DISPOSITIF POUR LE VERROUILLAGE AUTOMATIQUE D’UN SYSTÈME MÉCANIQUE RÉGLABLE

L’invention se rapporte à un dispositif destiné à assurer le verrouillage et/ou le blocage automatique d’un système mécanique dans sa position finale de réglage. L’invention se rapporte aussi à un système mécanique équipé de ce dispositif.

Plus particulièrement, cette invention s’applique à des systèmes mécaniques dont la position, d’au moins certains de ses composants, peut être modifiée de façon réversible au moyen d’un organe de réglage fileté et qui nécessite d’être verrouillée en fin de réglage. De tels systèmes sont, par exemple, des ouvrants (portes, trappes, ...) dont la position relativement à un bâti d’encadrement doit être ajustée, avant ou après montage, au moyen d’un organe de réglage associé afin d’assurer des cinématiques d’ouverture et de fermeture correctes et une étanchéité finale satisfaisante.

Traditionnellement, le verrouillage des éléments filetés destinés au réglage des systèmes mécaniques est assuré, par exemple, par des contre- écrous vissés sur cet élément, des goupilles fendues, des fils-frein, des rondelles à plier, ...

Toutefois, dans certaines situations, l’espace disponible dans l’environnement de l’élément de réglage est insuffisant pour monter et/ou manœuvrer correctement le dispositif de verrouillage qui lui est associé et qui est destiné à sécuriser les opérations de réglage, en particulier, lorsqu’il est nécessaire d’utiliser un outillage spécifique qui est souvent encombrant.

EXPOSE DE L’INVENTION

Dans ce contexte, l’invention a pour objectif principal d’assurer, de façon automatique, le verrouillage ou le blocage mécanique d’un organe de réglage fileté au moyen d’un simple outil manuel et en n’ayant besoin que d’un espace très restreint autour de cet élément. Ce but est atteint, selon l’invention, au moyen d’un dispositif de verrouillage automatique d’un organe de réglage comportant un élément externe, solidaire d’un système mécanique, pourvu sur sa paroi interne d’un taraudage et destiné à recevoir un élément interne mobile pourvu d’un filetage extérieur et d’un alésage intérieur, lesdits éléments interne et externe coopérant pour assurer, par vissage, un réglage de la position dudit système, caractérisé en ce qu’il comporte un bouton-poussoir logé de manière coulissante dans ledit alésage de l’élément interne en coiffant une épingle déformable formant ressort pourvue de branches latérales qui sont retenues dans des fentes longitudinales réalisées en vis à vis au travers de la paroi dudit élément interne et qui viennent, en position de détente de l’épingle, se bloquer dans des encoches ménagées sur la paroi interne dudit élément externe.

Selon une caractéristique avantageuse du dispositif de l’invention, le bouton-poussoir comporte une concavité interne de profil cylindro- conique dont la paroi prend appui sur les branches latérales de l’épingle.

Selon une autre caractéristique du dispositif de l’invention, les branches latérales de l’épingle forment un épaulement entre des brins d’extrémité distale qui sont non-parallèles et disjointes et des brins d’extrémité proximale qui se rejoignent en formant une boucle fermée.

Selon une variante de réalisation spécifique, l’alésage de l’élément interne est obturé à son extrémité proximale par un bouchon contre lequel les branches latérales de l’épingle sont en appui.

Dans cette variante, le dispositif de verrouillage de l’invention comporte un ressort hélicoïdal monté entre la base du bouton-poussoir et le bouchon et au centre duquel s’étendent les branches latérales de l’épingle.

De préférence dans ce cas, le dispositif comporte une rondelle qui est disposée entre la base du bouton-poussoir et la spire d’extrémité du ressort et qui est pourvue d’un orifice au travers duquel passent les brins d’extrémité proximale de l’épingle. Selon une autre variante de réalisation, le bouton-poussoir présente un corps cylindrique pourvu d’une tête de section réduite qui fait saillie à l’extérieur de l’alésage en position de détente de l’épingle.

Selon encore une autre variante de réalisation du dispositif, le corps du bouton-poussoir s’étend longitudinalement de part et d’autre des fentes de l’élément interne et comporte des ouïes au travers desquelles passent les branches latérales de l’épingle.

Selon encore une autre variante de réalisation, l’alésage intérieur débouche à l’extérieur à son extrémité distale via une cavité de section hexagonale.

Selon une variante de réalisation alternative, l’alésage intérieur débouche à l’extérieur à son extrémité distale au centre d’un écrou de manœuvre de section hexagonale solidaire dudit élément interne.

De préférence, la tête du bouton-poussoir fait alors saillie au centre de l’écrou de manœuvre.

Selon l’invention, il est prévu que l’élément externe présente un nombre pair d’encoches pour le blocage des branches latérales de l’épingle.

Selon une variante spécifique du dispositif de l’invention, l’épingle est réalisée en deux parties articulées. Dans ce cas, le dispositif est équipé d’une cale dynamique pourvue de saignées latérales recevant les branches latérales de l’épingle articulée et qui est disposée au contact de la base du bouton-poussoir.

Un autre objet de l’invention est un système mécanique pourvu d’un organe de réglage comportant un élément externe, solidaire du système, pourvu sur sa paroi interne d’un taraudage et destiné à recevoir un élément interne mobile pourvu d’un filetage extérieur et d’un alésage intérieur, lesdits éléments interne et externe coopérant pour assurer, par vissage, un réglage de la position dudit système, caractérisé en ce que ledit système est équipé d’un dispositif tel que défini ci-dessus pour assurer le verrouillage de son réglage. Encore un autre objet de l’invention est une utilisation du dispositif défini ci-dessus pour le verrouillage du réglage de la position d’un ouvrant dans son bâti d’encadrement.

Un dernier objet de l’invention est un aéronef équipé d’au moins un dispositif de verrouillage présentant les caractéristiques énoncées ci-dessus pour le réglage de la position de montage des portes sur le fuselage.

Le dispositif de verrouillage de l’invention permet d’assurer, de façon automatique, avec des moyens standards et donc économiques, un blocage efficace, stable et précis de l’organe réalisant habituellement le réglage de la position ou la fixation de divers composants de systèmes mécaniques même complexes.

Grâce au dispositif de l’invention, un verrouillage du réglage peut être obtenu de façon aisée et rapide malgré la présence d’un environnement très étroit du système où l’espace disponible qui est alors restreint interdit généralement l’emploi d’outils lourds et encombrants.

En outre, avec l’invention, et dans le cas où le verrouillage n’aurait pas été complètement finalisé, tout déplacement relatif ultérieur entre l’écrou périphérique taraudé formant l’élément externe et l’élément intérieur fileté serait, in fine, bloqué automatiquement par l’engagement de l’épaulement des branches latérales de l’épingle dans l’une des encoches adjacentes, suivante ou précédente, du fait, notamment, de l’élasticité et de la mémoire de forme spécifiques de l’épingle. Par conséquent, l’invention apporte une sécurisation renforcée du réglage.

L’invention est applicable à tout type de système mécanique intégrant un organe de réglage ou de fixation fileté qu’il est nécessaire ou utile dé verrouiller. Ainsi, l’invention peut s’appliquer, notamment, sur tout ouvrant, par exemple, une porte d’aéronef, de hangar, et de tout type de bâtiment ou d’engin mobile.

PRÉSENTATION DES FIGURES

D’autres données, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description non limitée qui suit, en référence aux figures annexées qui s’étendent dans un plan horizontal et représentent, respectivement :

[Figure 1] est une vue en coupe longitudinale d’un organe de réglage pourvu d’un premier mode de réalisation du dispositif de l’invention en position de verrouillage.

[Figure 2] est une vue en coupe longitudinale de l’organe de réglage de la figure 1 avec le dispositif de l’invention en position de réglage.

[Figure 3] est une vue en perspective de l’élément externe intégré dans le dispositif de verrouillage selon l’invention.

[Figure 4] une vue de côté de l’épingle déformable du dispositif de verrouillage selon l’invention dans trois situations, à l’état libre, intégrée sous tension dans le dispositif de verrouillage de l’invention, respectivement, en position de verrouillage et en position de réglage.

[Figure 5] est une vue en perspective du bouton-poussoir du dispositif de verrouillage selon l’invention.

[Figure 6] est une vue en coupe de l’élément interne adapté et intégré au dispositif de verrouillage selon l’invention.

[Figure 7] est une vue partielle en perspective d’un second mode de réalisation du dispositif de l’invention en position de verrouillage.

[Figure 8] est une vue partielle en perspective du mode de réalisation du dispositif de l’invention de la figure 7 en position de réglage.

[Figure 9] est une vue en perspective éclatée d’une variante de réalisation de l’épingle intégrée au dispositif de verrouillage de l’invention.

[Figure 10] est une vue en coupe longitudinale d’un autre mode de réalisation du dispositif de l’invention comportant la variante d’épingle de la figure 9 en position de verrouillage.

[Figure 11] est une vue en coupe longitudinale du mode de réalisation du dispositif de la figure 10 en position de déverrouillage manuel. [Figure 12] est une vue en coupe longitudinale du mode de réalisation du dispositif de la figure 10 en position de réglage manuel.

[Figure 13] est une vue partielle en perspective éclatée d’une variante de réalisation du dispositif de l’invention.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE

Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par les mêmes signes de référence sur l’ensemble des figures.

Naturellement, les modes de réalisation de l’invention illustrés par les figures présentées ci-dessus et décrites ci-après, ne sont donnés qu'à titre d’exemples non limitatifs. Il est explicitement prévu que l'on puisse proposer et combiner entre eux différents modes pour en proposer d'autres.

L’invention concerne le domaine du réglage de la position d’un système mécanique au moyen d’un organe de réglage constitué d’un élément interne fileté coopérant par vissage avec un élément externe complémentaire taraudé solidaire du système. En particulier, l’invention s’intéresse au verrouillage de ce réglage afin de sécuriser la position finale du système mécanique dans le temps.

De tels systèmes mécaniques sont typiquement des ouvrants, par exemple, des portes dont la position relativement à un bâti d’encadrement doit être ajustée afin d’obtenir une fermeture et une ouverture correctes et une étanchéité satisfaisante.

Cet objectif de verrouillage et de sécurisation automatiques du réglage de la position et de l’orientation d’une porte est crucial lorsque cette porte est montée dans un encadrement réalisé dans la carlingue du fuselage d’un aéronef et est donc soumise à de fortes contraintes.

Toutefois, l’invention peut s’appliquer aussi au verrouillage d’organes de réglage intégrés à des systèmes de fixation ou d’assemblage mécanique.

Dans la description qui va suivre, le terme « distal » correspond au côté situé à l’extérieur de l’élément interne de l’organe de réglage tandis que le terme « proximal » correspond au côté opposé, c’est-à-dire, au côté situé à proximité immédiate du système ou solidaire du système. En conséquence, le terme « intermédiaire » ou « médian » correspond à une position située entre la position distale et la position proximale.

Comme illustré, notamment, par les figures 1 et 2 en coupe, le dispositif de verrouillage de l’invention est destiné à équiper un organe de réglage comportant un élément interne cylindrique 1 éventuellement relié à un bâti et pourvu, de manière traditionnelle, d’un filetage extérieur 11 et d’un alésage intérieur 10. Un tel élément est constitué, par exemple, d’une tige filetée et évidée ou d’une vis creuse, comme illustré en vue de détail par la figure 6.

Cet élément mâle 1 est destiné à être introduit dans un élément externe femelle 2 taraudé (réalisé, par exemple, sous forme d’un écrou périphérique) qui est solidaire ou en prise avec un système mécanique (non représenté ici) pour assurer, par vissage, un réglage de la position de ce système relativement à un bâti ou le réglage de l’assemblage de divers composants de ce système. L’élément 1 forme donc la partie mobile de l’organe de réglage du système tandis que l’élément 2 en constitue la partie fixe. Toutefois, dans une variante non représentée de l’invention, ces éléments 1 , 2 pourraient être inversés de façon à ce que l’élément 1 forme la partie fixe et l’élément 2 la partie mobile.

Il se trouve que, dans certaines configurations, l’espace disponible dans l’environnement du système mécanique est très restreint ou est encombré par la présence d’obstacles structurels. Dans ces conditions, il devient très difficile d’effectuer le verrouillage du réglage, en particulier, lorsqu’il est nécessaire d’utiliser des outils de dimensions importantes et/ou d’effectuer des mouvements de rotation de ces outils avec une grande amplitude. Dans ce contexte, l’invention apporte un verrouillage automatique réalisé au moyen d’un dispositif comportant un bouton-poussoir 3 (représenté en détail sur la figure 5), logé de manière coulissante dans l’alésage 10 de l’élément interne fileté 1 et coiffant une épingle 4 (représentée en détail sur la figure 4) présentant deux branches latérales. De préférence, l’épingle 4 est élastiquement déformable et forme un ressort à mémoire de forme.

Le bouton-poussoir 3 comporte une concavité interne 30 de profil cylindro-conique ou au moins partiellement conique dont la paroi prend appui sur les brins d’extrémité distale 42 des branches latérales de l’épingle élastique 4.

Ce bouton-poussoir 3 présente un corps cylindrique 31 pourvu d’une tête 32 de section réduite (figure 5) qui fait saillie à l’extérieur de l’alésage 10 en position de repos (verrouillage) de l’épingle 4, comme illustré par la figure 1. Dans cette position, l’épaulement 33 du bouton-poussoir 3 qui se trouve à la jonction entre le corps 31 et la tête 32, se trouve en butée contre un rétreint interne 10b de l’alésage 10 de l’élément interne fileté 1 .

Les branches latérales de l’épingle 4 présentent des brins intermédiaires formant un épaulement 41 qui est destiné à venir en regard de fentes longitudinales 12 réalisées au travers de la paroi de l’élément interne fileté 1.

Cet épaulement intermédiaire 41 présente un profil partiellement rectangulaire avec un tronçon longitudinal qui est sensiblement parallèle à l’axe commun de l’élément fileté 1 et de l’écrou 2. Les brins 43 d’extrémité proximale de l’épingle 4 se rejoignent, quant à eux, en formant, dans le mode de réalisation des figures 1 , 2 et 4, une boucle fermée dont seule la portion assurant la liaison avec les brins intermédiaires 41 se déforme. Une variante de réalisation de l’invention dans laquelle les branches latérales de l’épingle 4 sont indépendantes et réunies au niveau des brins 43 sera décrite plus loin et illustrée, notamment, par la figure 13. En position de détente de l’épingle 4, et donc en position de verrouillage du dispositif, l’épaulement 41 s’élargit et vient s’engager et se bloquer dans des encoches 20 ménagées sur la paroi interne de l’élément externe périphérique 2 en étant entraîné par les brins d’extrémité distale 42 qui s’écartent après le réglage quand le bouton-poussoir 1 est relâché.

Dans le mode de réalisation illustré par les figures 1 et 2, le corps 31 du bouton-poussoir 3 s’étend longitudinalement de part et d’autre des fentes 12 de l’élément fileté 1 destinées à la retenue des branches latérales de l’épingle 4. Dans ce cas, le bouton-poussoir 3 présente aussi, latéralement et de part et d’autre du corps 31 , des ouïes 34 permettant le passage de l’épaulement 41 des branches latérales de l’épingle 4, comme illustré par la figure 5. Les dimensions respectives des fentes 12 et des ouïes 34 sont adaptées aux dimensions de l’épaulement 41 de l’épingle 4 pour autoriser son débattement lors des transitions entre les phases de réglage et de verrouillage.

Une fois enfermée dans l’alésage 10 de l’élément interne fileté 1 , l’épingle 4 est, de préférence, légèrement sous tension, même en position de verrouillage, en raison, d’une part, du contact d’appui avec la paroi de la cavité 30 du bouton-poussoir 3 et, d’autre part, de la compression transversale des branches latérales imposée par les dimensions des encoches 20 de l’élément externe 2.

Les brins 42 d’extrémité distale de l’épingle 4 sont non-parallèles et disjoints de telle sorte qu’un appui sur la tête 32 du bouton-poussoir 3 provoque le glissement de ces brins de façon guidée contre la paroi conique de la cavité 30 et entraîne leur rapprochement ainsi que le repli de l’épaulement 41 situé sur les brins intermédiaires. La figure 4 représente les différents états de l’épingle élastique 4, respectivement, à l’état libre, en position de verrouillage dans le dispositif et en position de réglage. L’épingle 4 est réalisée, de préférence, en fil d’acier inoxydable à ressorts.

Selon l’invention, il est prévu que l’élément externe périphérique 2 présente un nombre pair d’encoches 20 pour le blocage des branches latérales de l’épingle 4. Dans le mode de réalisation de la figure 3, l’élément externe 2 présente deux paires d’encoches 20 diamétralement opposés réalisées sous forme de saignées longitudinales dans les filets du taraudage 21. Le nombre de paires d’encoches 20 est toutefois fonction de la précision souhaitée pour le réglage. Parallèlement, le filetage 11 de l’élément interne 1 n'est pas nécessaire sur toute la longueur de cette pièce.

Pour permettre le réglage, on effectue le déplacement axial en translation du bouton-poussoir 3 à l’intérieur de l’alésage 10 pour commander la tension de l’épingle 4 en vue d’assurer le déverrouillage.

Cette opération est mise en œuvre en effectuant conjointement, un appui sur le bouton-poussoir 3 depuis l’extérieur de l’alésage 10 et une rotation de l’élément interne fileté 1 à l’aide d’un outil manuel (tel qu’une clé Allen A - figure 2). Le déplacement du bouton 3 en translation dans l’alésage 10 entraîne ainsi la compression de l’épingle 4. Compte tenu de la forme spécifique et de l’élasticité de l’épingle 4, cette déformation forcée provoque la rétractation des branches latérales de l’épingle 4 (et principalement celui des brins intermédiaires formant l’épaulement 41) vers l’intérieur de l’élément interne fileté 1 . Les brins intermédiaires s’échappent alors des encoches 20 en libérant ainsi l’élément fileté mâle 1 qui peut alors tourner librement dans l’élément externe femelle 2 qui quant à lui reste fixe.

Une fois le réglage effectué, le retrait de l’outil manuel A provoque la détente et le déploiement vers l’extérieur des branches latérales (du fait de l’élasticité et de la mémoire de forme de l’épingle 4) et leur retour automatique dans les encoches 20 de l’élément externe 2. Conjointement, le bouton-poussoir 3 reprend sa position initiale en butée contre le rétreint 10b de l’alésage 10.

Si, toutefois, les brins intermédiaires 41 des branches latérales ne se trouvaient pas directement en vis-à-vis des encoches 20, une légère rotation de l’élément interne fileté 1 sur quelques millimètres (et sans appui sur le bouton 3), permet de disposer ces brins en regard des encoches 20 les plus proches et de finaliser le verrouillage. La remontée et la mise en butée du bouton 3 dans l’alésage 10 permet de confirmer visuellement le verrouillage final. Par conséquent, dans le cas où le verrouillage ne serait pas complètement effectué, tout déplacement relatif ultérieur entre l’élément externe 2 et l’élément interne 1 serait stoppé automatiquement au passage de l’épaulement 41 en regard de l’encoche 20 suivante ou précédente, grâce à l’élasticité de l’épingle 4.

Ainsi, en position de verrouillage, l’épaulement intermédiaire 41 de l’épingle 4 forme un obstacle qui s’interpose dans la liaison par filetage entre l’élément mâle 1 et l’élément femelle 2, empêchant ces deux pièces de tourner relativement l’une par rapport à l’autre, comme représenté dans la position illustrée par la figure 1 .

Selon une variante de réalisation spécifique, l’alésage 10 de l’élément interne 1 est obturé à son extrémité proximale par un bouchon 5 contre lequel les brins 43 d’extrémité proximale de l’épingle 4 sont en appui.

Toujours dans ce mode de réalisation, le dispositif de verrouillage de l’invention comporte, en outre, un ressort hélicoïdal 6 de compression monté entre la base du bouton-poussoir 3 et le bouchon 5 et au centre duquel s’étendent les brins 43 d’extrémité proximale de l’épingle 4. Le ressort 6 maintient le bouton-poussoir 3 en position distale, et en butée contre l’épaulement 10b de l’alésage 10, en favorisant ainsi l'épingle élastique 4 à retrouver sa position détendue de verrouillage, ses branches latérales restant coincées dans les deux encoches en vis à vis de l'élément externe 2.

De préférence, le dispositif comporte une rondelle 7 qui est disposée entre la base du bouton-poussoir 3 et la spire d’extrémité du ressort 6. Cette rondelle 7 est pourvue d’un orifice 70 au travers duquel passent les brins 43 d’extrémité proximale de l’épingle 4, comme illustré par les figures 1 et 2.

Selon une première variante de réalisation du dispositif de l’invention illustrée par les figures 1 et 2, l’alésage intérieur 10 débouche à l’extérieur de l’élément interne 1 à son extrémité distale via une cavité 10a de section hexagonale. De préférence, cette section correspond à un calibre d’une clé Allen. Selon une autre variante de réalisation illustrée par les figures 7 et 8, l’alésage intérieur 10 débouche à l’extérieur de l’élément interne 1 à son extrémité distale, au centre d’un écrou 8 de manœuvre de section hexagonale solidaire de l’élément 1. De préférence, la tête 32 du bouton-poussoir 3 est rétractable et fait alors saillie au centre de l’écrou 8 de manœuvre. Cette tête 32 est munie de traits 32a fournissant une indication sur l’activation du verrouillage.

Dans cette variante, l’opérateur utiliserait alors une clé plate à œil ou une clé à pipe ajourée en lieu et place de la clé Allen A utilisée dans le mode de réalisation de la figure 1. Mais, selon d’autres variantes, la tête 32 protubérante pourrait aussi présenter une section à géométrie bi-hexagonale ou toute autre géométrie susceptible de coopérer avec un outil manuel. La tête 32 rétractable serait mise en position saillante pendant la phase de réglage (figure 7) et serait rentrée une fois ce dernier terminé pour assurer son verrouillage (figure 8).

Les figures 9 à 13 illustrent un autre mode de réalisation du dispositif de verrouillage de l’invention comportant une variante de l’épingle 4 décrite ci-dessus. Cette variante permet d’éviter les risques de déformation de l’épingle lors de son installation dans le dispositif et lors des opérations de réglage manuel (par exemple, au moyen d’une clé Allen A).

Cette épingle, représentée en perspective éclatée sur la figure 9, comprend des branches latérales indépendantes réalisées ici sous forme de deux parties 4a, 4b qui sont assemblées au moyen d’un rivet 8 (ou de tout autre organe de liaison pivotante). La tige de ce rivet est engagée dans des boucles 43a ménagées à l’extrémité des brins d’extrémité proximale 43 des branches et coopère avec un jeu de rondelles 9 et un collier de retenue 10. Le rivet 8 forme ainsi une articulation permettant un débattement des deux parties 4a, 4b de l’épingle 4 l’une par rapport à l’autre autour de l’axe de rotation matérialisé par la tige du rivet 8. L’extrémité de l’épingle articulée 4 est toujours en appui sur le bouchon 5, comme illustré par les figures 10 à 12, dans les positions, respectivement, de verrouillage, de déverrouillage et de réglage.

Afin d’assurer le maintien de l’épingle articulée 4, l’invention prévoit d’intégrer une cale dynamique 11 entre le ressort 6 et la base du bouton- poussoir 3. Cette cale 11 , qui est réalisée d’une seule pièce, peut se déplacer en translation axiale dans l’élément interne 1 tout en n’entravant pas les fentes 12, La cale 11 comporte deux saignées latérales 11a (visibles sur la figure 13) recevant les brins d’extrémité proximale 43 respectifs des parties 4a, 4b de l’épingle 4 de façon coulissante. Ces saignées 11a participent ainsi au blocage de l’épingle 4 tant pendant le réglage du dispositif qu’en position finale de verrouillage.