FR2522743A1 - Lock for sliding tubes - has inclined ring within internal annular groove of outer tube - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE VERROUILLAGE. LOCKING DEVICE.
L'invention concerne un dispositif de verrouillage permettant de solidariser mécaniquement deux éléments distincts dont la position relative est modifiable à la demande. The invention relates to a locking device for mechanically securing two separate elements whose relative position can be changed on request.
Dans l'industrie, on est couramment confronté au problème de modifier la position relative de deux éléments, puis, de verrouiller ceux-ci en position. I1 s'agit, par exemple, de verrouiller un appareil optique sur son support, après que celui-ci ait été positionné en hauteur, ou d'assurer un couplage temporaire entre deux éléments, ou encore de solidariser deux tiges coulissantes, etc... Certaines applications exigent que deux éléments puissent être verrouillés en position sans contrarier leur rotation relative, par exemple le verrouillage des éléments d'un volant de direction escamotable pour véhicule, ou encore, dans le domaine des mortiers d'artillerie, le verrouillage du bipied et du tube-canon. In industry, we are currently faced with the problem of modifying the relative position of two elements, then locking them in position. I1 is, for example, to lock an optical device on its support, after it has been positioned in height, or to ensure a temporary coupling between two elements, or to secure two sliding rods, etc. Certain applications require that two elements can be locked in position without opposing their relative rotation, for example the locking of the elements of a retractable steering wheel for a vehicle, or, in the field of artillery mortars, the locking of the bipod. and tube barrel.
Les dispositifs de verrouillage connus, du type à collier flexible muni d'une vis de serrage, ou mettant en oeuvre un manchon rigide dont la paroi est traversée par un boulon de serrage, ne présentent pas les caractéristiques recherchées et, notamment, un autoverrouillage des éléments. Known locking devices, of the flexible collar type provided with a tightening screw, or using a rigid sleeve whose wall is traversed by a tightening bolt, do not have the desired characteristics and, in particular, self-locking of the elements.
L'invention se propose d'obtenir ces caractéristiques afin d'éliminer les inconvénients des dispositifs de verrouillage connus et, en même temps, de fournir un dispositif dont le coût de réalisation soit raisonnable. The invention proposes to obtain these characteristics in order to eliminate the drawbacks of known locking devices and, at the same time, to provide a device whose cost of production is reasonable.
Ce but est atteint par un dispositif qui comprend : un élément interne disposé concentriquement dans un élément externe, de manière à coulisser librement dans celui-ci, cet élément externe comportant intérieurement, au moins, une gorge annulaire dans laquelle est placée une bague maintenue inclinée d'une façon élastique. This object is achieved by a device which comprises: an internal element disposed concentrically in an external element, so as to slide freely therein, this external element having internally, at least, an annular groove in which is placed a ring kept inclined in an elastic way.
Selon une caractéristique de l'invention, l'inclinaison de la bague dans son logement peut être diminuée pour permettre le déverrouillage des éléments. According to a characteristic of the invention, the inclination of the ring in its housing can be reduced to allow the elements to be unlocked.
D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée qui va suivre, faite en regard de dessins annexés; sur ces dessins:
- La figure 1 représente, sous une forme schématique, un dispositif de verrouillage unilatéral.Other characteristics of the invention will appear in the detailed description which follows, made with reference to the appended drawings; on these drawings:
- Figure 1 shows, in schematic form, a unilateral locking device.
- La figure 2a représente un mode de réalisation des moyens destinés à maintenir et à modifier l'inclinaison de la bague dans sa gorge annulaire. - Figure 2a shows an embodiment of the means intended to maintain and modify the inclination of the ring in its annular groove.
- La figure 2b représente la position de la bague dans sa gorge annulaire. - Figure 2b shows the position of the ring in its annular groove.
- La figure 2c représente un diagramme des forces qui prennent naissance dans le dispositif. - Figure 2c shows a diagram of the forces that arise in the device.
- La figure 3 représente, sous une forme schématique, un dispositif de verrouillage bilatéral. - Figure 3 shows, in schematic form, a bilateral locking device.
- La figure 4 représente, selon une vue en coupe longitudinale, un mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention. - Figure 4 shows, in a longitudinal sectional view, an embodiment of a device according to the invention.
- La figure 5 représente une application du dispositif de l'invention à un mortier d'artillerie. - Figure 5 shows an application of the device of the invention to an artillery mortar.
La figure 1 représente, sous une forme schématique, un dispositif de verrouillage selon l'invention. Ce dispositif comprend essentiellement: un élément interne 1 de forme cylindrique, tel qu'un tube, qui est disposé concentriquement dans un élément externe 2. Ces deux éléments, ayant un axe longitudinal commun
X-X', peuvent, d'une part, tourner l'un par rapport à Pautre, autour de l'axe X-X' et, d'autre part, se translater indépendamment suivant cet axe X-X'. L'élément externe comporte intérieurement une gorge annulaire 3 dans laquelle est placée une bague 4 maintenue inclinée dun angle 0 < sous l'action d'un ressort 5.Le diamètre intérieur de cette bague est très légèrement supérieur au diamètre de l'élément interne pour permettre à celui-ci de se déplacer librement lorsque l'angle 0 < a une valeur sensiblement nulle et pour assurer le verrouillage de cet élément interne lorsque la valeur de l'angle 0( est de l'ordre de quelques degrés. La largeur et le diamètre de la gorge déterminent la valeur de l'angle o(crindinaison de la bague ; dans la pratique, entre 4 et 8 degrés.La section de la bague, son diamètre et la nature de son matériau de construction concourent à sa raideur qui doit être déterminée.Figure 1 shows, in schematic form, a locking device according to the invention. This device essentially comprises: an internal element 1 of cylindrical shape, such as a tube, which is arranged concentrically in an external element 2. These two elements, having a common longitudinal axis
X-X ', can, on the one hand, rotate one with respect to the other, around the axis XX' and, on the other hand, translate independently along this axis X-X '. The external element internally comprises an annular groove 3 in which is placed a ring 4 kept inclined at an angle 0 <under the action of a spring 5. The internal diameter of this ring is very slightly greater than the diameter of the internal element to allow it to move freely when the angle 0 <has a value substantially zero and to ensure the locking of this internal element when the value of the angle 0 (is of the order of a few degrees. The width and the diameter of the groove determine the value of the angle o (crindination of the ring; in practice, between 4 and 8 degrees. The section of the ring, its diameter and the nature of its construction material contribute to its stiffness to be determined.
Le fonctionnement du dispositif de verrouillage qui vient d'être décrit est le suivant: en supposant l'élément externe fixe et la bague maintenue inclinée dans sa gorge annulaire, l'élément interne peut être déplacé dans la direction de la flèche F1, par contre, le déplacement de cet élément dans la direction F2 est contrarié par l'effet de coincement fourni par la bague. Toutefois si, par un moyen externe, on réduit l'inclinaison de la bague dans sa gorge annulaire, I'élément interne peut être déplacé librement dans les deux directions F1 et F2. The operation of the locking device which has just been described is as follows: assuming the fixed external element and the ring kept inclined in its annular groove, the internal element can be moved in the direction of the arrow F1, on the other hand , the movement of this element in the direction F2 is thwarted by the jamming effect provided by the ring. However, if, by external means, the inclination of the ring in its annular groove is reduced, the internal element can be moved freely in the two directions F1 and F2.
Dans un mode de réalisation simplifié, le moyen pour réduire intentionnellement l'inclinaison de la bague peut être fourni par une fente étroite longitudinale pratiquée dans la paroi de la gorge annulaire, permettant d'accéder, à l'aide d'un outil, à la bague. Le fonctionnement du dispositif de verrouillage demeure identique si l'on inverse les rôles des éléments interne et externe. On remarquera que, quelle que soit l'inclinaison de la bague dans sa gorge annulaire, la rotation relative des éléments interne et externe, autour de l'axe X-X' demeure libre. In a simplified embodiment, the means for intentionally reducing the inclination of the ring can be provided by a narrow longitudinal slot made in the wall of the annular groove, allowing access, using a tool, to the ring. The operation of the locking device remains identical if the roles of the internal and external elements are reversed. It will be noted that, whatever the inclination of the ring in its annular groove, the relative rotation of the internal and external elements, around the axis XX 'remains free.
La figure 2a représente un mode de réalisation des moyens permettant de fixer l'inclinaison de la bague dans sa gorge annulaire. Figure 2a shows an embodiment of the means for fixing the inclination of the ring in its annular groove.
Le moyen élastique destiné à incliner cette bague 4 comprend un doigt coulissant 6 disposé dans un logement 7 réalisé dans la paroi de l'élément externe 2, le doigt étant soumis à l'action d'un ressort 8 dont la fonction est d'appliquer ce doigt contre la bague. Le moyen permettant de réduire l'inclinaison de la bague comprend un doigt coulissant 9 disposé dans un logement 10 situé en regard du doigt 6 dans la paroi de l'élément externe 2 ; ce doigt coulissant 9 comporte un poussoir 11 accessible de lrextérieur. Enfin, l'inclinaison de la bague dans sa gorge annulaire est parfaitement définie par deux pions 12, de longueur calibrée, disposés symétriquement dans cette gorge annulaire.Il faut noter que, pour assurer le placement de la bague 4 dans sa gorge annulaire 3, l'élément cylindrique externe 1 doit être réalisé en deux parties comme il sera décrit ultérieurement. Pour obtenir un fonctionnement convenable du dispositif, la bague de coincement 4 doit être préférentiellement réalisée en matériau tel qu'un acier traité, notamment lorsque l'élément interne est réalisé en un matériau comme l'acier, de plus on peut noter qu'une telle bague constitue un élément élastiquement déformable.The elastic means for tilting this ring 4 comprises a sliding finger 6 disposed in a housing 7 made in the wall of the external element 2, the finger being subjected to the action of a spring 8 whose function is to apply that finger against the ring. The means for reducing the inclination of the ring comprises a sliding finger 9 disposed in a housing 10 located opposite the finger 6 in the wall of the external element 2; this sliding finger 9 comprises a pusher 11 accessible from the outside. Finally, the inclination of the ring in its annular groove is perfectly defined by two pins 12, of calibrated length, arranged symmetrically in this annular groove. It should be noted that, to ensure the placement of the ring 4 in its annular groove 3, the external cylindrical element 1 must be produced in two parts as will be described later. To obtain proper operation of the device, the wedging ring 4 must preferably be made of a material such as treated steel, in particular when the internal element is made of a material such as steel, moreover it can be noted that such a ring constitutes an elastically deformable element.
Sur la figure 2b on voit que la fonction du doigt 6 sollicité par le ressort 8 est la mise en arc-boutement de la bague 4, laquelle bague est en butée sur le pion 12. On notera que cette bague 4 de diamètre sensiblement inférieur au diamètre de la gorge 3 n'est pas au contact avec les parois latérales de cette gorge. Sur la figure 2c on a représenté les forces d'arc-boutement résultantes fl et f2 et l'angle de frottement B de la bague sur la surface de l'élément interne 1; la condition d'arc-boutement est satisfaite lorsque la direction de la réaction R se situe à l'intérieur de l'angle de frottement. Au-delà de cette limite, c'est-à-dire lorsque les éléments interne 1 et externe 2 sont l'objet d'une force relative fl importante, la bague se déforme élastiquement et l'effet de coince- ment disparaît.Ce phénomène crée un effet de disjonction mécanique du dispositif qui permet de limiter l'effort appliqué sur les éléments interne et externe et éviter tout risque de ruptures mécaniques du dispositif.In Figure 2b we see that the function of the finger 6 biased by the spring 8 is the bracing of the ring 4, which ring is in abutment on the pin 12. It will be noted that this ring 4 of diameter substantially less than the throat diameter 3 is not in contact with the side walls of this groove. FIG. 2c shows the resulting bracing forces fl and f2 and the friction angle B of the ring on the surface of the internal element 1; the bracing condition is satisfied when the direction of the reaction R is located within the friction angle. Beyond this limit, that is to say when the internal elements 1 and external 2 are the object of a significant relative force fl, the ring deforms elastically and the wedging effect disappears. phenomenon creates an effect of mechanical disjunction of the device which makes it possible to limit the force applied to the internal and external elements and to avoid any risk of mechanical ruptures of the device.
La figure 3 représente, sous une forme schématique, un dispositif de verrouillage bilatéral dans lequel l'élément externe 2 comporte deux gorges annulaires 3a et 3b munies respectivement de leurs bagues de coincement 4a et 4b, ces bagues étant inclinées de façon symétrique sous l'action de doigts 6a et 6b soumis à une force élastique fournie par les ressorts 8a et 8b. L'inclinaison des deux bagues peut être diminuée par l'action de poussoirs 9a et 9b dont les mouvements respectifs selon les flèches F3 et F4 peuvent être coordonnées. Le dispositif de verrouillage, ainsi réalisé, étant de structure symétrique, assure un verrouillage des éléments interne et externe selon les deux directions possibles de déplacement F1 et F2. 3 shows, in schematic form, a bilateral locking device in which the external element 2 comprises two annular grooves 3a and 3b respectively provided with their clamping rings 4a and 4b, these rings being inclined symmetrically under the action of fingers 6a and 6b subjected to an elastic force supplied by the springs 8a and 8b. The inclination of the two rings can be reduced by the action of pushers 9a and 9b, the respective movements of which according to arrows F3 and F4 can be coordinated. The locking device, thus produced, being of symmetrical structure, ensures locking of the internal and external elements in the two possible directions of movement F1 and F2.
La figure 4 représente, selon une vue en coupe longitudinale, un dispositif de verrouillage bidirectionnel réalisé conformément à l'invention ; dans un but de simplification et de clarté, I'élément interne n'a pas été représenté sur cette figure. L'élément externe est constitué de trois sous-éléments, à savoir un manchon 2c qui coopère avec deux embouts 2a et 2b pour fournir deux gorges annulaires 3a et 3b dans lesquelles sont logées les bagues 4a et 4b correspondantes. Dans les parois des embouts, sont réalisés des logements longitudinaux dans lesquels peuvent coulisser des doigts élastiques 6a et 6b qui viennent en appui sur les bagues respectives 4a et 4b. Le manchon 2c et équipé d'un bouton-poussoir 13 comportant ,à sa base, une partie cylindro-conique 14, en appui sur des doigts coulissants 9a et 9b disposés en regard des doigts élastiques 6a et 6b. FIG. 4 represents, in a longitudinal section view, a bidirectional locking device produced in accordance with the invention; for the purpose of simplification and clarity, the internal element has not been shown in this figure. The external element consists of three sub-elements, namely a sleeve 2c which cooperates with two end pieces 2a and 2b to provide two annular grooves 3a and 3b in which the corresponding rings 4a and 4b are housed. In the walls of the end pieces, longitudinal housings are made in which elastic fingers 6a and 6b can slide which bear on the respective rings 4a and 4b. The sleeve 2c and equipped with a push button 13 comprising, at its base, a cylindrical-conical part 14, bearing on sliding fingers 9a and 9b arranged opposite the elastic fingers 6a and 6b.
Selon une variante de réalisation, la commande manuelle du bouton-poussoir peut être remplacée par une commande électromagnétique assurant le déplacement de l'élément cylindro-conique en appui sur les doigts coulissants 9a et 9b. According to an alternative embodiment, the manual control of the push-button can be replaced by an electromagnetic control ensuring the displacement of the cylindrical-conical element bearing on the sliding fingers 9a and 9b.
La figure 5 représente, à titre illustratif, une application du dispositif de verrouillage, selon l'invention, à un mortier d'artillerie 100. Ce mortier comprend un tube-canon 110 muni de sa plaque base 120 d'ancrage au sol et un bipied 130. Le bipied est relié au tubecanon par un dispositif de verrouillage 140, tel que décrit sur la figure 4. Le tube-canon constitue l'élément interne du dispositif de verrouillage et peut coulisser librement lorsqu'un opérateur appuie sur le bouton-poussoir 14. L'opérateur, après avoir pointé le mortier en élévation, relâche le bouton 14, ce qui a pour effet de solidariser le bipied et le tubecanon. Une description plus complète de ce mortier d'artillerie est décrite dans la demande de brevet français intitulé: "Mortier léger d'artillerie", déposée ce jour au nom de la
Demanderesse.FIG. 5 represents, by way of illustration, an application of the locking device, according to the invention, to an artillery mortar 100. This mortar comprises a barrel tube 110 provided with its base plate 120 for anchoring to the ground and a bipod 130. The bipod is connected to the tubecanon by a locking device 140, as described in FIG. 4. The barrel tube constitutes the internal element of the locking device and can slide freely when an operator presses the button. pusher 14. The operator, after pointing the mortar in elevation, releases the button 14, which has the effect of securing the bipod and the tubecanon. A more complete description of this artillery mortar is described in the French patent application entitled: "Light artillery mortar", filed today in the name of the
Applicant.
On voit maintenant plus clairement les avantages que présente un dispositif de verrouillage réalisé conformément à l'invention. Le verrouillage des éléments ne crée pas de contrainte de déformation dans ces éléments; le glissement relatif des éléments est assuré dès que l'inclinaison des bagues est réduite ; l'énergie nécessaire pour déverrouiller les éléments est relativement faible et peut être fournie par une simple pression d'un doigt de l'opérateur et le dispositif s'autoverrouille automatiquement dès que la pression sur le bouton-poussoir est annulée. We now see more clearly the advantages of a locking device produced in accordance with the invention. The locking of the elements does not create any deformation constraint in these elements; the relative sliding of the elements is ensured as soon as the inclination of the rings is reduced; the energy required to unlock the elements is relatively low and can be supplied by a simple press of a finger of the operator and the device automatically locks as soon as the pressure on the push button is canceled.
L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, la forme des éléments et des principaux organes peut être modifiée en fonction d'applications particulières. The invention is not limited to the embodiment described, the shape of the elements and of the main members can be modified according to particular applications.
L'invention trouve ses applications dans l'industrie et, notamment, dans : l'armement, l'automobile, les appareils de visée montés sur un support, les systèmes comprenant des éléments escamotables, etc ... The invention finds its applications in industry and, in particular, in: armaments, the automobile industry, sighting devices mounted on a support, systems comprising retractable elements, etc.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |