de 0,1 à 0,5 mm. On comprend donc que dès que la perturbation presente une ampleur, par exemple par sa vitesse ou par son acc~leration, telle que l'actionnement du dispositif doit être provoquee, le dispositif reagit pratiquement instantané-ment sans permettre un mouvement notable de l'élé~ent par rapport au boitier.
Dans un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, l'élément rotatif est maintenu normalement éloigné de surfaces de butée, surfaces prevues par exemple sur le boi-tier ou sur un autre élément rotati~, par des ressorts ou des moyens élastiques ~'opposant chacun à un mouvement axial de l'~lement rotatif dans l'un des sens, lesdits ressorts etant pr~-contraints et etant disposes de telle soxte que lorsque l'element rotatif se trouve deplace a l'encontre de l'un des ressorts, l'autre ressort n'exerce plus aucune action sur l'element rotatif. -De fa~on avantageuse, le premier el~ment peut être une tiye ~iletee reliée ~ l'une des pièces tandis que l'autre élé-ment est un écrou rotatif travers~ par ladite vis et susceptiblede tourner à l'interieur du boîtier en cas de déplacement de la tige.
Le pas des filetages est bien entendu suffisamment im-C
.
.
lOS949Z
portant pour permettre la transformation du mouvement rectiligne en rotation.
Dans cette premiere forme de realisatioll simplifi~e de l'invention,l'écrou peut être constitué d'un seul bloc d'inertie suffisante. Les deux extrémités reposent, de préference, par l'in-termédiaire de roulements, contre des ressor~s, par exemple des rondelles, elles-mêmes appuyées sur le boltier, lesdits ressorts étant précon~raints de sorte qu'une certaine force axiale doit être transmise dans le sens ~e la tige pour provoquer un ~éplacement de l'écrou à l'encontre desdits ressorts.
On comprend que dans une telle forme de realisation lors-que la tige se déplace axialement par rapport au boîtier avec un mouvement lent, l'effort transmis à l'ecrou par la tige est insuf-fisant pour vaincre la force des ressorts concernes et l'écrou se met à tourner autorisant la poursuite du deplacement de la tige fi-letée. Si par contre, le mouvement est brusque, l'inertie ~e l'ecrou empêche une mise en rotation de l'ecrou avant que la force des res-sorts n'ait ~t~ vaincue par le déplacement axial de l'ecrou entra~né
par la tige. L'écrou vient alors buter par sa surface de fiction contre la surface de friction ou de butee du boitier et ~out mou-vement ultérieur, dans ce sens, se trouve empêclle.
Si l'on d~sire, à l'aide d'une forme de realisation sim-plifiee de l'invention provoquer un blocage pour des accelerations relativement faibles, on peut alors ~tre amen~ ~ donner ~ 1'8crou une inertie très iJnportante.
C'es~ pourquoi, dans une variante de realisat~ion de l'in-v~n~ion l'~crou se trouve associ~ ~ un ~ispositif de friction par in~rtie qui frcine la rota~ion de l'ecrou et facilite par là l'en-tra~ement axial d~ I'ecrou par la tige et le blocage. Ce dispo-sitif de friction par inertie sert en ~uelque sorte à donner àl'ecrou un inertie apparente plus elevee.
Un embrayage ~ anneau extensible peut également être ~;
. ~ . . . . . .
~0594~2 utilise dans une autre variante.
Selon un autre perfectionnement de l'inventioll~ on ~eut egalernent associer à l'ecrou un ecrou auxiliaire rotatif col~ne lui mais avec une amplification de mouvements, par cxem~le grâce à de petits pignons satellites engrenes entre l'ëcrou et l'ecrou au~i-liaire de fa~on à provoquer une rotation plus rapide de l'ecoru auxiliaire.
Cet écrou auxiliaire peut avantageusement être lui-même associe à une masse d'inertie rotative par l'intermediaired'un ressort hélicoi~al ou d'un autre embrayage col~ne prëcité. C~
dispositif permet plus rapidement un decalage axial entre l'écrou auxiliaure et la masse d'inertie provoquant plus rapi~ement le ~einage de la rotation de l'écrou et par conséquent son deplace-ment jusqu'au contact de friction avec le boîtier.
Bien entendu il est clair que les notions de tige file-t~e ~t d'~crou peuvent être inversées, le dispositif comprenant par exemple un ~crou non rotati~ coulissant dans 1~ boîtier et une tige filit~e rotative presentant une masse ~ inertie suffisante.
Dans Ulle autre variante de cette premiare forme de rea-lisation, on peut prevoir ~ue l'él~ment rotati~ peut être associ~ ;
~ au moins un sccond ~l~ment rotatif auxiliaire, dont l'inertie e~t ~e pr~rencQ sup~rieure à celle uu premier elemellt rotatif, des moyens 6tant pr~vus pour d~æolidariser les deux elements lorsque le mouvement de l'el~ment coulissant ou lisse pr~sente une accele-ra~lon ~ai~la ot pour solidariscr lesdit~ deux ~lelllellts ro~atifs lorsque ce mouvement pr~sente une accel~ration plus importante.
Dans ce cas, on comprend qu'en choisissant convenable-ment les masses rotatives on peut, au lieu de provoquer un blocagepur et simple de l'element rotati~, provoquer, lorsque le seuil d'acceleration desire est at-teint, une sorte de freinage qui permet , .. . . .
1055~9Z
seulement la poursuite d'un mouvement tres lent dC l'element cou-lissant.
Dans une variante de réalisa~ion particuliere, lesdits deux elém~llts rotatifs peuvent êtrc reliés par des moyens permet-tant un entraînement progressif, de moins en moins glissant, du second élément rotatif, par le premier lorsque l'accéleration s'ac~
croît.
Dans une autre variante de réalisation avantageuse , des moyens peuvent être prévus, par eYemple un embrayage, pour entraî-ner l'élément rotatif auxiliaire par le premier lorsqu'un certain seuil d'accélération a été dépassé.
Dans cette dernière forme de réalisatlon, on peut avan-tageusement pr~voir des surfaces de butée présentées par le premier élément rotatif, susceptibles de coopérer avec des surfaces de bu-tee complémentaires du second élément rotatif, avec une friction suffisante pour l'entraînement de ce second elément rotatif, les-dites surfaces de butée étant susceptibles de venir en contact après un déplacement axial du premier élément rotatif par rapport au sec-cond en rotation. :
De pr~f~rence, les moyens ~lastiques sont prevus entre les deux ~l~ments rotatifs pour maintenir normalement ledit pre-mier el~ment rotatif à l'ecart de la ou des surfaces de butee du sccond el~ment rotaitif. ~ ;
On comprend que dans ce cas le premier el~ment rotatif e8t mis en mouvement de rotation par une ~aible acceleration de ment coulissant, alora qu'au contraire il est entraîné vers le s~cond ~l~ment rotatif ~ l'encontre des moyens clastiqucs, ~lors ~jU~ l'acc~ ration ~u mouvement rectiligne de l'element coulissant ~i~passe un certain seuil fonction de son inertie.
Dans une forme ~e réalisation perfectionnee de l'inven-tion, dcs moyens peuvent être prévus pour freiner l'écrou ou l'e-l~ment rotatif auxiliaire, s'il ex~iste.
: . ~
~os9~9z Ainsi, on peut interposer de la graisse entre la surfa-ce extérieure de cet élément rotatif et la paroi du boîtier de fa-~on à provoquer un amortissement en cas de rotation.
~ n variante, on peut egalement prévoir des pièces d~
serrage, fixes en rotation, et susceptibles de venir se serrer sur l'élément rotatif, ce serrage pouvant par exemple s'effectuer grâce à la présence d'un écrou rotatif supplémentaire, vissé sur la tige filetée, pour provoquer alors le serrage desdits éléments de frei-nage.
Dans un deuxième mode de mise en oeuvre l'élément rota-tif coopère avec des moyens de freinage, ou, le cas échéant des moyens de blocage, commandés par un dispositif de commande indé-pendant susceptible de détecter immédiatement une perturbation ou une secousse. On peut prévoir, par exemple un capteur du type capteur à impulsions tout a fait classique, attentif au déplacement axial de l'élément coulissant tel qu'une vis et commandant des moyens de freinage ou blocage lorsque la vitesse, ou en variante l'accelération, de ce mouvement dépasse une valeur déterminée.
Au lieu de d~tect~r le mouvement de la vis le capteur peut ~gale-mellt ~tre place en un autre empl~cement par exemple pour détecter l'acc~l~ration ou la vitesse à laquelle se trouve un ~lément de tuyauterie convenable. ~ans une autre variante le capteur ~eut ~tre par exemple un sismographe ~uscep~ible d'envoyer une impulsion de commande aux moyens de freinage lora~ue une secQ~sse suffisamment forte est d~tect~e. Tout autre forme de capteur convenable peut bien entendu~8tre u-tilis~e.
Le capteur, lorsque le seuil de detection est dc~passe, ~St actionn~ et envoi un signal de commande, de préference un si-gnal ~lectrique, aux moyens de freinage ou de blocage qui freinent ou qui mobilisent l'écrou. Les moyens de freinage ou de blocage se pr~sentent de preference sous la forme de freins ou d'accouplements ~lectromagnetiques. Ainsi dans une premi~re variante de ce second ~(~5~492 mode de réalisation on peut prévoir une masse tournante auxiliaire susceptible d'être reliée ~ l'écrou par UJI accouplement magnétique de fa~on à augmenter lors d'une perturbation l'inertie totale de l'écrou. ~ans une autre variante les moyens de freinage peuvent être un frein électromagnétique freinant ou immobilisant l'écrou.
Dans une troisième variante de ce second mode de mise en oeuvre les moyens de freinage ou de blocage peuvent être comman-dés par un mouvement de translation axiale de l'écrou entraîné par la tige et dans ce cas oll prévoit comme dans le premier mode de mise en oeuvre de disposer l'écrou entre deux ressorts précontraints non antagonistes.
Dans un troisieme mode de mise en oeuvre l'élément ro-tatif sesceptible d'être mis en rotation par le mouvement du pre-mier élément et de freiner ledit mouvement lorsque sa rotation est génée, comporte ~es moyens de freinage dudit élément rotatif, les-dits moyens étant sensibles à la vitesse de rotation pour augmenter le freinage lorsque la vitesse de rotation augmente.
Dans une première variante de réalisation les moyens de freinage peuvent comprendre une masse de graisse ou d'un matériau `,`
de consistance, analogue interposee entre ladite piece rotative et ledi~ bo~tier pour créer un freinage de ladite pièce ro-tative par un effet d'amortissement. Dans cette forme de r~alisation ladite pi~ce rotative peut avantageusement ~tre r~alisee sous la forme d'un 8impLe ~crou ~ sur~ace périphérique lisse sapare d'un faible inter-valle radial d'avec la paroi concentrlque du boitier, ledit espace radial ~tant rempli de graisse et etant suffisamment faible pour que la rotation de l'~crou provoque un amortissement de la graisse droissant rapidement avec la vitesse de rotation.
Dans une autre variante de realisation le dispositif selon l'invention, peut comprendre un moyen d'amortissement soli-dc tel que par exemple une bande d'elastomère ou d'un matériau ana-logue coopérant avec des galets ou des billes partiellement enfon-"` ~05949Z
cés dalls la masse d'el~stomère et roulant dans cet~e masse. Dansune telle forme de réalisation la pièce tournant peut avantageuse-ment être entourée d'une bande d'élastomère dont elle est solidai-re, ladite bande tournant au regard d'une succession dc billcs,ou de galets portés par le boitier et pénétrant partiellemcnt dans la bande. sien entendu la bande pourrait également être fixée sur le boîtier, les galets ou rouleaux étant alors portes par la pièce tournante.
Dans une autre variante, les moyens de freinage peuvent avantageusement e~re actionnés par des masses d'inertie sensibles à la vitesse de rotation de la pièce tournante, l'écartement plus ou moins grand de ces masses étant transmis auxdits moyens de frei-nage.
~ans cette forme de réalisation, des moyens ~euvent avan-tageusement e~tre prévus pour agencer les masses de façon telle que les résultantes soient insensibles ~ l'action de la pesanteur, ac-tion qui autrement serait extrêmement gênante du fait que les dispo-sitifs doiv~ent être sensibles à des vitesses de rotation tres fai-bles.
~ans ce troisième mode de mise en oeuvre de l'invention on peut ~galement et en variante, pr~voir de disposer l'ecrou en~re deux rassorts précontraints comme precit~, par exemple pour en~rainer une pi~cq tournante auxiliaire qui es~ elle-même freinee par la graisse ou par un autre moyen de freinage.
~ans tous les cas on peut avanta~eusement pr~voir entre l'~crou et lcs moyens qui le freinent ou qui le bloquent un dispo-~iti~ d'un type quelconque limiteur de couple ceci dans un but de 9~aurit~.
D'autres.avantages et caracteristiques de l'invention 30 appara~tront à la lecture de la description suivante, faite à ~, titre d'exemple non limitatif et se referant au dessin annexe dans lequel;
~(~5949'~ ~
- la figure 1 est une vue en coupe axiale ~UIl disposi-- tif simplifie selon l'invention, - la figure 2 représente une vue du dispositif en monta-ge d'utilisation, - la figure 3 represente une vue d'une autr~ forme de realisation du dispositif.
- la figure 4 représente une vue en coupe transversale du dispositif de la figure 3, - la figure 5 represente une vue simplifiee d'un dispo-sitif d'embrayage à cames utilisable dans un ~ispositif analogueà celui de la figure 3.
- la figure 6 represente une vue d'un dispositif selon .
une variante de l~invention, - la figure 7 représenke une vue en coupe axiale d'un autre dispositif selon l'invention, - la figure 8 represente une vue en coupe axiale d'un dispositif selon une variante de l'invention, - la figure 9 represente une vue en coupe axiale schema-tique d'un dispositif selon une autre forme de realisation, - - la figure 10 repr~sente une vue d'une variante de cet-te autre forma, - la figure 11 repr~sente une vue en coupe axiale d'un !' dispositif selon une troisième forme de r~alisation de l'invention, - la fi~ure 12 repr~sente une vue partielle en coupe ~ ~:
aXiAle d'un dispositif selon une variante de cette troisieme forme, ~ : :
- la figure 13 represente une vue partielle en coupe ~ra~sv~rsala ~a ce~te variante.
,~ .. .. .
On se r&f~re tout d'abord aux figures 1 et 2.
Le dispositiE repr~sente comporte un boîtier 1, par ex- :
emple de forme cylindrique muni d'un prolongement 2 poss~dant des rainures int~rieures 3. Le prolongement 2 est relie par une tige rigide 4 ~ un collier S entourant une tuyauterie 6 de preference .
~059~9Z
par une articulation ou une rotul~.. Le collier 5 et le ~oîtier 1 sont de ce fait solidaires l'un de l'autre.
Le boltier 1 est traversé par une tige filetée 7 dont une extremite est fixee, par exemple par Utle articulation 8 à un support 9. L'autre extrémité de la tige 7 porte un t&te 10 guidée en translation axiale dans le prolongement 2 et immobilisee en ro-tation par des nervures latérales qui pénetrent dans les rainures 3. En d'autres termes la tige 7 peut se déplacer axialement dans le boltier 1 mais ne peut pas tourner par rapport a ce boltier. A
titre d'exemple la canalisation 6 est une tuyauterie de réacteur nucléaire et le support 9 un element de structure, par exemple le caisson, de ce r~acteur.
A son intérieur le boîtier 1 forme un logement de forme générale cylindrique autour de l'axe die la tige 7 et ses deux ex-trémités présentent des parois tronconiques 11, 12. Ces parois tronconiques 11 et 12 sont destinees à jouer le rôle de surfaces de butée du boîtier. Elles peuvent être en acier ou en tout autre matériau résistant convenable.
A l'intérieur de ce logement se trouve dispose un ecrou massif 13 viss~ sur le filetage ~e la tige 7 grâce à un taraudage compl~mentaire presentant une forme genérale cylindrique avec deux extr~mit~s en tronc de cone 14, 15 complémentaires des sur~aces tronconiques 11, 1~. On voit que les dimensions de l'ecrou 50nt telleis qu'un leger jeu, par exemple de l'ordre de 0,2 ~ 0,S mm, exlst~ entre les sur~aces txonconiqucs 11 et 14 d'une part et les ~urEaces tronaoni~ues 12 et 15 d'autre part. Un jeu existe égalo-m~nt entre le rest~ dc la surEacc du lo~ement 1 et la surface exte-ri~ur~ dc l'~crou.
Les deux faces extremes de l'écrou 13 sont disposees par l'interm~diaire de roulements a ~illes 16, 17 contre deux ressorts 18, 19 log~s dans le ~o~tier 1. On voit que cllaque ressort est com-pose d'une rondelle elastique d'acier montée à force dalls des gor-~0594~2 ges 20, 21 présentées par le boitier de fa~on à se trouver souscharge et d'une rondelle de butée appliquée contre le roulement.
Par conséquent, pour vaincre la force d'un ressort, l'écrou, lorsqu'il est déplacé axialement, doit être entralné avec une force supérieure à la précontrainte de celui des deux ressorts qui s'oppose à ce mouvement.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant:
Si la tuyauterie 6 est animée d'un mouvement à accé-lération très faible par rapport à la structure 9, par exemple d'un mouvement se rapporochant de la structure le long de l'axe de la tige 7, cette tige 7 va tendre à coulisser vers le bas si l'on regarde la figure 1. Toute rotation de la tige 7 est empêchée par sa tête coulissante 10. Dans son mouvement de coulissement la tige 7 tend à entraîner avec elle l'écrou 13 à l'encontre du ressort 18. Cependant, en raison des faibles forces qui correspondent à cette accélération ~aible, l'écrou se met à tourner sous 1 ' effet du filetage et permet ainsi à
la tige 7 de continuer à avancer. Le ressort 18 n'est donc pas comprim~ et la rotation de l'~crou n'est pa~ freinée. On comprend donc que le dispositif 5elon l'invention ne 9 1 oppose pas à un mouvement relatif à faible accélération entre la tuyau-terie 6 et la structure 9.
Si par contre la tuyauterie 6 se trouve animée d'un mouvement plus accél~ré vers la structure 9, par exemple 90us l'effet d'un s~isme, la tige 7 va se trouver projetée, vers le ba~ 9ur la figure 1, avec une acc~lération plu9 importante. En raison de son inertie, l'écrou 13 ne tourne pratiquement pas et 9e trouve entrain~ axialement par la tige 7 à l'encontre du ressort 18 qui se trouve comprimé. Dans ce mouvement, la surface . de ~riction 14 de l'écrou vient 9e plaquer contre la surface corre9pondante 11 du boîtier et à ce moment là tout mouvement ~e trouve interdit, la rotation de l'écrou étant emp~chée par l'effet de ~riction ainsi réalisée et le d~placement de l'écrou .
l()S~45~;~
étant empêché par l'effet de butée entre les surfaces 14 et 11. L'écrou étant immobilisé la tiye filetée 7 l'est aussi et le système est bloqué. La tige 7 n'est donc pas autorist~c à se déplacer en cas d'accéléra-tion importante, ~ l'exc~tion ~u très faible déplacement initial nécessaire pour rapprocller la surface 1 de la surface 11.
A titre d'exemple, un dispositif selon l'invention pré-sente une tige filetee 7 ayant un diamètre de 301~m et un angle ~e filetage de 20. L'ecrou 13 présente un diamètre extérieur de 200 mm et un poids total ~e 25 kg et une inertie de 0,1 kg/m2. La force de précontrainte de chaque ressort 1~ ou 19 est de 100 kg.
Un tel dispositif permet le passage de mouvemellt ayant une accélé-ration inférieure~d 0,02 g mais interdit le mouvement en cas d'accé-lération plus importante. Tant que l'effort appliqu& res-te superieur à 100 kg le dispositif reste bloqué. ;
On comprend que ce ~ispositif présente en outre des avan-tages extr~mement importants. En raison de sa simplicité il est particulièrement fiablc et robuste. Le blocage ~u mouvement s'ef-fectue entre les surfaces 11 et 14 de l'ecrou ~'est-à-dire elltre le boitier solidaire de l'une des pièces et l'ecrou porté par la tigc filet~e solidaire de l'autre pièce, le fileta~e etant c}loisi ~e façoll à permettre la transmission des ces efforts. ~n ou~re, l'ef~ort de blocage est proportionnel ~ l'efor~ applique.
On se reEere à la Eigure 3.
~ ans cc-tte forme de r~alisation on retrouve le ~oî~ier 1, la tige ~ilet~e 7 avec sa t~te 10, cles ressorts 18 et 19 avec les roulements ~ billes correspondallts. Iles sur~aces de ~utee ~roncolliques 11, 12 sont remplac~es par des surfacas ~roncolliques si-~ilaireæ 2~, ~3 present~es par des pièces 2~l,25 soli~aircs ~u ~oîtier 1 On voit par contre que l'~crou 26, qui presente toujours~es suraces ~e butee 14, 15 possè~e une très large ~orge centrale 30 dans laquelle est mo~lt~e, ~e facon à pouvoir tourillonller sur des `~
roulements 27, 28, une masse rotative d'inertie ~9. Par ailleurs, un ressor~ helicoi~al 30 à section rectangulaire possè~e une pre-~05949Z
miere branche extreme 31 qui pén~tre dans u~le creusure 32, ayant une certaine ouverture radiale co~ne on le voit sur la figure 5 pratiquee dans l'~crou 26, la~ite branche 31 traYersarlt au preala-~le une creusure correspondante 33 pratiquée dalls la massc 29.
L'autre branche extreme du ressort pas~.e égalemellt par u~e creu~u-re 34 pratiquee dans la masse d'inertie 29 pour aboutir ~ans une creusure 36 analogue à la creusure 32 dans l'écrou. On voit ell outre que la`position ~e repos les branches 31 et 3~ s'appuient sur les faces an~ulairement les plus proc~les l'une de l'autre des creusures 32 et 36.
On comprend ~onc que dans ces con~litions, la rotation relative entre l'écrou 26 et la masse 29 se traduise obliga-toire-ment par une expansion radiale du ressor-t }~elicoi~dal 30, qui de ce fait va venir au contact de la;surface interne correspendante du ~oîtier 1.
Si la tige 7 est animée d'un déplacement à ~aible accélé-ration l'écrou va avoir le temps de se mettre à tourner et à entraî-ner avec lui la masse 29 par l'intermédiaire ~u ressort 30, seul un faible décalage angulaire se porduisant entre l'écrou et la
2~ masse 29. Lc mouvement de la tige 7 peut ~onc se poursuivre sans que l'~crou soit amen~ ~ r~pousser le ressort 18 (ou 19 selon le sens du mouvement). Si par contre, unc accéleration plus in?portante se produit,l'~crou 26 va cette ~ois se rnettre a tourner de fa~on plus rapido mais du fait de l'iner tie de la masse 29 un decala~a an-gulaire plus impor~ant va se produire entre l'~crou et cette masse, provoquant uno expansioll radiale plus importante du ressort 30 qui vierlt alors ~rotter sur la surace intcrnc du boiticr 1 et s'oppo-~r ~ar cons~quent a la poursuite de la rotation de l'ecrou 26.
Uans ces conditions, l'~crou 26 se trouve emmene par le mouvement de 30 la tige 7 à l'encontre du ressort 18 et la surface 14 de l'ecrou va venir au aontaat de la surface 22 de sorte que tout le mouvement se trouve bloqu~ comme precede~llent.
On comprend donc que dans une telle réalisation l'iner-tie réelle de l'ensemble écrou 26, masse 29 peut êtro plus faible pour un seuil d'acceloratiorl ~e blocage donné, du fait quo la fric-tion du ressort 30, à la suite du tout premier mouvement ~e rota-tion de l'ecrou, s'oppose a la poursuite cle la rotation ~e cet ecrou qui se trouve alors entraîne par la tige co~ne s,'il avait possecle une inertie importante. Cependant, le ressort 30 ne joue par cle rôle dans la resistance au blocage, la resistance au bloca-ge~ ia resistance au blocage etant entierement prise on charge par les surfaces tronconiques telles que 22 et 14 par exemple.
~ien entenclu il serait possible, dans un clispositif tel c e c.~lui represente sur la figure 3, de remplacer le ressort 30 par tout autre moyen susceptible de provoquer une friction contre la surface du boîtier 1 en cas de decalage angulaire entre l'ecrou et la masse d'inertie.
Ainsi à titre de variante on voit sur la figure 5 un mo-yen analogue à un embrayage à came ou à coin. Dans cetto;realisa-tion l'~crou 42 présente sur une partie de sa péripherie une plu-ralit~ c~e creusures 43 dans lesquellcs sont log~s des coins libres 44. Entre ~eux coins 44 situ~s dans un meme logement 13 penètre une tige 45, telle que vue en section sur la figure 5 et clont unc cxtr~mit~ au moins est solidaire cl'une pi~ce d'irlertie analdgue ~
la pi~ce 29 ~non repr~sent~e). ~insi, en cas de decalage anc3ulaire cntro l'~crou 42 et la pièce d'inerti~, et par consequent erltre l'~arou ~2 ot le~ diff~rentes tiges 45, l'un de coins 44 de cha-quc logement va se trouver clcplacer par le mouvement relatif de la ~i~a ~5,ot, ell raison cle la pente mont~nte clu locJemont 43, ce coin 4~ v~ se trouver amen~ ~ entrer en contact avec la surface inte-rieur~ clu boitier 1 pour une friction s'opposant ~ la rotation de l'~crou.
Bien entendu tout:autres moyens d'embrayage peuvent etre utilises tels que embrayages à anneaux ou autres.
~OSg49Z
~ien cntendu ~a~s cette forme d~ réalisation oll ~etrouve également ~es ressorts 18, 19 ~renant appui d'unc p~rt sur 1~ ~oî-tier, d'autre part sur des anneaux 3~, 39 suscep~i~les d'etre rc-pousses par l'intermédiaire ~e roulements a billes 40, ~1 par l'écrou 26, le mouvement des ressorts vers l'ecrou étant ceperl~a limite par des butees 42.
On se réfere a la figure 6.
Dàns cette forme de réalisation la tig~ 7 traverse un boîtier 46 et coopere avec Ull écrou 47 muni de plaquettes ~e fric-tion telles que 40. ~utour ~e l'écrou 47 est monté rotatif Ull écrou auxiliaire 48 susceptible d'être entraîné en rotation, lors-que l'écrou 47 tourne, à une vitesse.accrue grâce à un train de pignons comprenant des pignons satelli~es 49 portés par l'écrou 47, une denture pour pignons satellites 50 présentée par le boî-tier 1, un pignon amplificatieur 51 entra;né par l'axe des pignons satellites 49 et une denture 5~ présentee par l'écrou auxiliaire ~8. Si on le desire l'ecrou 48 peut lui-même être associé à une mas-se d'inertie 53 avec un embrayage constitué par exemple par un res-sort analo~ue au ressort 30.
. On se r~f~re à la figure 7.
Dans cette f:o~ne de r~alisatioll particuli~re, l'~crou rotatl~ est r~alis~ sous une ~orme composite et comporte en Eait un ~l~mellt rotatif auxiliaire. On voit l'ecrou 5~ visse sur la partie ilet~e 7 de la tige et dont la section apparait sur le ~essiu.
~ ment rotati auxiliaire est constitue par une rnas-se~cylindriquo 55 suscep~i~lo ~o tourner ~ l'intericur du ~oîticr 1 e~ y~r ~aux pi~ces annulaircs 56 solidaires do la piace 55. Une pi~ce d'~cartement 57 est montce entre les deux pièces 56, les- .;
~0 quelles sont mont~es sur des portees correspondantes des flasques par des bu~es à billes 58.
Par ailleurs, entre l'ecrou 64, et les extremites inter-~05g49Z
nes des deux pi~ces 56, se trouvent ~ispose~s des roulements 59 susceptibles de coulisser par rapport aux piecLs 5~, a l'encontre de ressorts 60 maintenus par des rondelles 61 solidaires des pièces 56. Dans la position de repos representee sur la figurc, les res-sor-ts 60 sont dejà prccomprimes.
Enfin, on voit qu'à la périphérie de l'ecrou 54 sont disposés ~eux bords ra~iaux 62 formant surfaces de buté~ s~scepti-~les ~e coopérer avec des s~rfaces radiales 63 des ~ièc~s 56.
A 1 état ~e ropos, un jeu d'environ 0,3 nun existe entre cllaque butée ~2 et la surface de butée 63 correspondante.
On comprend que, lors d'un deplacom~nt de translation à
faible accélération de la tige 7 par rapport au boîti~r 1, le mou-vement du filetage provoque la mise en rotation de l'écrou 54 qui, de ce fait, reste immobile axialement dans la position représentée.
Cependant, si l'accélération de la tige 7 ~épasse Ull cer-tai~l seuil, l'inertie propre à l'ec~rou 54 empêche sa mise en rota-tion, et l'écrou est alors emmené en translation par la tige à
l'eneorltre de l'un des ressorts 60 et dans ce mouvement, la surfa-CL de butée 62 eorrespondante vient se mottre en eon~aet avee la surfaee 63, le jeu étant annule.
.
~ n raison d~ l'effort important, eorrespolldant à l'aee~-l~ration ~levee, qui est impos~e à la tige, les surface de butoe ~2 ~t 63 sont fermement appliquees l'une sur l'autre de sorte que ~ ment ro~ati~ eonstitu6 par l'~erou 54 s'Y trouve transforme en un ~llsembl~ rotatiE de plus grande in~rtie qui s'pppose ~ la rota-tion et a ~one t~ndanee ~ maintenir la ti~e immobile malgre l'effort im~ortant qu' elle subit~
Cel~rldal~t du Eait que eette ensemble est rotatif, il va ~ sol ~u'il pourra se mettre à tourner lentelnent et permet~re par col~s~quent à la tige de se ~placer axialement avee Ulle faiblL` Vi-tesse malgr~ l'ef~ort importan-t auquel elle est soumise.
Cedi est par exemple interessant dans le eas ~'un tuyau ., .j ~e centale llucléaire soumis à une ~ila~ation th~rrniclue et qui, pour ~es raisons de coillcement au niveau ~es pali~rs ~e c31issement de tuyau, se deten~ par à-coups brutaux. Ces a-cou~s sont freines par le dispositif seloll l'invention, mais la ~ila~a~ion ~ut l~n~-moins se poursuivr~ l~ntement yar la mis~ ~n rotatio~l ~c l'~nlsel;l-ble ~e l'~crou 54 et ~e l'elément rotatif auxiliaire.
~ ans la forme de réalisation ~écrite, lorsque les sur-~aces ~ ~utee sont appliquees l'une contre l'au~re, l'ecrou et l'element rotatif auxiliair~ 11 se trouvent solidarisés d~ fa~on q~asi-immc~iate, pour former un élément rotatif ~e gran~e inertie.
On peut ceperl~ant prevoir ~es moyens pour soli~aliser progressi-vement l'ecrou av~c l'élément auxiliaire et de cette fa~on-là
transformcr progressivement l'écoru en un ensem~le rotatif dont l'inertie croît avec l'effort ~éterminé par la valeur ~e l'accé-leration dé mouvement de la tige coulissante. `, Ceci peut ê~re obtenu par exemple cn ~imii~uan-t la dis-tance radiale à laquelle se trouvent situees les surface ~e ~utée, dc façon ~ appliquer à ces surfaces ~e butée url cou~le plus faible ou en prévoyant un tra~tement des surfaces de ~utee pour dimilluer -lcur coefficient d~ fro-ttemellt.
Ceci peut presenter l'avantac~e ~e ne necessiter qu'un jeu extrêm~ment ~aible entre l'~crou et la massc auxiliaire, l`cc-rou glissant contre la masse auxiliaire lorsque l'acceleration reste fai~le, mais s'appliquant fermement contre alle pour l'entraîner lorsque 1 ' acc~l~ration S'accroît~
Par ailleurs, le ~ispositi~ ainsi realise pr~sente unc r~ction moins brutale mais n~anmoins efficace pour s'opposcr aux mouv~m~nts de ~orte acceleration.
A titre d'exemple, un dispositif selon l'invention peut poss~der un filetage ayant un diamètre de l~rnm et un angle d'in~
clinaison des filets de 15 degres, un ecrou 54 ayant una masse de 1 kg et un diam~tre exterieur de 90 mm, et un element rotatif aux-iliaire ayant un diamètre extéricur ~e 150 mm ct Ulle masse de 24kg,la force de cnaque rossoxt 60 etant de l'ordre de 20 ~y.
On se rcfère à la figure 8.
~ ans ce~te forme de realisation represelltee ~e fa~on schématique, l'ecrou 5~ est remplacé par un écrou 64 Muni ~e sur-faces de butée 65 coopérant avec une surface ~e butée 6G d'ul- ele-ment rotatif auxiliaire 67. Les ressorts 60 sont toujours presents.
L'élément 67 présente des surfaces latérales tronconi-ques 68 susceptibles de coopérer avec des anneaux ~e freinage 69 présentant une surface tronconique complémentaire. Ces anneaux de freinage peuvent se deplacer axialement mais sont empêclles de tourner en rotation par rapport au boîtier.
Un se~on~ écrou 70 est monte sur ledit cylilldre et pre-sente à sa peripherie une gorge dans laquelle est introduite, avec interposition de roulements 71, la partie interieure d'un anne~u 72 fixe en rotation mais susceptible de se déplacer axialement.
l'anneau 72 présente cles tiges 73 coopérant, comme on le voit sur la figure, avec les anneaux 69 de facon ~ resserrer ces anneaux contre les surface 6~ de la pièce 67 lorsque l'anneau 72 est depla-ce axialemenl:.vers ld ~auclle ou vers la droite.
Le fonctionnement est le suivant:
Pour des mouvements de fai~le accel~ration de la tige 7, les ecrous 64 et 70 sont mis en rotation ct le mouvemen~ se poursui~. Par contre, pour des mouvements d'acceleration plus im-poxtan~e, d~passAnt un certain seuil, fonctiorl de l'inertie ~e l'e-crou G~, celui-ci est repousse axialement ~ l'encontre de l'un des re~sor~s 60 et l'une des surfaces de ~utee G5 viont contrc la sur-fac~ ~e ~u~ce corxespon~ante 66 ~e sorte que l'ecrou ~S ct la pi~-c~ 67 ne forment plus qu'un seul ensemble rotatif.
Par ailleurs, l'ecrou 70 se trouve egalement deplace, soi~ vers la gauche, soit vers la droite, et il cntraine axialemellt avec lui l'anneau 72 ct les tiges 73 qui provoquent alors le res-: . :
1()5949Z
serremellt des pieces 69 contre les surface ~8 dc la L~lcce 67 et par conscquent, une friction s'opposant à la rotation ~e la piace 67.
On se réfere a la fiyure 9.
~ ans cette for.ne de réalisation un ecrou 74 cst Eixe sur la tige 7, le~it écrou étant susceptible de tourller a l'interieur du boltier 1 ~ans lequel il est monté par des roulemcn~s a ~ille.
L'écrou 74 porte un flasque central radial 75 susceptible de se dé-~lacer entre les deux mâchoires d'un frein électro ma~n~tiqu~ 76.
Lorsque la tige 7 est animée d'un mouvement de translation de fai-ble accélération l'ecrou 74 peut facilem^nt tourner et le frein 76n'est pas actionn~. Si par contre on décèle un~ perturbatiol~ par exemple au nivcau d'un élément de tuyauterie quelcollqu~ 77 par exemple par le moyen d'un accélcromètre 78 solidàire dudit tuyau on provoque l'actionnement des mâchoires du freill electroMayrlétiqu~
76 qui viennent freiner l'ecrou par intermediaire du flasque 75 ot la rotation de l'ecrou est donc ralèntie ou, si on le desire, empôchée. L'accel~romètre 78 contrôle dans ce but un dispositif électronique de commande 79 suscepti~le d'alimentcr ou ~e ne ~as alimonter le freill 76 à partir d'une source de courant ~uelconque 80.
~ n se r~f~rant a la figure 10 on voit une variante d'une ~ispositif analogue dans sa construction au dispositif de la figu-re 3 mais 1'8coru 81, analoguo à l'ccoru 26, est associe A un ~rein 61ectromagn~tiqu~ sch~ma~iquement repr~sente en 82, ~ commande e-~ -, . . ~ , . .
galcm~n~ exterieure, par exemple par un capteur de secousses ou:
un acc~l~rom~tre. Par contre les suraces tronconiques 1~, 15 de l'~crou 37 son~ remplac~os par das surfaces de ~ric~iol~planc~ an-nulaires par exemple garnies de revêtements de friction 83,84 ~e~-tin~s A venir frottor en cas de deplacement axial de l'ecrou contre 3n l~s sur~aces planes correspondantes 85, 86 du b~îtier. Lorsque la tige filet~e est entraî-l~e d'un mouvement à faible acceleration l'~crou 81 toùrne sans difficulté. Si par contra une accélération plus importante est presonto le capteur de secousses _ _ ~05949Z
actionné et commande le frein ~lectromagnétiquc ~2. La rotation de l'ecrou 81 devient alors plus diffic~le et tout se passe comme si l'écrou prés~ntait subitement une inertie bi~n plus importan-te de sorte qu'il ne se met plus à tourner mais est entra;né par la tige filitée jusqu'à ce que l'une ~es surfaces 83, ~4 vi~nne en cont~ct av~c la surfac~ correspondante 85 ou 86, immo~ilisant alors complètement le dispositif.
Bien entendu de nombreuses quatre variantes sont possi-bles ~ans lesquelles l'augmentation de l'ine~tie de l'~crou es~
provoquée par des moyens de comman~e externe par exemple par dé-tection par un capteur quelconque ou un sismographe conduisant soit ~ un freinage, soit en variante à un ~locage complet.
On se r~f~re maintenant à la figure 11 sur laquelle on voit que sur la tige 7 est mont~ un ~crou 87 muni d'un tarau-dage int~rieur coopérant avec le filetage de la tige.
L'ecrou 87 porte une masse sensiblement cylindrique 88, composée en fait de d~ux parties 88, 89 pour des ~acilites de mon-tage et tournant avec l'ecrou dans le boitier 1 en ~tant guid~s par ~es roulements à billes 90. La masse totale ~e l'ecrou et de la masse 88, 89, est par exemple de l'ordre de 20 kg.
La masse 88, 89, au lieu d'être fix~e directemant ~ la p~riph~rie de l'~crou 87 pourrait ~galeTnen~ ~tre r~ e ~ cet ~crou yar 1~ interm~diaire d'un di~po8iti~ limiteur de couple pour emp~-cher 1'8crou 87 de tranSmottre Un coupl~ trop important ~ la masse ct ~vi~er une ruptur~ ou une d~terioration.
Entre la 8urEace ext6rieure de la masse 88 et la surfa-c~ int6riaure concontrique ~u ~oiticr 1 se trouve dispos~ un espa-C~ annul~ire 91 rempli ~e graissa. Des moyens d'~tanchoit~ (non r~pr~s~nt68) emp~chent la sortie de la graisse hors ~le l'espace 91 v~rs l'espace qui en~oure la tige 7.
Lorsque~ sous l'effet d'une dilatation, la tige se de-, .
place par cxemple vers la gauche, l'ecrou 87 qui est axialement im-.~ ~ . ~
-22- ~
: ~o5949Z
mobilis~, se met a tourner lentement, ne provoquan~ qU'UII amortis-sem~nt négligea~le dans la graisse située dans le volwne 12. Si la vitess~ s'accroît le frottemerlt dans la graiss~ auym~nt~ et par l'effet de cisaillement interne dans la graisse, un Ereina~3~ s'ex~r-ce sur la piece 88 et par consequent sur l'ccrou 87, c~ qui ral~n-tit la translation de la tige.
On comprend donc que plus la vit_sse augm~nte, plus l'amortiss~ment de la graisse augm~nte et ~lus l'~ffort ~e freinag~
exercé sur la tig~ es~ gran~. ~n conséqu~nc~, lorsque ~our une raison quelconque, par exemple sous l'effet ~'un~ secousse, la vit2sse de translation de la tige tend a augmenter, 1~ freinage efficace exerce l'emp~che d'atteindre des valeurs trop éleve~s et la canalisation ne se déplace donc qu'avec une vitesse faible par rapport a la structure.
En outre, si Ol1 le ~csire la masse ~e l'écrou et de la pi~ce cylindriquc 8~ 9 peut être telle que lorsque l'acc~l~ration ~u mouvement de la tige devient trop importante, l'inertie ~e cette masse s'oppose ~ la rotation.
On se ref~re aux figures 12 et 13.
Dans cette forme de r~alisation l'espaca 91 n`est plus rempli par ~ la graisse. Par con~re, la p~riph~rie de la pi~ce sa pr~sente une gorge dasls laquclle est inser~ un ~lëment annulai-re cylindrique ~'61astom~re 92. ~n ~ace de l'~l~ment annulaire 92 le boitier 1, par sa faca interieure, suppor~e de façon fixe une cag~ de roulement ~ billes 93 munie de billes 94 qui ne ~au-v~nt dos~c pas se d~placer par rapport au ~oitier 1. Ces billes p~ tr~n~ partiellcmont ~ans l'ela~tom3re 92 qu'clles ~formen~
co~no osl le voit sur les ~igures. ~n conscquence, lorsque la piè-ce ~8 tourn~ra, entra~nant en rotation l'elastomere 92, la sur-face de l'~lastom~re 92 va ~filer sous les ~illes 94 qui pon~-~rent partiellement dans cet ~lastomère et on obtiendra donc Ull ef~t d'amortissemont interne à l'~lastom~re, fonction de la vi-' ' ' ,: '.
-23_ tesse de rotation et du ~egre de pénétration des billes dans l'élastomère. L'é~ast~lnère pourrait être semplacé par un el6ment amortissant convenable, par exemple en fil metallique tricoté.
~ ien entendu plusieurs él6ments 92 avcc des billes ccr-respon~antes peuvent être prevus à la surface de la piècc 88.
Bien entendu dans une forme de realisation comme celle de la figure 11 on pourrait egalement concevoir de na pas me-ttre ~e graisse dans les flasques 91 et dans ce cas là il n'y aurait pas de freinage provoque par la graisse. Il faudrait alors pre-voir un ensemble rotatif ayant une inertie suffisante pour permet-tre la t anslation de la tige 7 pour les faibles accel6ratiolls et empêcher cette translation pour lcs acc~lerations plus fortes.
Selon un perfectionnement de l'~nvention, lorsque le -dispositif coll,port~un écrou tel que celui represente sur la figu-re 1, on peut avantageusement prevoir de realiser cet ecrou en deux parties, par exemple, une partie centrale 87 et une partie periph6rique 88, 89, les deux parties étant reli~es non pas par un~ liaison rigide, mais par un moyen limiteur de couple.
Ainsi, la periphérie de la partie centralc de l'~crou, peut com-porter un certain nom~re d'evidements radiaux, recevant un petit ressort h~licoidal repoussant une bille vers l'ext~rieur, tandis quc la partie p~riph~ri~ue ~e l'ecrou peut comporter des ca,lottes correspondantes susceptibles de loger une par~ie de chaque bille.
~rant que 1~ couple transmis entre les deux parties reste inf~rieur ~ une certaine valeur, la pi~ce p~riph~rique est solidaire de la piace celltrale.
' ~ependarlt, si le couplo trallsmis d~passe une valcur compa~i~le, avec la resistance ~es materiaux utilis~s, 1~ limiteur de couple ainsi realis~ permet un d~saccouplement des deux parties, ~vitant ainsi une rupture ou une deterioration du dispositif.
On comprend que l'on peut ~galement utiliser un moyen de ~reinage, tel que de la graisse ou un moyen equivalent avec des ',' `." ' .
-24- ~
: .
... _ .. .. ...... .
formes de réalisation très différentes comprenant des ressorts précontraints. Ainsi si l'on se réfare a nouveau a la figure 7 on voit qu'il serait possi~le de modifier le dispositif de la fiyure 7 de façon a diminuer l'epaisseur de la piace 55 et l'inerti~ de l'ecrou auxiliaire et d'introduire entre la fac~ exterrl~ d'une telle piace 55 moins épaisse et la face interne du ~oitier 1 une graisse qui freine le mouvement de rotation de la pièce 55 d'au- ;
tant plus vigoureusement que celle-ci tourne plus vite. On pour-rait également concevoir d'interposer de la graisse ~ntre l'~crou et le ~oîtier dans un dispositif analogue a celui de la figure 1.
,, :, '~
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. . .
-25- :
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~; '' '. '
Uans ces conditions, l'~crou 26 se trouve emmene par le mouvement de 30 la tige 7 à l'encontre du ressort 18 et la surface 14 de l'ecrou va venir au aontaat de la surface 22 de sorte que tout le mouvement se trouve bloqu~ comme precede~llent.
On comprend donc que dans une telle réalisation l'iner-tie réelle de l'ensemble écrou 26, masse 29 peut êtro plus faible pour un seuil d'acceloratiorl ~e blocage donné, du fait quo la fric-tion du ressort 30, à la suite du tout premier mouvement ~e rota-tion de l'ecrou, s'oppose a la poursuite cle la rotation ~e cet ecrou qui se trouve alors entraîne par la tige co~ne s,'il avait possecle une inertie importante. Cependant, le ressort 30 ne joue par cle rôle dans la resistance au blocage, la resistance au bloca-ge~ ia resistance au blocage etant entierement prise on charge par les surfaces tronconiques telles que 22 et 14 par exemple.
~ien entenclu il serait possible, dans un clispositif tel c e c.~lui represente sur la figure 3, de remplacer le ressort 30 par tout autre moyen susceptible de provoquer une friction contre la surface du boîtier 1 en cas de decalage angulaire entre l'ecrou et la masse d'inertie.
Ainsi à titre de variante on voit sur la figure 5 un mo-yen analogue à un embrayage à came ou à coin. Dans cetto;realisa-tion l'~crou 42 présente sur une partie de sa péripherie une plu-ralit~ c~e creusures 43 dans lesquellcs sont log~s des coins libres 44. Entre ~eux coins 44 situ~s dans un meme logement 13 penètre une tige 45, telle que vue en section sur la figure 5 et clont unc cxtr~mit~ au moins est solidaire cl'une pi~ce d'irlertie analdgue ~
la pi~ce 29 ~non repr~sent~e). ~insi, en cas de decalage anc3ulaire cntro l'~crou 42 et la pièce d'inerti~, et par consequent erltre l'~arou ~2 ot le~ diff~rentes tiges 45, l'un de coins 44 de cha-quc logement va se trouver clcplacer par le mouvement relatif de la ~i~a ~5,ot, ell raison cle la pente mont~nte clu locJemont 43, ce coin 4~ v~ se trouver amen~ ~ entrer en contact avec la surface inte-rieur~ clu boitier 1 pour une friction s'opposant ~ la rotation de l'~crou.
Bien entendu tout:autres moyens d'embrayage peuvent etre utilises tels que embrayages à anneaux ou autres.
~OSg49Z
~ien cntendu ~a~s cette forme d~ réalisation oll ~etrouve également ~es ressorts 18, 19 ~renant appui d'unc p~rt sur 1~ ~oî-tier, d'autre part sur des anneaux 3~, 39 suscep~i~les d'etre rc-pousses par l'intermédiaire ~e roulements a billes 40, ~1 par l'écrou 26, le mouvement des ressorts vers l'ecrou étant ceperl~a limite par des butees 42.
On se réfere a la figure 6.
Dàns cette forme de réalisation la tig~ 7 traverse un boîtier 46 et coopere avec Ull écrou 47 muni de plaquettes ~e fric-tion telles que 40. ~utour ~e l'écrou 47 est monté rotatif Ull écrou auxiliaire 48 susceptible d'être entraîné en rotation, lors-que l'écrou 47 tourne, à une vitesse.accrue grâce à un train de pignons comprenant des pignons satelli~es 49 portés par l'écrou 47, une denture pour pignons satellites 50 présentée par le boî-tier 1, un pignon amplificatieur 51 entra;né par l'axe des pignons satellites 49 et une denture 5~ présentee par l'écrou auxiliaire ~8. Si on le desire l'ecrou 48 peut lui-même être associé à une mas-se d'inertie 53 avec un embrayage constitué par exemple par un res-sort analo~ue au ressort 30.
. On se r~f~re à la figure 7.
Dans cette f:o~ne de r~alisatioll particuli~re, l'~crou rotatl~ est r~alis~ sous une ~orme composite et comporte en Eait un ~l~mellt rotatif auxiliaire. On voit l'ecrou 5~ visse sur la partie ilet~e 7 de la tige et dont la section apparait sur le ~essiu.
~ ment rotati auxiliaire est constitue par une rnas-se~cylindriquo 55 suscep~i~lo ~o tourner ~ l'intericur du ~oîticr 1 e~ y~r ~aux pi~ces annulaircs 56 solidaires do la piace 55. Une pi~ce d'~cartement 57 est montce entre les deux pièces 56, les- .;
~0 quelles sont mont~es sur des portees correspondantes des flasques par des bu~es à billes 58.
Par ailleurs, entre l'ecrou 64, et les extremites inter-~05g49Z
nes des deux pi~ces 56, se trouvent ~ispose~s des roulements 59 susceptibles de coulisser par rapport aux piecLs 5~, a l'encontre de ressorts 60 maintenus par des rondelles 61 solidaires des pièces 56. Dans la position de repos representee sur la figurc, les res-sor-ts 60 sont dejà prccomprimes.
Enfin, on voit qu'à la périphérie de l'ecrou 54 sont disposés ~eux bords ra~iaux 62 formant surfaces de buté~ s~scepti-~les ~e coopérer avec des s~rfaces radiales 63 des ~ièc~s 56.
A 1 état ~e ropos, un jeu d'environ 0,3 nun existe entre cllaque butée ~2 et la surface de butée 63 correspondante.
On comprend que, lors d'un deplacom~nt de translation à
faible accélération de la tige 7 par rapport au boîti~r 1, le mou-vement du filetage provoque la mise en rotation de l'écrou 54 qui, de ce fait, reste immobile axialement dans la position représentée.
Cependant, si l'accélération de la tige 7 ~épasse Ull cer-tai~l seuil, l'inertie propre à l'ec~rou 54 empêche sa mise en rota-tion, et l'écrou est alors emmené en translation par la tige à
l'eneorltre de l'un des ressorts 60 et dans ce mouvement, la surfa-CL de butée 62 eorrespondante vient se mottre en eon~aet avee la surfaee 63, le jeu étant annule.
.
~ n raison d~ l'effort important, eorrespolldant à l'aee~-l~ration ~levee, qui est impos~e à la tige, les surface de butoe ~2 ~t 63 sont fermement appliquees l'une sur l'autre de sorte que ~ ment ro~ati~ eonstitu6 par l'~erou 54 s'Y trouve transforme en un ~llsembl~ rotatiE de plus grande in~rtie qui s'pppose ~ la rota-tion et a ~one t~ndanee ~ maintenir la ti~e immobile malgre l'effort im~ortant qu' elle subit~
Cel~rldal~t du Eait que eette ensemble est rotatif, il va ~ sol ~u'il pourra se mettre à tourner lentelnent et permet~re par col~s~quent à la tige de se ~placer axialement avee Ulle faiblL` Vi-tesse malgr~ l'ef~ort importan-t auquel elle est soumise.
Cedi est par exemple interessant dans le eas ~'un tuyau ., .j ~e centale llucléaire soumis à une ~ila~ation th~rrniclue et qui, pour ~es raisons de coillcement au niveau ~es pali~rs ~e c31issement de tuyau, se deten~ par à-coups brutaux. Ces a-cou~s sont freines par le dispositif seloll l'invention, mais la ~ila~a~ion ~ut l~n~-moins se poursuivr~ l~ntement yar la mis~ ~n rotatio~l ~c l'~nlsel;l-ble ~e l'~crou 54 et ~e l'elément rotatif auxiliaire.
~ ans la forme de réalisation ~écrite, lorsque les sur-~aces ~ ~utee sont appliquees l'une contre l'au~re, l'ecrou et l'element rotatif auxiliair~ 11 se trouvent solidarisés d~ fa~on q~asi-immc~iate, pour former un élément rotatif ~e gran~e inertie.
On peut ceperl~ant prevoir ~es moyens pour soli~aliser progressi-vement l'ecrou av~c l'élément auxiliaire et de cette fa~on-là
transformcr progressivement l'écoru en un ensem~le rotatif dont l'inertie croît avec l'effort ~éterminé par la valeur ~e l'accé-leration dé mouvement de la tige coulissante. `, Ceci peut ê~re obtenu par exemple cn ~imii~uan-t la dis-tance radiale à laquelle se trouvent situees les surface ~e ~utée, dc façon ~ appliquer à ces surfaces ~e butée url cou~le plus faible ou en prévoyant un tra~tement des surfaces de ~utee pour dimilluer -lcur coefficient d~ fro-ttemellt.
Ceci peut presenter l'avantac~e ~e ne necessiter qu'un jeu extrêm~ment ~aible entre l'~crou et la massc auxiliaire, l`cc-rou glissant contre la masse auxiliaire lorsque l'acceleration reste fai~le, mais s'appliquant fermement contre alle pour l'entraîner lorsque 1 ' acc~l~ration S'accroît~
Par ailleurs, le ~ispositi~ ainsi realise pr~sente unc r~ction moins brutale mais n~anmoins efficace pour s'opposcr aux mouv~m~nts de ~orte acceleration.
A titre d'exemple, un dispositif selon l'invention peut poss~der un filetage ayant un diamètre de l~rnm et un angle d'in~
clinaison des filets de 15 degres, un ecrou 54 ayant una masse de 1 kg et un diam~tre exterieur de 90 mm, et un element rotatif aux-iliaire ayant un diamètre extéricur ~e 150 mm ct Ulle masse de 24kg,la force de cnaque rossoxt 60 etant de l'ordre de 20 ~y.
On se rcfère à la figure 8.
~ ans ce~te forme de realisation represelltee ~e fa~on schématique, l'ecrou 5~ est remplacé par un écrou 64 Muni ~e sur-faces de butée 65 coopérant avec une surface ~e butée 6G d'ul- ele-ment rotatif auxiliaire 67. Les ressorts 60 sont toujours presents.
L'élément 67 présente des surfaces latérales tronconi-ques 68 susceptibles de coopérer avec des anneaux ~e freinage 69 présentant une surface tronconique complémentaire. Ces anneaux de freinage peuvent se deplacer axialement mais sont empêclles de tourner en rotation par rapport au boîtier.
Un se~on~ écrou 70 est monte sur ledit cylilldre et pre-sente à sa peripherie une gorge dans laquelle est introduite, avec interposition de roulements 71, la partie interieure d'un anne~u 72 fixe en rotation mais susceptible de se déplacer axialement.
l'anneau 72 présente cles tiges 73 coopérant, comme on le voit sur la figure, avec les anneaux 69 de facon ~ resserrer ces anneaux contre les surface 6~ de la pièce 67 lorsque l'anneau 72 est depla-ce axialemenl:.vers ld ~auclle ou vers la droite.
Le fonctionnement est le suivant:
Pour des mouvements de fai~le accel~ration de la tige 7, les ecrous 64 et 70 sont mis en rotation ct le mouvemen~ se poursui~. Par contre, pour des mouvements d'acceleration plus im-poxtan~e, d~passAnt un certain seuil, fonctiorl de l'inertie ~e l'e-crou G~, celui-ci est repousse axialement ~ l'encontre de l'un des re~sor~s 60 et l'une des surfaces de ~utee G5 viont contrc la sur-fac~ ~e ~u~ce corxespon~ante 66 ~e sorte que l'ecrou ~S ct la pi~-c~ 67 ne forment plus qu'un seul ensemble rotatif.
Par ailleurs, l'ecrou 70 se trouve egalement deplace, soi~ vers la gauche, soit vers la droite, et il cntraine axialemellt avec lui l'anneau 72 ct les tiges 73 qui provoquent alors le res-: . :
1()5949Z
serremellt des pieces 69 contre les surface ~8 dc la L~lcce 67 et par conscquent, une friction s'opposant à la rotation ~e la piace 67.
On se réfere a la fiyure 9.
~ ans cette for.ne de réalisation un ecrou 74 cst Eixe sur la tige 7, le~it écrou étant susceptible de tourller a l'interieur du boltier 1 ~ans lequel il est monté par des roulemcn~s a ~ille.
L'écrou 74 porte un flasque central radial 75 susceptible de se dé-~lacer entre les deux mâchoires d'un frein électro ma~n~tiqu~ 76.
Lorsque la tige 7 est animée d'un mouvement de translation de fai-ble accélération l'ecrou 74 peut facilem^nt tourner et le frein 76n'est pas actionn~. Si par contre on décèle un~ perturbatiol~ par exemple au nivcau d'un élément de tuyauterie quelcollqu~ 77 par exemple par le moyen d'un accélcromètre 78 solidàire dudit tuyau on provoque l'actionnement des mâchoires du freill electroMayrlétiqu~
76 qui viennent freiner l'ecrou par intermediaire du flasque 75 ot la rotation de l'ecrou est donc ralèntie ou, si on le desire, empôchée. L'accel~romètre 78 contrôle dans ce but un dispositif électronique de commande 79 suscepti~le d'alimentcr ou ~e ne ~as alimonter le freill 76 à partir d'une source de courant ~uelconque 80.
~ n se r~f~rant a la figure 10 on voit une variante d'une ~ispositif analogue dans sa construction au dispositif de la figu-re 3 mais 1'8coru 81, analoguo à l'ccoru 26, est associe A un ~rein 61ectromagn~tiqu~ sch~ma~iquement repr~sente en 82, ~ commande e-~ -, . . ~ , . .
galcm~n~ exterieure, par exemple par un capteur de secousses ou:
un acc~l~rom~tre. Par contre les suraces tronconiques 1~, 15 de l'~crou 37 son~ remplac~os par das surfaces de ~ric~iol~planc~ an-nulaires par exemple garnies de revêtements de friction 83,84 ~e~-tin~s A venir frottor en cas de deplacement axial de l'ecrou contre 3n l~s sur~aces planes correspondantes 85, 86 du b~îtier. Lorsque la tige filet~e est entraî-l~e d'un mouvement à faible acceleration l'~crou 81 toùrne sans difficulté. Si par contra une accélération plus importante est presonto le capteur de secousses _ _ ~05949Z
actionné et commande le frein ~lectromagnétiquc ~2. La rotation de l'ecrou 81 devient alors plus diffic~le et tout se passe comme si l'écrou prés~ntait subitement une inertie bi~n plus importan-te de sorte qu'il ne se met plus à tourner mais est entra;né par la tige filitée jusqu'à ce que l'une ~es surfaces 83, ~4 vi~nne en cont~ct av~c la surfac~ correspondante 85 ou 86, immo~ilisant alors complètement le dispositif.
Bien entendu de nombreuses quatre variantes sont possi-bles ~ans lesquelles l'augmentation de l'ine~tie de l'~crou es~
provoquée par des moyens de comman~e externe par exemple par dé-tection par un capteur quelconque ou un sismographe conduisant soit ~ un freinage, soit en variante à un ~locage complet.
On se r~f~re maintenant à la figure 11 sur laquelle on voit que sur la tige 7 est mont~ un ~crou 87 muni d'un tarau-dage int~rieur coopérant avec le filetage de la tige.
L'ecrou 87 porte une masse sensiblement cylindrique 88, composée en fait de d~ux parties 88, 89 pour des ~acilites de mon-tage et tournant avec l'ecrou dans le boitier 1 en ~tant guid~s par ~es roulements à billes 90. La masse totale ~e l'ecrou et de la masse 88, 89, est par exemple de l'ordre de 20 kg.
La masse 88, 89, au lieu d'être fix~e directemant ~ la p~riph~rie de l'~crou 87 pourrait ~galeTnen~ ~tre r~ e ~ cet ~crou yar 1~ interm~diaire d'un di~po8iti~ limiteur de couple pour emp~-cher 1'8crou 87 de tranSmottre Un coupl~ trop important ~ la masse ct ~vi~er une ruptur~ ou une d~terioration.
Entre la 8urEace ext6rieure de la masse 88 et la surfa-c~ int6riaure concontrique ~u ~oiticr 1 se trouve dispos~ un espa-C~ annul~ire 91 rempli ~e graissa. Des moyens d'~tanchoit~ (non r~pr~s~nt68) emp~chent la sortie de la graisse hors ~le l'espace 91 v~rs l'espace qui en~oure la tige 7.
Lorsque~ sous l'effet d'une dilatation, la tige se de-, .
place par cxemple vers la gauche, l'ecrou 87 qui est axialement im-.~ ~ . ~
-22- ~
: ~o5949Z
mobilis~, se met a tourner lentement, ne provoquan~ qU'UII amortis-sem~nt négligea~le dans la graisse située dans le volwne 12. Si la vitess~ s'accroît le frottemerlt dans la graiss~ auym~nt~ et par l'effet de cisaillement interne dans la graisse, un Ereina~3~ s'ex~r-ce sur la piece 88 et par consequent sur l'ccrou 87, c~ qui ral~n-tit la translation de la tige.
On comprend donc que plus la vit_sse augm~nte, plus l'amortiss~ment de la graisse augm~nte et ~lus l'~ffort ~e freinag~
exercé sur la tig~ es~ gran~. ~n conséqu~nc~, lorsque ~our une raison quelconque, par exemple sous l'effet ~'un~ secousse, la vit2sse de translation de la tige tend a augmenter, 1~ freinage efficace exerce l'emp~che d'atteindre des valeurs trop éleve~s et la canalisation ne se déplace donc qu'avec une vitesse faible par rapport a la structure.
En outre, si Ol1 le ~csire la masse ~e l'écrou et de la pi~ce cylindriquc 8~ 9 peut être telle que lorsque l'acc~l~ration ~u mouvement de la tige devient trop importante, l'inertie ~e cette masse s'oppose ~ la rotation.
On se ref~re aux figures 12 et 13.
Dans cette forme de r~alisation l'espaca 91 n`est plus rempli par ~ la graisse. Par con~re, la p~riph~rie de la pi~ce sa pr~sente une gorge dasls laquclle est inser~ un ~lëment annulai-re cylindrique ~'61astom~re 92. ~n ~ace de l'~l~ment annulaire 92 le boitier 1, par sa faca interieure, suppor~e de façon fixe une cag~ de roulement ~ billes 93 munie de billes 94 qui ne ~au-v~nt dos~c pas se d~placer par rapport au ~oitier 1. Ces billes p~ tr~n~ partiellcmont ~ans l'ela~tom3re 92 qu'clles ~formen~
co~no osl le voit sur les ~igures. ~n conscquence, lorsque la piè-ce ~8 tourn~ra, entra~nant en rotation l'elastomere 92, la sur-face de l'~lastom~re 92 va ~filer sous les ~illes 94 qui pon~-~rent partiellement dans cet ~lastomère et on obtiendra donc Ull ef~t d'amortissemont interne à l'~lastom~re, fonction de la vi-' ' ' ,: '.
-23_ tesse de rotation et du ~egre de pénétration des billes dans l'élastomère. L'é~ast~lnère pourrait être semplacé par un el6ment amortissant convenable, par exemple en fil metallique tricoté.
~ ien entendu plusieurs él6ments 92 avcc des billes ccr-respon~antes peuvent être prevus à la surface de la piècc 88.
Bien entendu dans une forme de realisation comme celle de la figure 11 on pourrait egalement concevoir de na pas me-ttre ~e graisse dans les flasques 91 et dans ce cas là il n'y aurait pas de freinage provoque par la graisse. Il faudrait alors pre-voir un ensemble rotatif ayant une inertie suffisante pour permet-tre la t anslation de la tige 7 pour les faibles accel6ratiolls et empêcher cette translation pour lcs acc~lerations plus fortes.
Selon un perfectionnement de l'~nvention, lorsque le -dispositif coll,port~un écrou tel que celui represente sur la figu-re 1, on peut avantageusement prevoir de realiser cet ecrou en deux parties, par exemple, une partie centrale 87 et une partie periph6rique 88, 89, les deux parties étant reli~es non pas par un~ liaison rigide, mais par un moyen limiteur de couple.
Ainsi, la periphérie de la partie centralc de l'~crou, peut com-porter un certain nom~re d'evidements radiaux, recevant un petit ressort h~licoidal repoussant une bille vers l'ext~rieur, tandis quc la partie p~riph~ri~ue ~e l'ecrou peut comporter des ca,lottes correspondantes susceptibles de loger une par~ie de chaque bille.
~rant que 1~ couple transmis entre les deux parties reste inf~rieur ~ une certaine valeur, la pi~ce p~riph~rique est solidaire de la piace celltrale.
' ~ependarlt, si le couplo trallsmis d~passe une valcur compa~i~le, avec la resistance ~es materiaux utilis~s, 1~ limiteur de couple ainsi realis~ permet un d~saccouplement des deux parties, ~vitant ainsi une rupture ou une deterioration du dispositif.
On comprend que l'on peut ~galement utiliser un moyen de ~reinage, tel que de la graisse ou un moyen equivalent avec des ',' `." ' .
-24- ~
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... _ .. .. ...... .
formes de réalisation très différentes comprenant des ressorts précontraints. Ainsi si l'on se réfare a nouveau a la figure 7 on voit qu'il serait possi~le de modifier le dispositif de la fiyure 7 de façon a diminuer l'epaisseur de la piace 55 et l'inerti~ de l'ecrou auxiliaire et d'introduire entre la fac~ exterrl~ d'une telle piace 55 moins épaisse et la face interne du ~oitier 1 une graisse qui freine le mouvement de rotation de la pièce 55 d'au- ;
tant plus vigoureusement que celle-ci tourne plus vite. On pour-rait également concevoir d'interposer de la graisse ~ntre l'~crou et le ~oîtier dans un dispositif analogue a celui de la figure 1.
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-25- :
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Claims (20)
1. Dispositif d'autorisation et de blocage ou de freinage d'un mouvement relatif entre deux pièces en fonction de l'importance de la perturbation provoquant ce mouvement et comportant :
- Un bâti ou boîtier relié à l'une desdites pièces, - un élément relié à l'autre pièce et susceptible de coulisser à travers ledit boîtier sans rotation par rapport audit boîtier, - Un élément rotatif susceptible d'être mis en rotation par un mouvement du premier élément pour permettre ce mouvement et pour bloquer ou freiner ledit mouvement lorsque la rota-tion est empêchée ou freinée quand la perturbation présente une ampleur suffisants, caractérisé par le fait que pour bloquer ou freiner ledit élément rotatif après une course faible ou nulle de l'élément coulissant ledit élément rotatif coopère avec des moyens de freinage commandé par un dispositif de commande comprenant au moins un capteur de détection de perturbations ou secousses.
- Un bâti ou boîtier relié à l'une desdites pièces, - un élément relié à l'autre pièce et susceptible de coulisser à travers ledit boîtier sans rotation par rapport audit boîtier, - Un élément rotatif susceptible d'être mis en rotation par un mouvement du premier élément pour permettre ce mouvement et pour bloquer ou freiner ledit mouvement lorsque la rota-tion est empêchée ou freinée quand la perturbation présente une ampleur suffisants, caractérisé par le fait que pour bloquer ou freiner ledit élément rotatif après une course faible ou nulle de l'élément coulissant ledit élément rotatif coopère avec des moyens de freinage commandé par un dispositif de commande comprenant au moins un capteur de détection de perturbations ou secousses.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que lesdits moyens de freinage se présentent sous forme de freins électromagnétiques.
par le fait que lesdits moyens de freinage se présentent sous forme de freins électromagnétiques.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que l'élément rotatif peut comporter des moyens de freinage sensible à la vitesse de rotation pour augmenter le freinage lorsque la vitesse de rotation augmente.
par le fait que l'élément rotatif peut comporter des moyens de freinage sensible à la vitesse de rotation pour augmenter le freinage lorsque la vitesse de rotation augmente.
4. Dispositif, selon la revendication 3, caractérisé
par le fait qu'il comporte une masse de graisse ou de matériaux visqueux interposés entre ledit élément rotatif et ledit boîtier pour créer un effet d'amortissement augmentant avec la vitesse.
par le fait qu'il comporte une masse de graisse ou de matériaux visqueux interposés entre ledit élément rotatif et ledit boîtier pour créer un effet d'amortissement augmentant avec la vitesse.
Dispositif, selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'entre la partie centrale et la partie périphérique de l'élément rotatif se trouve disposé un moyen limiteur de couple empêchant un mouvement rotatif desdites parties tant que le couple reste limité à une valeur inférieure à une valeur limite et permettant un mouvement rotatif entre les deux parties lorsque cette valeur limite est dépassée.
6. Dispositif, selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que l'élément rotatif présente deux surfaces de butées susceptible de venir s'appliquer contre les surfaces de butées correspondantes d'un moyen de freinage ou blocage, après un mouvement axial relatif entre ledit élément rotatif et le boîtier, et qu'il est prévu des moyens élastiques pour maintenir normalement ledit élément rotatif à l'écart de la ou des surface (s) de butées, lesdits moyens élastiques s'opposant chacun à un mouvement axial dans l'un des sens et étant précontrainte en prenant appui d'une part sur le boîtier, d'autre part sur une pièce de butée mainte-nant la précontrainte du ressort, de sorte que pour que l'élément rotatif soit déplacé axialement, il doit être entraîné avec une force supérieure à la précontrainte de celui des ressorts qui s'oppose au mouvement, l'autre ressort n'agissant plus, et par le fait que les moyens de blocage comportent un frein électromagnétique tendant à ralentir l'élément rotatif lorsque le dispositif est actionné par le capteur.
7. Dispositif d'autorisation et de blocage ou de freinage d'un mouvement relatif entre deux pièces en fonction de l'importance de la perturbation provoquant ce mouvement et comportant :
- un bâti ou boîtier relié à l'une desdites pièces, - un élément relié à l'autre pièce et susceptible de coulisser à travers ledit boîtier sans rotation par rapport audit boîtier, - un élément rotatif susceptible d'être mis en rota-tion par un mouvement du premier élément pour permettre ce mouvement et pour bloquer ou freiner ledit mouvement lorsque la rotation est empêchée ou freinée quand la perturbation présente une ampleur suffisante, caractérisé par le fait que pour bloquer ou freiner ledit élément rotatif après une course faible ou nulle de l'élément coulissant l'élément rotatif présente des surfaces de butée susceptibles de venir s'appliquer contre des surfaces de butée correspondantes solidaires du boîtier, après un mouvement axial relatif entre ledit élément rotatif et ledit boîtier dans un sens ou un autre, des moyens élastiques étant disposés pour maintenir normalement ledit élément rotatif à l'écart de la ou des surfaces de butée, lesdits moyens élastiques étant constitués de deux ressorts précontraints qui prennent appui d'une part sur le boîtier et d'autre part sur une pièce de butée maintenant la précontrainte du ressort de sorte que pour que l'élément rotatif soit déplacé axialement il doit être entraîné
avec une force supérieure à la précontrainte de celui des ressorts qui s'oppose au mouvement, l'autre ressort n'agissant plus, le dispositif comprenant en plus une masse d'inertie montée folle en rotation par rapport à l'élément rotatif et reliée audit élément rotatif par un moyen d'embrayage à friction susceptible de se mettre en action contre une paroi du boîtier en cas de décalage trop angulaire trop important entre l'écrou et ladite masse l'inertie pour provoquer un freinage de la rotation de l'écrou.
- un bâti ou boîtier relié à l'une desdites pièces, - un élément relié à l'autre pièce et susceptible de coulisser à travers ledit boîtier sans rotation par rapport audit boîtier, - un élément rotatif susceptible d'être mis en rota-tion par un mouvement du premier élément pour permettre ce mouvement et pour bloquer ou freiner ledit mouvement lorsque la rotation est empêchée ou freinée quand la perturbation présente une ampleur suffisante, caractérisé par le fait que pour bloquer ou freiner ledit élément rotatif après une course faible ou nulle de l'élément coulissant l'élément rotatif présente des surfaces de butée susceptibles de venir s'appliquer contre des surfaces de butée correspondantes solidaires du boîtier, après un mouvement axial relatif entre ledit élément rotatif et ledit boîtier dans un sens ou un autre, des moyens élastiques étant disposés pour maintenir normalement ledit élément rotatif à l'écart de la ou des surfaces de butée, lesdits moyens élastiques étant constitués de deux ressorts précontraints qui prennent appui d'une part sur le boîtier et d'autre part sur une pièce de butée maintenant la précontrainte du ressort de sorte que pour que l'élément rotatif soit déplacé axialement il doit être entraîné
avec une force supérieure à la précontrainte de celui des ressorts qui s'oppose au mouvement, l'autre ressort n'agissant plus, le dispositif comprenant en plus une masse d'inertie montée folle en rotation par rapport à l'élément rotatif et reliée audit élément rotatif par un moyen d'embrayage à friction susceptible de se mettre en action contre une paroi du boîtier en cas de décalage trop angulaire trop important entre l'écrou et ladite masse l'inertie pour provoquer un freinage de la rotation de l'écrou.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé
par le fait que ledit moyen d'embrayage comporte un ressort hélicoidal interposé, par les branches terminales entre l'écrou et ladite masse pour provoquer une expansion radiale vers le boîtier en cas de décalage angulaire.
par le fait que ledit moyen d'embrayage comporte un ressort hélicoidal interposé, par les branches terminales entre l'écrou et ladite masse pour provoquer une expansion radiale vers le boîtier en cas de décalage angulaire.
9. Dispositif d'autorisation et de blocage ou de freinage d'un mouvement relatif entre deux pièces en fonction de l'importance de la perturbation provoquant ce mouvement et comportant :
- un bâti ou boîtier relié à l'une desdites pièces, - un élément relié à l'autre pièce et susceptible de coulisser à travers ledit boîtier sans rotation par rapport audit boîtier, - un élément rotatif susceptible d'être mis en rotation par un mouvement du premier élément pour permettre ce mouvement et pour bloquer ou freiner ledit mouvement lorsque la rotation est empêchée ou freinée quand la perturba-tion présente une ampleur suffisante, caractérisé par le fait que pour bloquer ou freiner ledit élément rotatif après une course faible ou nulle de l'élément coulissant, ledit élément rotatif est composé et comporte un premier élément rotatif directement entraîné en rotation par l'élément coulissant, et au moins un second élément rotatif auxiliaire, des moyens étant prévus pour désolidariser les deux éléments lorsque le mouvement de l'élément coulissant présente une accélération faible, et pour solidariser lesdits deux éléments lorsque ce mouvement présente une accélération plus importante.
- un bâti ou boîtier relié à l'une desdites pièces, - un élément relié à l'autre pièce et susceptible de coulisser à travers ledit boîtier sans rotation par rapport audit boîtier, - un élément rotatif susceptible d'être mis en rotation par un mouvement du premier élément pour permettre ce mouvement et pour bloquer ou freiner ledit mouvement lorsque la rotation est empêchée ou freinée quand la perturba-tion présente une ampleur suffisante, caractérisé par le fait que pour bloquer ou freiner ledit élément rotatif après une course faible ou nulle de l'élément coulissant, ledit élément rotatif est composé et comporte un premier élément rotatif directement entraîné en rotation par l'élément coulissant, et au moins un second élément rotatif auxiliaire, des moyens étant prévus pour désolidariser les deux éléments lorsque le mouvement de l'élément coulissant présente une accélération faible, et pour solidariser lesdits deux éléments lorsque ce mouvement présente une accélération plus importante.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé
par le fait que l'inerte de l'élément rotatif auxiliaire est supérieure à celle de l'élément rotatif.
par le fait que l'inerte de l'élément rotatif auxiliaire est supérieure à celle de l'élément rotatif.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé
par le fait que l'élément rotatif et l'élément auxiliaire sont reliés par des moyens permettant un entraînement progressif, de moins en moins glissant, de l'élément auxiliaire par l'élément rotatif lorsque l'accélération s'accroît.
par le fait que l'élément rotatif et l'élément auxiliaire sont reliés par des moyens permettant un entraînement progressif, de moins en moins glissant, de l'élément auxiliaire par l'élément rotatif lorsque l'accélération s'accroît.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-tions 9 à 11, caractérisé par le fait qu'il comporte un embrayage pour entraîner l'élément rotatif auxiliaire par le premier, lorsqu'un certain seuil d'accélération a été dépassé.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé
par le fait que l'élément rotatif présente des butées suscepti-bles de coopérer avec des butées complémentaires de l'élément rotatif auxiliaire avec une friction suffisante pour l'entraîne-ment de cet élément auxiliaire, lesdits surfaces de butée étant susceptibles de venir en contact après un déplacement axial du premier élément rotatif par rapport au second.
par le fait que l'élément rotatif présente des butées suscepti-bles de coopérer avec des butées complémentaires de l'élément rotatif auxiliaire avec une friction suffisante pour l'entraîne-ment de cet élément auxiliaire, lesdits surfaces de butée étant susceptibles de venir en contact après un déplacement axial du premier élément rotatif par rapport au second.
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé
par le fait que des ressorts préchargés sont interposés entre l'élément rotatif et l'élément auxiliaire, pour empêcher que le contact des butées s'effectue tant qu'un seuil déterminé
d'accélération n'est pas dépassé.
par le fait que des ressorts préchargés sont interposés entre l'élément rotatif et l'élément auxiliaire, pour empêcher que le contact des butées s'effectue tant qu'un seuil déterminé
d'accélération n'est pas dépassé.
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé
par le fait que l'élément rotatif est un écrou central et que l'élément auxiliaire est une masse périphérique, ledit élément central étant susceptible d'être déplacé axialement par la tige alors que l'élément périphérique est maintenu par des butées axialement immobiles dans le boîtier, lesdits ressorts étant interposés entre l'élément rotatif et l'élément auxili-aire.
par le fait que l'élément rotatif est un écrou central et que l'élément auxiliaire est une masse périphérique, ledit élément central étant susceptible d'être déplacé axialement par la tige alors que l'élément périphérique est maintenu par des butées axialement immobiles dans le boîtier, lesdits ressorts étant interposés entre l'élément rotatif et l'élément auxili-aire.
16. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé
par le fait que ledit élément auxiliaire présente des surfaces de freinage susceptibles de coopérer avec des coins de freinage, un élément rotatif supplémentaire étant vissé sur la tige filetée et étant reliée avec ledit coin de freinage pour assurer un freinage des coins lorsqu'il est déplacé axialement par la tige.
par le fait que ledit élément auxiliaire présente des surfaces de freinage susceptibles de coopérer avec des coins de freinage, un élément rotatif supplémentaire étant vissé sur la tige filetée et étant reliée avec ledit coin de freinage pour assurer un freinage des coins lorsqu'il est déplacé axialement par la tige.
17. Dispositif d'autorisation et de blocage ou de freinage d'un mouvement relatif entre deux pièces en fonction de l'importance de la perturbation provoquant ce mouvement et comportant :
- un bâti ou boîtier relié à l'une desdites pièces, - un élément relié à l'autre pièce et susceptible de coulisser à travers ledit boîtier sans rotation par rapport audit boîtier, - un élément rotatif susceptible d'être mis en rota-tion par un mouvement du premier élément pour permettre ce mouvement et pour bloquer ou freiner ledit mouvement lorsque la rotation est empêchée quand la perturbation présente une ampleur suffisante, caractérisé par le fait que pour bloquer ou freiner ledit élément rotatif après une course faible ou nulle de l'élément coulissant, le ment rotatif coopère avec des moyens de freinage sensibles à la vitesse de rotation pour augmenter le freinage lorsque la vitesse de rotation augmente, ledit élément rotatif présentant deux surfaces de butée susceptibles de venir s'appliquer contre des surfaces de butée correspondantes d'un moyen de freinage ou blocage après un mouvement axial relatif entre ledit élément rotatif et le boîtier dans un sens ou un autre, et les moyens élastiques pour maintenir normalement ledit élément rotatif à l'écart de la ou des surfaces de butée, lesdits moyens élastiques étant constitués de deux ressorts, chacun s'opposant à un mouvement axial dans l'un des sens, lesdits ressorts étant précontraints, et prenant appui d'une part sur le boîtier et d'autre part sur une pièce de butée maintenant la précontrainte du ressort de sorte que pour que l'élément rotatif soit déplacé axialement il doit être entraîné
avec une force supérieure à la précontrainte de celui des ressorts qui s'oppose au mouvement, l'autre ressort n'agissant plus.
- un bâti ou boîtier relié à l'une desdites pièces, - un élément relié à l'autre pièce et susceptible de coulisser à travers ledit boîtier sans rotation par rapport audit boîtier, - un élément rotatif susceptible d'être mis en rota-tion par un mouvement du premier élément pour permettre ce mouvement et pour bloquer ou freiner ledit mouvement lorsque la rotation est empêchée quand la perturbation présente une ampleur suffisante, caractérisé par le fait que pour bloquer ou freiner ledit élément rotatif après une course faible ou nulle de l'élément coulissant, le ment rotatif coopère avec des moyens de freinage sensibles à la vitesse de rotation pour augmenter le freinage lorsque la vitesse de rotation augmente, ledit élément rotatif présentant deux surfaces de butée susceptibles de venir s'appliquer contre des surfaces de butée correspondantes d'un moyen de freinage ou blocage après un mouvement axial relatif entre ledit élément rotatif et le boîtier dans un sens ou un autre, et les moyens élastiques pour maintenir normalement ledit élément rotatif à l'écart de la ou des surfaces de butée, lesdits moyens élastiques étant constitués de deux ressorts, chacun s'opposant à un mouvement axial dans l'un des sens, lesdits ressorts étant précontraints, et prenant appui d'une part sur le boîtier et d'autre part sur une pièce de butée maintenant la précontrainte du ressort de sorte que pour que l'élément rotatif soit déplacé axialement il doit être entraîné
avec une force supérieure à la précontrainte de celui des ressorts qui s'oppose au mouvement, l'autre ressort n'agissant plus.
18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé
par le fait qu'il comporte de masse de graisse ou matériau visqueux interposé entre ledit élément rotatif et ledit boîtier.
par le fait qu'il comporte de masse de graisse ou matériau visqueux interposé entre ledit élément rotatif et ledit boîtier.
19. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé
par le fait qu'il comporte un moyen d'amortissement solide déformable coopérant avec des galets ou billes partiellement enfonçés dans ledit matériau et se déplaçant par rapport audit matériau.
par le fait qu'il comporte un moyen d'amortissement solide déformable coopérant avec des galets ou billes partiellement enfonçés dans ledit matériau et se déplaçant par rapport audit matériau.
20. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé
par le fait que lesdits moyens de freinage sont des moyens de freinage électromagnétiques.
par le fait que lesdits moyens de freinage sont des moyens de freinage électromagnétiques.
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- 1976-10-08 JP JP12115676A patent/JPS5289771A/ja active Pending
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