DISPOSITIF DE LIAISON AVEC VERROUILLAGE/DEVERROUILLAGE COMMANDABLE PAR TRACTION ENTRE UN ENSEMBLE DE SUPPORT

ET UN ENSEMBLE LARGABLE.

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de liaison avec verrouillage/déverrouillage commandable par traction, entre deux ensembles, dont l'un, désigné ci-après élément de support, est relié à une structure fixe, tandis que l'autre est largable et peut être relié à un dispositif largable.

Elle est particulièrement bien adaptée et est très utile dans le domaine de l'accastillage des bateaux à voiles où les efforts sont très importants et où il est nécessaire de réduire la masse et l'encombrement au maximum tout en respectant les contraintes opérationnelles.

Jadis, les voiles étaient hissées jusqu'en haut du mât puis maintenues par une drisse qui s'étendait sur toute la longueur du mât. C'est ce cordage qui reprenait la plus grande partie des efforts appliqués sur la voile.

Or, il est préférable que les efforts soient repris en tête du mât par le mât lui- même et non par la drisse. En effet, on peut diminuer le diamètre de la drisse qui ne doit plus supporter que les efforts de hissage. On diminue également les efforts de compression du mât (qui est déjà bien comprimé par ailleurs) d'un montant sensiblement égal à l'effort de traction qui est exercé sur la drisse dans les dispositifs classiques, et on diminue l'élasticité de l'attache de la voile qui devient ainsi plus performante.

On trouve un grand nombre de brevets proposant un dispositif de liaison comprenant une fonction de déverrouillage, mais aucun ne permet de respecter les contraintes opérationnelles, et d'obtenir un ensemble satisfaisant aux critères de masse, de place et de coût, critères qui sont tous impératifs pour concevoir et réaliser des éléments performants dans le domaine des bateaux à voile.

Ainsi, notamment, le brevet FR No 2 794 100 propose un dispositif de verrouillage à billes libéré par une douille externe. Cette solution ne permet pas de transmettre des efforts importants. Elle nécessite d'autre part d'avoir un degré de liberté entre l'embout de cordage de commande et l'ensemble largable, ce qui ne permet pas de désaccoupler l'ensemble largable du corps en appliquant un effort appliqué sur l'ensemble largable dans la direction du corps.

L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé et un dispositif spécialement bien adaptés pour effectuer une liaison entre deux éléments à assembler et à désassembler qui demeure libre en rotation, le dispositif étant compact, léger, peu onéreux à réaliser, pouvant accepter sans rupture des efforts de traction très importants de plusieurs centaines de kiloNewton tout en respectant les critères opérationnels et ergonomiques permettant :

- de positionner les deux éléments à assembler simplement, - de placer et de verrouiller les deux éléments à assembler en appliquant une première force Fl faible tendant à rapprocher les deux éléments à assembler,

- de déverrouiller et de séparer les deux éléments à désassembler en appliquant tout d'abord une deuxième force F2 tendant à rapprocher les deux éléments à désassembler puis en séparant les deux éléments qui

peuvent alors être désassemblés par application d'un effort d'extraction pratiquement nul.

A cet effet, elle propose un dispositif du type susdit dans lequel l'un des deux éléments comprend un corps au moins partiellement creux qui délimite une cavité ouverte d'un côté par un orifice d'accès et qui est équipé de verrous mobiles radialement et sollicités par des moyens élastiques vers l'intérieur de ladite cavité, le deuxième élément comprenant un tenon à tête pouvant s'engager dans ladite cavité en repoussant les verrous jusqu'à une position de verrouillage dans laquelle les verrous s'engagent sous la tête du tenon pour assurer le verrouillage. Le déverrouillage est alors assuré grâce à une pièce de déverrouillage, de préférence annulaire, mobile axialement relativement au tenon et disposée de manière à pouvoir être déplacée axialement par le deuxième élément à partir de la position de verrouillage jusqu'à une position de déverrouillage dans laquelle elle agit sur les verrous pour les écarter en libérant ainsi la tête du tenon et en assurant, en conséquence, le déverrouillage des deux éléments.

Grâce à ces dispositions, le procédé de liaison selon l'invention pourra comprendre les étapes suivantes :

- Une étape d'accouplement comportant :

a) l'engagement de la tête du tenon dans l'orifice de la cavité du corps du premier ensemble, b) l'application d'une première forme d'introduction Fl tendant à engager le tenon à l'intérieur de la cavité selon un premier trajet Dl au cours duquel la tête du tenon passe entre les verrous en les écartant par rapport à leur position initiale pour atteindre une position de verrouillage dans laquelle les verrous se referment sous la tête du tenon en interdisant l'extraction de celui-ci hors de la cavité, la pièce de déverrouillage

occupant une position située à l'opposé de la tête par rapport aux verrous, c) le relâchement de la force d'introduction F 1.

- Une étape de désaccouplement comportant :

d) l'application d'une force de déverrouillage F2 orientée dans le même sens que la forme d'introduction Fl de manière à déplacer le tenon à l'intérieur de la cavité, à partir de la position de verrouillage, selon un trajet D2 au cours duquel la pièce de déverrouillage, poussée par une butée solidaire du tenon agit sur les verrous de manière à les amener et les maintenir temporairement en position ouverte, e) l'application d'une force d'extraction en sens opposé aux forces Fl et F2 pour provoquer un coulissement du tenon par rapport à la pièce de déverrouillage pendant le trajet D2 puis après mise en butée de la pièce de déverrouillage sur la tête du tenon, le passage de l'ensemble - pièce de déverrouillage/tête du tenon - entre les verrous, selon le trajet Dl au terme duquel les deux ensembles sont désaccouplés et les verrous sont dans leur position initiale.

Avantageusement, le premier élément du dispositif de liaison pourra comprendre des moyens élastiques disposés de manière à exercer sur la tête du tenon un effort antagoniste à la force Fl exercée pour assurer le déplacement relatif entre les deux éléments selon le trajet D2. Dans ce cas, en position de verrouillage, ces moyens élastiques pourront assurer un maintien sous légère pression (et donc sans jeu) de la tête du tenon sur les verrous.

Par ailleurs, les forces Fl et F2 exercées sur l'ensemble largable pourront être appliquées par l'intermédiaire d'un cordage (drisse) de traction fixé à l'ensemble largable et traversant axialement l'élément de support. Ce cordage pourra éventuellement passer sur une poulie de renvoi libre en rotation autour

d'un axe porté par ledit élément de support. Cette poulie permet notamment d'orienter le cordage coaxialement à l'élément de support quelle que soit l'orientation de la force exercée par l'opérateur. Bien entendu, ce cordage pourra être utilisé pour hisser le dispositif largable en vue de son accrochage sur l'élément de support.

Dans le cas où le dispositif selon l'invention s'applique à un bateau à voile, l'élément de support pourra être fixé ou suspendu en tête du mât, l'ensemble largable étant fixé sur la têtière d'une voile, par exemple un foc.

Les moyens élastiques agissant sur les verrous pourront comprendre (voire même être remplacés par) des moyens de commande permettant de bloquer axialement ou non l'ensemble largable en position verrouillée pour autoriser ou non le verrouillage/déverrouillage.

Par ailleurs, les verrous pourront être bloqués en position de verrouillage grâce à une couronne, mobile sur ledit corps, lorsqu'un effort de traction est exercé sur le dispositif de liaison.

De même, la pièce de déverrouillage pourra présenter une forme annulaire comprenant une gorge circulaire qui coopère avec une forme correspondante des verrous pour maintenir ces derniers temporairement écartés lors du trajet D2.

D'une façon plus précise, l'ensemble de support pourra comprendre :

- un corps au moins en partie tubulaire comprenant : o un moyen d'attache placé à une extrémité du corps, o une cavité coaxiale, o un orifice d'accès à la cavité coaxiale du corps du côté opposé au moyen d'attache du corps,

o un ensemble de verrous mobiles radialement qui s'engagent au moins partiellement à l'intérieur du corps, ces verrous comprenant :

• au moins une forme chanfreinée du côté de l'orifice du corps, " deux surfaces radiales servant à reprendre les efforts de cisaillement entre le corps et l'ensemble largable,

• une concavité prévue sur la surface interne des verrous, o des moyens élastiques tendant à ramener radialement les verrous vers le centre du corps.

Dans ce cas, l'ensemble largable pourra comprendre :

- une tige cylindrique,

- une tête de diamètre maximum supérieur à celui de la tige, cette tête présentant une face radiale raccordée coaxialement à la tige, de manière à constituer une surface de butée annulaire,

- des moyens d'attache d'un dispositif largable équipant l'extrémité de la tige opposée à la tête,

- un manchon de déverrouillage monté coulissant sur la tige entre ladite tête et une butée arrière située du côté des moyens d'attache, et dont la surface extérieure comprend :

• une portion conique, en forme de coin, apte à s'engager sur deux formes chanfreinées des verrous s'ouvrant du côté de l'orifice du corps de manière à ce que, lorsque le manchon de déverrouillage est poussé par la butée vers l'intérieur du corps, la portion conique vienne porter sur les formes chanfreinées en provoquant l'écartement des verrous, et

• une portion présentant un profil extérieur d'accrochage apte à coopérer avec un profil correspondant des verrous pour retenir temporairement le manchon de déverrouillage entre les verrous qui se trouvent alors en position ouverte de manière à permettre le processus d'extraction de l'élément largable.

Alternativement, l'ensemble de support pourra présenter une structure analogue à celle de l'ensemble de largage précédemment décrit tandis que l'ensemble largable pourra présenter une structure analogue à celle de l'ensemble de support précédemment décrit.

Dans les deux cas, le dispositif pourra faire intervenir un cordage de traction fixé par l'une de ses extrémités à l'ensemble largable et traversant axialement l'ensemble de support ainsi qu'une poulie solidaire de l'ensemble de support servant à orienter coaxialement aux deux ensembles l'effort de traction exercé sur l'ensemble largable quelle que soit l'orientation de l'effort exercé à l'autre extrémité du cordage par un opérateur.

Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels :

La figure 1 montre schématiquement une coupe longitudinale d'un premier mode d'exécution d'un dispositif de liaison en position verrouillée.

La figure 2 montre une vue en coupe longitudinale schématique à plus grande échelle de l'ensemble largable permettant de mettre en relief ses zones fonctionnelles.

La figure 3 montre une coupe longitudinale de la butée des moyens élastiques utilisés dans l'ensemble de support du dispositif représenté figure 1.

La figure 4 montre une coupe longitudinale du manchon de déverrouillage utilisé dans l'ensemble de support du dispositif représenté figure 1.

La figure 5 montre une coupe longitudinale des verrous de cet ensemble de support.

Les figures 6 et 7 montrent le corps de l'ensemble de support en vue de face (figure 6) et en coupe axiale (figure 7).

La figure 8 est une vue en coupe axiale d'un deuxième mode d'exécution d'un dispositif dans lequel l'ensemble largable constitue un émerillon.

Les figures 9 et 10 sont des vues de côté montrant le dispositif de liaison en position assemblée (figure 9) et en position désassemblée (figure 10).

Dans l'exemple représenté figures 1 à 7, le dispositif de liaison comprend un ensemble de support la comportant un corps 1 en partie tabulaire dans lequel peut venir se fixer et se verrouiller un ensemble largable Ib déverrouillable grâce à une drisse D.

Ce corps 1 présente d'un côté un oeilleton d'attache 10 permettant de le relier par exemple en tête de mât d'un bateau à voile. Il comprend une cavité sensiblement coaxiale s'ouvrant à l'opposé de l'œilleton 10 au niveau d'un orifice O.

Cette cavité renferme, du côté de l'œilleton des moyens élastiques faisant intervenir :

- une pièce de butée annulaire 5 montée coulissante à l'intérieur du corps et comprenant, du côté opposé à l'œilleton 10, une face concave,

- un ressort 7 travaillant en compression et prenant appui sur le corps, du côté de l'œilleton et sur la face de la pièce de butée opposée à la face concave.

D'une façon plus précise, cette pièce de butée 5 présente une forme constituée des secteurs principaux suivants, montrés en figure 3 :

- un secteur Ba de forme cylindrique parallèle à l'axe de symétrie XX,

- un secteur Bb de forme concave,

- un secteur Bc qui est un raccordement de forme qui présente ici a une forme arrondie, - un secteur Bd qui a une forme cylindrique lisse pouvant glisser à l'intérieur du corps,

- un secteur Be de forme concave qui est prévu pour recevoir et maintenir le ressort de compression 7.

Dans cet exemple, l'œilleton 10 présente une forme allongée et comprend une partie inférieure servant de chape pour le montage rotatif d'une poulie 8 sur laquelle passe la drisse D servant à hisser l'ensemble largable ainsi qu'à assurer la commande de déverrouillage du dispositif. Après son passage sur la poulie 8, cette drisse D s'engage coaxialement à l'intérieur du corps 1 en passant dans l'espace central délimité par le ressort 7 puis par l'orifice central de la pièce de butée annulaire 5 pour venir se fixer dans l'ensemble largable. .

Dans sa partie comprise entre la pièce de butée 5 et l'orifice O, le corps 1 est muni de lumières radiales s'ouvrant à l'extérieur, dans lesquelles coulissent des verrous 3 comportant, comme illustré figure 5 :

- une face axiale extérieure Vi éventuellement plane,

- une face axiale intérieure dont le profil comprend successivement un secteur concave Vd, un secteur convexe Ve (orienté vers l'intérieur du corps) et un secteur chanfreiné Vf s'ouvrant du côté de l'orifice O,

- une face radiale supérieure (située du côté de la pièce de butée 5) dont le profil comprend un secteur plat Vb constituant le fond d'une gorge délimitée entre un secteur Vc de forme convexe radialement en saillie dans une zone adjacente à la face axiale intérieure, et un secteur de forme sensiblement trapézoïdale Va situé dans une zone adjacente à la face axiale extérieure,

- une face radiale inférieure comprenant un secteur radial plat Vg adjacent à la face axiale intérieure et un secteur chanfreiné Vh adjacent à la face axiale extérieure Vi.

Au moins une bande annulaire élastique 6 est placée autour du corps 1, au niveau des lumières, de manière à porter sur les faces axiales extérieures des verrous 3, cette bande permettant de faire revenir les verrous dans leur position centrale après qu'ils aient été écartés. En outre, un capot annulaire de protection souple 12 est disposé autour du corps 1. Ce capot de protection 12 comprend une cavité annulaire permettant le débattement radial des verrous 3 et protège des chocs la partie saillante du corps 1.

L'ensemble largable Ib présente la forme d'un tenon à tête comportant une tige centrale T de forme extérieure cylindrique munie d'un côté d'une tête coaxiale 13 sensiblement hémicylindrique de diamètre plus important que celui de la tige T, et de l'autre côté d'une pièce de liaison 2 comprenant un œilleton d'attache 11.

L'épaulement radial annulaire Eb situé au niveau du raccordement entre la tête 13 et la tige T est muni d'une gorge annulaire coaxiale Ec qui s'étend axialement dans une région adjacente à la tige T.

Une butée radiale Ef est prévue au niveau du raccordement entre la tige T et la pièce de liaison 2.

Dans cet exemple, la tête 13, la tige T et la pièce de liaison 2 sont munies d'un alésage coaxial dans lequel peut s'engager et se fixer l'extrémité de la drisse D.

L'œilleton d'attache 11 consiste quant à lui en un orifice radial traversant dans lequel peut passer un cordage servant par exemple à fixer l'ensemble largable à la têtière d'une voile.

Sur la tige T est monté coulissant un manchon de déverrouillage 4 comportant, comme illustré sur la figure 4 :

- une face intérieure cylindrique FC de diamètre sensiblement égal à celui de la tige T,

- une extrémité supérieure en forme de coin Rb orientée en direction de la tête 13, - une faxe radiale inférieure RD servant de surface de butée apte à coopérer avec la butée radiale Ef,

- une face extérieure Re-Rf présentant dans sa région centrale une cavité annulaire (segment Re) prolongée successivement par une portion en saillie Rf puis une portion conique Ra se terminant par l'extrémité Rb.

Le fonctionnement du dispositif précédemment décrit est alors le suivant :

L'assemblage de l'ensemble largable Ib dans l'ensemble de support la s'obtient en fin de hissage, en exerçant sur la drisse D une traction (force Fl) provoquant le rapprochement puis l'engagement du tenon à tête 13 dans l'orifice O du corps 1 de l'ensemble de support la.

Au cours de cet engagement, la partie sphérique de la tête 13 appuie sur les secteurs chanfreinés Vf des verrous 3 en provoquant leur écartement contre l'action élastique de la bande annulaire 6. Au sortir de l'espace délimité par les verrous 3, la tête 13 vient porter sur la butée annulaire 5 qui s'enfonce d'une

distance Dl contre l'action antagoniste du ressort 7 jusqu'à ce que la tête 13 échappe aux verrous 3. Sollicités par la bande élastique 6, les verrous 3 reviennent alors en position initiale, sensiblement en appui sur la tige T de l'ensemble largable Ib en assurant un verrouillage de celui-ci grâce à l'appui de l'épaulement annulaire Eb de la tête 13 sur les faces radiales supérieures Vb-Vc des verrous 3.

Ce verrouillage est confirmé grâce à l'engagement de l'épaulement annulaire Eb sur le secteur plat Vb avec engagement du secteur Vc de forme convexe dans la gorge annulaire Ec. On obtient ainsi une double sécurité interdisant toute possibilité de déverrouillage due à une contrainte transversale susceptible de rétracter involontairement les verrous 3.

Au cours de l'engagement de l'ensemble de largage Ib dans l'ensemble de support, le manchon de déverrouillage 4 se maintient contre la butée radiale Ef ₅ l'espace libre compris entre le manchon 4 et la tête 13 étant sensiblement égal à la largeur axiale des verrous 3.

Pour effectuer un déverrouillage, il suffit d'exercer sur la drisse D un effort de traction F2 supérieur à Fl de manière à provoquer un déplacement relatif de l'élément largable Ib vis-à-vis de l'élément de support la, contre l'action du ressort 7.

Au cours de ce déplacement, le manchon de déverrouillage 4 poussé par la butée radiale Ef s'engage entre les verrous 3 par effet de coin. A la fin de cet engagement, les formes de la face intérieure des verrous 3 coopèrent avec les formes (sensiblement complémentaires) de la face extérieure Re-Rf du manchon 4, pour assurer une solidarisation temporaire des verrous 3 (en position ouverte) et du manchon de déverrouillage 4.

II est alors possible de dégager l'ensemble largable Ib de l'ensemble fixé la en exerçant un effort d'extraction sur l'ensemble largable Ib en sens inverse des efforts Fl et F2.

Dans un premier temps, on obtient alors un coulissement de la tige T dans le manchon de déverrouillage 4 puis le passage de l'ensemble tête 13/manchon 4 entre les verrous 3 demeurés en position ouverte.

A la fin de ce passage, les verrous 3 reviennent à leur position initiale et l'ensemble de support 1 a est prêt à recevoir à nouveau l'ensemble largable Ib.

Bien entendu, l'invention ne se limite pas au mode d'exécution précédemment décrit.

Ainsi, notamment, le dispositif de liaison pourrait présenter une structure inversée par rapport à celle précédemment décrite, l'ensemble de support présentant une structure analogue à celle de l'ensemble largable Ib précédemment décrite tandis que la structure de l'ensemble largable correspond à celle de l'ensemble de support la.

Les figures 8 à 10 montrent un dispositif de ce genre dans lequel l'élément largable constitue un émerillon.

Dans cet exemple, l'élément de support 21a présente une structure quasiment identique à celle de l'élément largable Ib illustré figure 1 à la différence que les moyens d'attache 22 qui sont ici conçus pour assurer une fixation en tête de mât sont équipés d'une poulie de renvoi 23 sur laquelle peut passer une drisse 24 qui coulisse au travers de la tige 25 et de la tête 26 pour venir se fixer, par son extrémité, sur le corps 27 de l'ensemble largable 21b.

Cet ensemble largable 21b, dont la structure est partiellement similaire à celle de l'ensemble de support la représenté figure 1, comprend d'une façon analogue un corps tabulaire 27 muni de lumières radiales 28 dans lesquelles coulissent des verrous 29 sollicités par une bande élastique 30.

Ces verrous 29 sont protégés par un carter annulaire 31.

Toutefois, contrairement à la solution précédente, ce corps 27 ne comprend pas de moyen d'attache comparable à l'œilleton 10. En effet, le corps 27 de forme extérieure cylindrique constitue ici l'élément central d'un émerillon dont l'élément extérieur est constitué par un tronçon tubulaire 32 dans lequel s'engage la partie inférieure du corps 27.

Ce tronçon tubulaire 32 qui est équipé de moyens d'attache d'un élément largable tel qu'une voile ou qu'un étai (ici des œilletons 33, 34) est monté rotatif sur le corps 27 grâce à deux roulements logés dans l'espace annulaire compris entre le corps 27 et le tronçon 32, à savoir :

- un premier roulement Rl comportant deux portées Pl, P2 de roulement annulaires radiales entre lesquelles est disposée une première série de billes

Bl, ce roulement Rl étant disposé entre une surface radiale d'une douille 35 vissée sur un taraudage prévu dans l'alésage du tronçon tubulaire 32 et une surface radiale d'une douille 36 vissée sur un filetage prévu sur le corps 27,

- un deuxième roulement R2 comportant deux portées de roulement axiales P3, P4 entre lesquelles est disposée une deuxième série de billes B2, ce roulement R2 étant disposé entre la surface extérieure (axiale) de la douille 36 et la surface intérieure (cylindrique) du tronçon tubulaire 32.

Dans cet exemple, la partie inférieure du tronçon 32 comprend, dans sa partie située au-dessous du corps 27, une partie conique 38 dans laquelle sont formés les œilletons 33, 34 et une partie cylindrique 39 de plus petit diamètre dans

laquelle peut, par exemple, s'emboîter un élément cylindrique éventuellement tabulaire du dispositif largable 21b.

Grâce aux dispositions précédemment décrites, l'invention permet d'obtenir une liaison à haute résistance à la traction dans laquelle les deux ensembles à assembler sont libres en rotation.

Cette liaison s'avère particulièrement satisfaisante pour hisser puis verrouiller une voile en tête de mât à l'aide d'une même drisse de petit diamètre.

Néanmoins, l'invention ne se limite pas à cette application. Elle peut s'appliquer dans de nombreux systèmes de verrouillage/déverrouillage dans lesquels l'assemblage avec verrouillage ainsi que la commande de déverrouillage doivent s'effectuer à distance.