FR2735187A1 - Poussoir a actionnement unique motorise par un materiau a memoire de forme. - Google Patents
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Abstract
Pour commander notamment le débridage et le décollement de deux pièces, sur un engin spatial tel qu'un satellite ou une sonde, il est proposé un poussoir (10) à actionnement unique, motorisé par un organe (36) et placé dans un boîtier (12), entre une paroi (18) de ce dernier et un piston (24). Il est associé à un réchauffeur (38). Un système de détrompage (20, 26, 32), sensible à un déplacement de la pièce (24) provoqué par un allongement de l'organe (36), empêche le montage du poussoir (10) lorsqu'il a déjà été actionné.
Description
POUSSOIR A ACTIONNEMENT UNIQUE MOTORISE PAR UN MATERIAU
A MEMOIRE DE FORME.
A MEMOIRE DE FORME.
DESCRIPTION
Domaine technique
L'invention concerne un poussoir motorisé par un matériau à mémoire de forme, de façon à ne pouvoir être actionné qu'une seule fois.
Domaine technique
L'invention concerne un poussoir motorisé par un matériau à mémoire de forme, de façon à ne pouvoir être actionné qu'une seule fois.
Un tel poussoir peut être utilisé dans de nombreux domaines industriels, dès lors que l'on désire pouvoir commander un déplacement relatif unique et irréversible entre deux pièces, d'amplitude limitée, de façon sûre et efficace et sans induire de choc.
Une application privilégiée concerne l'industrie spatiale et notamment la réalisation de fonctions telles que le verrouillage sans jeu d'une articulation après déploiement d'un appendice (réflecteur d'antenne, panneau de générateur solaire, etc.), le dégerbage de pièces immobilisées l'une par rapport à l'autre lors du lancement d'un engin spatial, et le décollement éventuel des surfaces en contact de ces pièces.
Etat de la technique
On a déjà proposé d'utiliser des matériaux à mémoire de forme pour commander le dégerbage d'un appendice. Ainsi, le document FR-A-2 667 842 décrit un mécanisme rotatif dans lequel une précharge est appliquée entre deux pièces reliées l'une à l'autre par des roulements à billes, lors du lancement d'un engin spatial, afin que les roulements ne soient pas endommagés par les sollicitations mécaniques élevées qui se pro duisent à ce moment. Ce mécanisme comprend une pièce en un matériau à mémoire de forme dont un échauffement au-delà de sa température de changement d'état provoque l'allongement. Cet allongement a pour effet de décoller les surfaces maintenues en contact lors du lancement et de supprimer la précharge appliquée sur les roulements, de façon à autoriser la rotation relative des deux pièces.
On a déjà proposé d'utiliser des matériaux à mémoire de forme pour commander le dégerbage d'un appendice. Ainsi, le document FR-A-2 667 842 décrit un mécanisme rotatif dans lequel une précharge est appliquée entre deux pièces reliées l'une à l'autre par des roulements à billes, lors du lancement d'un engin spatial, afin que les roulements ne soient pas endommagés par les sollicitations mécaniques élevées qui se pro duisent à ce moment. Ce mécanisme comprend une pièce en un matériau à mémoire de forme dont un échauffement au-delà de sa température de changement d'état provoque l'allongement. Cet allongement a pour effet de décoller les surfaces maintenues en contact lors du lancement et de supprimer la précharge appliquée sur les roulements, de façon à autoriser la rotation relative des deux pièces.
Un mécanisme de ce type présente de nombreux avantages. Parmi ces avantages, on citera notamment la fiabilité, le niveau élevé de l'effort délivré, l'absence de choc et le caractère non polluant.
Lorsqu'on désire intégrer un organe en un matériau à mémoire de forme dans un mécanisme quelconque tel que celui qui est décrit dans le document
FR-A-2 667 842, il est actuellement nécessaire d'adapter les pièces adjacentes afin notamment de protéger l'organe en un matériau à mémoire de forme lors des manipulations, et de lui associer un réchauffeur électrique et ses conducteurs d'alimentation, ainsi que des moyens d'isolation thermiques lorsque cela est nécessaire. Cette nécessité d'adaptation constitue une contrainte qui pénalise l'utilisation de tels organes en matériau à mémoire de forme, par rapport à des techniques concurrentes plus traditionnelles, telles que les composants pyrotechniques, qui peuvent être utilisés directement sans aucune adaptation.
FR-A-2 667 842, il est actuellement nécessaire d'adapter les pièces adjacentes afin notamment de protéger l'organe en un matériau à mémoire de forme lors des manipulations, et de lui associer un réchauffeur électrique et ses conducteurs d'alimentation, ainsi que des moyens d'isolation thermiques lorsque cela est nécessaire. Cette nécessité d'adaptation constitue une contrainte qui pénalise l'utilisation de tels organes en matériau à mémoire de forme, par rapport à des techniques concurrentes plus traditionnelles, telles que les composants pyrotechniques, qui peuvent être utilisés directement sans aucune adaptation.
Par ailleurs, les seuls matériaux à mémoire de forme actuellement utilisables sont des matériaux irréversibles, c'est-à-dire des matériaux qui ne peuvent revenir à leur état initial lorsqu'ils ont franchi une fois leur température de changement de phase. Cela ne constitue pas, en soi, un inconvénient lorsqu'on désire réaliser un poussoir irréversible à actionnement unique. Cela peut toutefois le devenir, notamment dans l'application à l'industrie spatiale, s'il existe un risque pour que le franchissement de la température de changement de phase soit intervenu avant le lancement de l'engin spatial. En effet, le montage d'un organe en un matériau à mémoire de forme ayant déjà été utilisé auparavant pourrait avoir des conséquences très graves, pouvant aller jusqu'à empêcher la réalisation de la mission initialement prévue.
Exposé de l'invention
L'invention a principalement pour objet un poussoir à actionnement unique, motorisé par un matériau à mémoire de forme, conçu de façon à pouvoir être utilisé sans adaptation particulière, à la manière d'un composant pyrotechnique, ce poussoir étant en outre réalisé de telle sorte qu'il ne peut être monté qu'à condition que la température de changement de phase du matériau à mémoire de forme n' ait pas été franchie auparavant.
L'invention a principalement pour objet un poussoir à actionnement unique, motorisé par un matériau à mémoire de forme, conçu de façon à pouvoir être utilisé sans adaptation particulière, à la manière d'un composant pyrotechnique, ce poussoir étant en outre réalisé de telle sorte qu'il ne peut être monté qu'à condition que la température de changement de phase du matériau à mémoire de forme n' ait pas été franchie auparavant.
Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un poussoir à actionnement unique, caractérisé par le fait qu'il comprend - deux pièces annulaires formant pistons ; - un organe annulaire, en un matériau à mémoire de
forme, placé entre les deux pièces annulaires ; - des moyens de chauffage de l'organe annulaire - des moyens de liaison des pièces annulaires,
maintenant normalement ces dernières en appui contre
l'organe annulaire - des moyens d'isolation thermique de l'organe
annulaire - des moyens formant boîtier, entourant l'organe
annulaire et les moyens de chauffage - des moyens de fixation du poussoir sur une pièce
extérieure ; et - des moyens de détrompage interdisant une utilisation
des moyens de fixation lorsqu'un allongement de
l'organe annulaire s'est produit.
forme, placé entre les deux pièces annulaires ; - des moyens de chauffage de l'organe annulaire - des moyens de liaison des pièces annulaires,
maintenant normalement ces dernières en appui contre
l'organe annulaire - des moyens d'isolation thermique de l'organe
annulaire - des moyens formant boîtier, entourant l'organe
annulaire et les moyens de chauffage - des moyens de fixation du poussoir sur une pièce
extérieure ; et - des moyens de détrompage interdisant une utilisation
des moyens de fixation lorsqu'un allongement de
l'organe annulaire s'est produit.
Dans une première forme de réalisation de l'invention, les moyens formant boîtier comprennent une jupe. Cette jupe peut être solidaire de l'une des pièces annulaires ou montée sur cette pièce par une liaison avec un jeu axial limité, inférieur à l'allongement de l'organe annulaire produit par le franchissement de la température de changement de phase du matériau à mémoire de forme.
Dans une deuxième forme de réalisation de l'invention, les moyens formant boîtier comprennent deux jupes cylindriques liées à chacune des deux pièces annulaires.
De préférence, les moyens de liaison comprennent des régions complémentaires formées respectivement sur chacune des pièces annulaires, ces régions étant normalement emboîtées l'une dans l'autre.
Les régions complémentaires de ces moyens de liaison peuvent alors être tronconiques et comprendre une région mâle formée sur des languettes solidaires d'une première des pièces annulaires et aptes à être déformées vers l'intérieur lors d'un allongement de l'organe annulaire. Dans ce cas, les moyens de fixation comprennent un passage qui traverse la première pièce annulaire. Ce passage est obstrué, au moins partiellement, par les languettes lorsque celles-ci sont déformées, de telle sorte que ces languettes forment les moyens de détrompage.
Dans la première forme de réalisation de l'invention et lorsque la jupe est solidaire de l'une des pièces annulaires, les moyens de fixation peuvent aussi comprendre un filetage formé sur l'extrémité de la jupe. Les moyens de détrompage comprennent alors au moins une lame de ressort fixée par une première extrémité dans une rainure formée sur la jupe et dont la deuxième extrémité est normalement maintenue par la deuxième pièce annulaire dans une position effacée, dégageant le filetage. Un allongement de l'organe annulaire a pour effet de libérer la deuxième extrémité de la lame de ressort, de telle sorte que celle-ci prend alors une position en saillie, interdisant l'utilisation du filetage.
Dans ce cas, la deuxième extrémité de la lame de ressort porte avantageusement un doigt qui traverse une ouverture formée dans la jupe, pour être normalement en prise dans une encoche formée sur la deuxième pièce annulaire.
Dans la deuxième forme de réalisation de l'invention, l'une des jupes cylindriques est pourvue de fentes, de façon à former des griffes élastiques normalement en prise sur l'autre jupe, ces griffes étant libérées lors d'un allongement de l'organe annulaire, pour se déformer vers l'extérieur, de telle sorte que les griffes élastiques forment les moyens de détrompage.
Les moyens de fixation du poussoir sur une pièce extérieure peuvent aussi comprendre une entretoise traversant les deux pièces annulaires, fixée à l'une de ces pièces, et munie d'un épaulement contre lequel l'autre pièce annulaire est normalement en appui, de telle sorte que l'entretoise forme aussi lesdits moyens de liaison des pièces annulaires.
Dans ce cas, l'entretoise comporte avantageusement une zone de moindre résistance située entre l'épaulement et une région de fixation de l'entretoise sur la première pièce, de telle sorte que la zone de moindre résistance est apte à se rompre lors d'un allongement de l'organe annulaire.
Les moyens d'isolation thermique peuvent comprendre des organes interposés entre les extrémités de l'organe annulaire et les pièces annulaires. Ces organes sont alors soit des rondelles en un matériau thermiquement isolant, soit des pièces comportant une extrémité intérieure et une extrémité extérieure reliées l'une à l'autre par un corps central de section thermiquement résistante.
Chacune des pièces annulaires peut aussi comporter une extrémité intérieure et une extrémité extérieure reliées l'une à l'autre par un corps central de section thermiquement résistante, formant lesdits moyens d'isolation thermique.
Avantageusement, les moyens de chauffage comprennent un réchauffeur électrique entourant l'organe annulaire, des conducteurs électriques d'alimentation de ce réchauffeur traversant l'une des pièces annulaires.
Brève description des dessins
On décrira à présent, à titre d'exemples non limitatifs, différentes formes de réalisation de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale illustrant une première forme de réalisation d'un poussoir conforme à l'invention ;
- la figure 2 illustre l'utilisation du poussoir de la figure 1 dans un mécanisme de gerbage susceptible d'être implanté sur un engin spatial ;
- la figure 3 est une vue en coupe longitudinale comparable à la figure 1 illustrant une deuxième forme de réalisation du poussoir selon l'invention ;;
- la figure 4 est une vue en coupe comparable aux figures 1 et 3 illustrant une autre forme de réalisation du poussoir selon l'invention
- la figure 5 est une vue en coupe comparable aux figures 1, 3 et 4 illustrant encore une autre forme de réalisation de l'invention ; et
- la figure 6 est une vue comparable à la figure 2, illustrant l'utilisation d'encore une autre forme de réalisation de l'invention.
On décrira à présent, à titre d'exemples non limitatifs, différentes formes de réalisation de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale illustrant une première forme de réalisation d'un poussoir conforme à l'invention ;
- la figure 2 illustre l'utilisation du poussoir de la figure 1 dans un mécanisme de gerbage susceptible d'être implanté sur un engin spatial ;
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- la figure 5 est une vue en coupe comparable aux figures 1, 3 et 4 illustrant encore une autre forme de réalisation de l'invention ; et
- la figure 6 est une vue comparable à la figure 2, illustrant l'utilisation d'encore une autre forme de réalisation de l'invention.
Exposé détaillé de modes de réalisation
Sur la figure 1, la référence 10 désigne de façon générale un poussoir irréversible à actionnement unique conforme à l'invention. Ce poussoir 10 constitue un composant prêt à l'emploi, que l'utilisateur peut implanter dans un assemblage quelconque, sans avoir à réaliser d'aménagement particulier.
Sur la figure 1, la référence 10 désigne de façon générale un poussoir irréversible à actionnement unique conforme à l'invention. Ce poussoir 10 constitue un composant prêt à l'emploi, que l'utilisateur peut implanter dans un assemblage quelconque, sans avoir à réaliser d'aménagement particulier.
Le poussoir 10 comprend une première pièce annulaire , formant piston, réalisée en une seule pièce dans la forme de réalisation de la figure 1. Cette pièce 12 peut être réalisée en une matière suffisamment rigide pour transmettre des efforts de poussée importants, tout en présentant une bonne élasticité dans ses zones de moindre épaisseur. Ce matériau peut notamment être un métal.
Des moyens formant boîtiers, constitués par une jupe extérieure de protection cylindrique 14 sont solidaires de la première pièce 12. La pièce 12 comporte en outre un tube intérieur 16 et une paroi d'extrémité 18 reliant deux extrémités adjacentes de la jupe 14 et du tube 16. Le tube 16 est disposé coaxialement à la jupe 14, à l'intérieur de celle-ci.
La jupe 14 est légèrement plus longue que le tube 16, de telle sorte que son extrémité opposée à la paroi 18 fasse saillie légèrement au-delà de l'extrémité correspondante du tube 16.
Sur la majeure partie de sa longueur et jusqu'à son extrémité opposée à la paroi 18, le tube intérieur 16 comporte des encoches 19, orientées parallèlement à l'axe du tube et formant entre elles des languettes 20, d'épaisseur réduite. Ces languettes 20 sont aptes à être déformées élastiquement vers l'intérieur, comme on le verra ultérieurement.
Entre la jupe 14, le tube 16 et la paroi 18, la pièce 12 délimite intérieurement un évidement annulaire 22 qui s'ouvre vers l'extérieur à son extrémité opposée à la paroi 18.
Une deuxième pièce annulaire 24 formant piston est placée dans l'extrémité ouverte de l'évidement annulaire 22, de façon à obturer au moins partiellement cet évidement. Plus précisément, la pièce annulaire 24 comprend une partie centrale tubulaire 25 emmanchée sur les languettes 20, de façon à être normalement portée par ces dernières comme l'illustre la figure 1. A cet effet, l'extrémité de la partie tubulaire 25 tournée vers la paroi 18 de la pièce 12 comporte intérieurement un renflement annulaire dont les flancs définissent deux surfaces tronconiques 26 et 28 tournées respectivement vers l'extrémité ouverte et vers l'extrémité fermée de l'évidement annulaire 22.De façon comparable, les languettes 20 comportent, sur leur surface extérieure, un renflement annulaire dont les flancs définissent deux surfaces tronconiques 30 et 32 tournées respectivement vers l'extrémité ouverte et vers l'extrémité fermée de l'évidement 22. Lorsque la pièce annulaire 24 est placé sur les languettes 20, la surface annulaire 26 est normalement en appui sur la surface annulaire 32, pour définir un état de repos illustré sur la figure 1. Les surfaces 26 et 32 définissent ainsi des moyens de liaison des pièces 12 et 24. La face 27 de la pièce 24 tournée vers l'extrémité ouverte de l'évidement 22 est alors légèrement en retrait par rapport au plan contenant les extrémités de la jupe 14 et des languettes 20.
Pour compléter le guidage de la pièce 24 sur les languettes 20, on voit sur la figure 1 que cette pièce 24 comporte intérieurement, à son extrémité tournée vers l'extrémité ouverte de l'évidement 22, une portée cylindrique 34 qui coulisse normalement sur la surface extérieure cylindrique des languettes 20.
Le poussoir 10 conforme à l'invention comporte en outre, dans l'évidement annulaire 22, un organe annulaire 36 réalisé en un matériau à mémoire de forme. Ce matériau est choisi de telle sorte qu'une élévation de sa température au-delà d'une température de changement de phase déterminée se traduit par un allongement de l'organe annulaire 36 d'une longueur déterminée (quelques mm) selon son axe.
De façon plus précise, l'organe annulaire 36 est placé dans l'évidement annulaire 22 de telle sorte que l'une de ses extrémités soit en appui contre la paroi d'extrémité 18 de la pièce 12 et que son extrémité opposée soit en appui contre une partie 29 en forme de plateau de la pièce 24. Cet appui est réalisé de telle sorte que les extrémités de l'organe annulaire 36 soient également centrées respectivement sur la partie du tube intérieur 16 adjacente à la paroi d'extrémité 18 et sur la partie tubulaire 25 de la pièce annulaire 24. Par conséquent, un allongement de l'organe annulaire 36 dû à son échauffement au-delà de sa température de changement de phase a pour effet de repousser la pièce annulaire 24 vers l'extrémité ouverte de l'évidement annulaire 22.
Le poussoir 10 conforme à l'invention comprend en outre des moyens de chauffage de l'organe annulaire 36, constitués par exemple par un réchauffeur électrique 38 entourant cet organe annulaire. Le réchauffeur électrique 38 peut notamment être collé ou plaqué directement sur le matériau à mémoire de forme dans lequel est réalisé l'organe annulaire 36. Son alimentation en courant électrique est assurée par des conducteurs électriques 40 qui traversent un passage 42 formé dans la paroi d'extrémité 18 de la pièce 12, pour être raccordés sur un connecteur électrique (non représenté) à l'extérieur de cette pièce.
Afin que l'échauffement de l'organe annulaire 36, lors de la mise sous tension du réchauffeur électrique 38, ne soit pas transmis à l'extérieur du poussoir 10, on interpose de préférence des pièces thermiquement isolantes, respectivement entre les extrémités de l'organe annulaire 36 d'une part et la paroi d'extrémité 18 de la pièce 12 ainsi que la pièce annulaire 24, d'autre part. Dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 1, ces pièces thermiquement isolantes sont constituées par des rondelles 44, à section en forme de L. Ces rondelles 44 sont réalisées en un matériau thermiquement isolant, d'épaisseur réduite, apte à empêcher le transfert de la chaleur tout en assurant une bonne transmission des efforts qui sont appliqués entre la paroi d'extrémité 18 et la pièce 24 selon l'axe du poussoir 10, lorsque l'organe annulaire 36 augmente de longueur.
L'assemblage du poussoir 10 est réalisé aisément en plaçant successivement dans l'évidement annulaire 22 de la pièce 12 la première rondelle 44 thermiquement isolante, l'organe annulaire 36 portant le réchauffeur électrique 38, la deuxième rondelle 44 thermiquement isolante et la pièce annulaire 24. Lorsque cette dernière est enfilée sur les languettes 20, la surface tronconique 28 formée sur la pièce 24 vient en appui sur la surface tronconique 30 formée sur les languettes, ce qui a pour effet de déformer ces dernières radialement vers l'intérieur jusqu'à ce que la pièce 24 soit encliquetée sur les languettes dans la position illustrée sur la figure 1. L'élasticité des languettes 20 ramène alors celles-ci dans leur état de repos, illustré sur la figure 1.Dans cet état de repos, des griffes 46 formées à l'extrémité des languettes 20 et orientées radialement vers l'intérieur délimitent dans la pièce 12 un passage axial 48 qui traverse la pièce sur toute sa longueur. Comme on l'a représenté sur la figure 2, ce passage axial est prévu pour être traversé par un organe de fixation tel qu'un tirant 50, une vis, un goujon, etc..
Sous l'effet d'un allongement de l'organe annulaire 36 provoqué par son échauffement au-delà de la température de changement de phase du matériau qui le constitue, la pièce 24 est déplacée en éloignement de la paroi 18 de la pièce 12, parallèlement à l'axe du poussoir 10. Du fait de la coopération des surfaces tronconiques 26 et 32, ce déplacement de la pièce 24 a pour effet de replier les languettes 20 vers l'intérieur. Les griffes 46 se rapprochent alors les unes des autres de telle sorte que le diamètre du passage 48 est considérablement réduit. Les languettes 20 terminées par les griffes 46 constituent ainsi des moyens de détrompage empêchant toute utilisation des moyens de fixation tels que le tirant 50 sur la figure 2. En effet, la section du passage 48 est alors très insuffisante pour permettre le passage de ce tirant ou de tout organe de fixation analogue.Par conséquent, si le poussoir 10 a été actionné par inadvertance avant qu'on envisage sa mise en place définitive, cette mise en place est impossible. Cette caractéristique est particulièrement importante dans l'utilisation du poussoir 10 sur un engin spatial, car elle permet d'avoir la certitude que le poussoir implanté sur l'engin est bien en état de marche.
Sur la figure 2, on a illustré schématiquement à titre d'exemple le montage du poussoir 10 de la figure 1 entre deux pièces 52 et 54 que l'on désire pouvoir dégerber et séparer après le lancement de l'engin.
Dans ce cas, l'extrémité ouverte de la jupe 14 du boîtier 12 comporte une bride ou des oreilles 56, par lesquelles le boîtier 12 peut être fixé sur la pièce 52, par exemple au moyen de vis 58. Par ailleurs, le tirant 50 ou tout organe de fixation équivalent est utilisé pour brider la pièce 54 contre la pièce 52 en prenant appui sur la paroi d'extrémité 18 du boîtier 12. Dans l'exemple représenté, ce placage est assuré par l'intermédiaire de surfaces tronconiques complémentaires 60 et 62 formées respectivement sur les pièces 52 et 54.
Lorsque l'assemblage est réalisé, il existe entre la face 27 de la pièce annulaire 24 tournée vers l'extérieur de l'évidement annulaire 22 et la face en vis-à-vis de la pièce 54 un jeu suffisant pour que la précharge appliquée entre les pièces 52 et 54 au travers du tirant 50 ne soit pas appliquée à l'organe annulaire 36. Cependant, ce jeu est sensiblement inférieur à l'allongement de cet organe annulaire 36 provoqué par le franchissement de la température de changement de phase du matériau qui le constitue.
Lorsque le réchauffeur électrique 38 est mis sous tension, le franchissement de la température de changement de phase du matériau constituant l'organe annulaire 36 se traduit par l'allongement de ce dernier. Sous l'effet de cet allongement, la pièce 24 vient en appui contre la pièce 54. Cette dernière est donc repoussée en éloignement de la pièce 52 et de la pièce 12 fixé sur cette pièce 52 par les vis 58. Cela a pour conséquences, d'une part, la rupture du tirant 50, qui comporte à cet effet une amorce de rupture 64 et, d'autre part, un décollement des surfaces tronconiques en contact 60 et 62. On assure ainsi simultanément le dégerbage et le décollement des deux pièces 52 et 54.
Il est à noter que l'agencement illustré sur la figure 2 permet d'assurer un gerbage particulièrement efficace au moyen de surfaces tronconiques complémentaires, du fait que le poussoir 10 garantit le décollement de ces surfaces.
Sur la figure 3, on a représenté une deuxième forme de réalisation du poussoir 10. Sur cette figure, le poussoir est représenté sur la partie droite avant son actionnement et sur la partie gauche après son actionnement.
Dans la forme de réalisation de la figure 3, le poussoir 10 présente pour l'essentiel les mêmes caractéristiques que le poussoir décrit précédemment en se référant à la figure 1. La différence essentielle concerne la possibilité de fixer la pièce 12 sur une pièce extérieure par un filetage 66 formé sur la surface extérieure de la jupe 14 du boîtier de la pièce 12, à l'extrémité de cette jupe, et l'adjonction de moyens de détrompage associés à ces moyens de fixation complémentaires.
Ces moyens de détrompage comprennent au moins une lame de ressort 68 logée dans une rainure 70 formée sur la surface extérieure de la jupe 14, parallèlement à l'axe du poussoir 10. Plus précisément, la lame de ressort 68 est fixée par son extrémité la plus proche de la paroi 18 de la pièce 12, dans le fond de la rainure 70, par exemple au moyen d'un rivet 72.
A son extrémité la plus proche du filetage 66, la lame de ressort 68 porte un doigt 74 orienté radialement vers l'intérieur. Ce doigt 74 traverse une ouverture 76 formée dans la jupe 14, pour venir normalement en prise dans une encoche annulaire 78 formée sur la face de la partie 29 de la pièce annulaire 24 tournée vers la paroi d'extrémité 18 de la pièce 12.
De façon plus précise, lorsque le poussoir 10 n'a pas encore été actionné, la lame de ressort 68 occupe une position effacée, illustrée sur la partie droite de la figure 3, dans laquelle le doigt 74 est accroché dans l'encoche annulaire 78 de la pièce, maintenant ainsi la lame de ressort dans le fond de la rainure 70. Dans ces conditions, il est possible de visser ou de dévisser la pièce 12 à l'aide du filetage 66.
En revanche, lorsque le poussoir 10 a été actionné, la pièce 24 s'est déplacé en éloignement de la paroi d'extrémité 18 de la pièce 12, de telle sorte que le doigt 74 n'est plus en prise dans l'encoche annulaire 78. Dans ces conditions et comme on l'a représenté sur la partie gauche de la figure 3, la lame de ressort 68 reprend son état naturel de repos, dans lequel la lame est légèrement incurvée vers l'extérieur à partir de son extrémité fixée sur la pièce 12 par le rivet 72. Par conséquent, l'extrémité opposée de la lame de ressort 68 fait saillie hors de la rainure 70 et empêche le vissage de la pièce 12 sur une pièce extérieure à l'aide du filetage 66.
Bien entendu, les moyens de fixation ainsi que les moyens de détrompage décrits précédemment en se référant aux figures 1 et 2 peuvent être utilisés en même temps que les moyens de fixation et de détrompage qui viennent d'être décrits comme l'illustre la figure 3. Au contraire, il est aussi possible d'utiliser ces moyens de fixation et de détrompage isolément, sans sortir du cadre de l'invention.
Sur la figure 4, on a représenté un poussoir 10 illustrant une troisième forme de réalisation de l'invention. Dans cette forme de réalisation, le poussoir 10 se distingue essentiellement par le fait qu'au lieu de permettre la commande simultanée du dégerbage et du décollement des surfaces en contact, il effectue ces deux opérations de façon séquentielle.
A cet effet, au lieu d'être réalisée en un seul bloc, la pièce 12 est formée dans ce cas d'une partie intérieure tubulaire 16 et d'une jupe extérieure tubulaire 16 reliées l'une à l'autre, au niveau de la paroi 18, par une liaison 80 autorisant entre la partie intérieure 16 et la jupe 14 un déplacement limité parallèlement à l'axe du poussoir 10. Le jeu axial limité ainsi défini par la liaison 80 est cependant sensiblement inférieur à l'allongement de l'organe annulaire 36 sous l'effet du changement de phase du matériau qui le constitue.
On a représenté sur la partie droite de la figure 4 les positions occupées par les différentes pièces constituant le poussoir 10 avant son actionnement, alors que les mêmes pièces sont représentées sur la partie gauche après l'actionnement du poussoir.
Ainsi, lorsque le poussoir 10 est utilisé pour assurer le gerbage de deux pièces 52 et 54 comme on l'a représenté sur la partie droite de la figure 4, on utilise un montage analogue à celui de la figure 2.
Plus précisément, la jupe 14 de la pièce 12 est fixée sur la pièce 52 par des vis 58. Par ailleurs, un organe de fixation tel qu'un tirant 50 maintient des surfaces tronconiques 60 et 62 des pièces 52 et 54 en appui l'une contre l'autre. La partie extérieure tubulaire 16 de la pièce 12 occupe alors sa position illustrée sur la partie droite de la figure 4, c'est-à-dire la position la plus éloignée de l'extrémité ouverte de l'évidement annulaire 22. Comme précédemment, la pièce annulaire 24 n'est alors pas en contact avec la pièce 54.
Lorsque le poussoir 10 est actionné, la pièce 24 vient en appui sur la pièce 54 et provoque ainsi la rupture du tirant 50 en commandant son allongement.
Dans un deuxième temps, la poursuite de l'allongement de l'organe annulaire 36 provoque un déplacement axial relatif entre la jupe 14 et la partie extérieure tubulaire. Ce déplacement relatif assure la commande du décollement des pièces 52 et 54, après le rattrapage du jeu axial défini par la liaison 80.
Sur la figure 5, on a représenté une autre forme de réalisation de l'invention qui diffère essentiellement de la forme de réalisation décrite précédemment en se référant aux figures 1 et 2 par la nature des pièces thermiquement isolantes qui sont interposées, respectivement, entre les extrémités de l'organe annulaire 36 d'une part et les pièces 12 et 24 d'autre part.
De façon plus précise, au lieu d'être constituées par des rondelles de faible épaisseur en un matériau thermiquement isolant, les pièces 44' sont constituées dans ce cas par des pièces réalisées en un matériau quelconque, présentant une bonne tenue mécanique, telle qu'un métal. L'isolation thermique est obtenue en donnant aux pièces 44' une forme particulière assurant une bonne résistance thermique entre les surfaces de ces pièces qui sont en contact avec l'organe annulaire 36 et les surfaces de ces pièces qui sont en contact avec les pièces 12 et 24.
De façon plus précise, chacune des pièces 44' comporte une bride d'extrémité intérieure 82 prenant appui soit sur la pièce 24, soit sur la pièce 12, une bride d'extrémité extérieure 84 prenant appui sur l'organe annulaire 36, et un corps central 86 à section en forme de U aplati, c'est-à-dire de faible épaisseur et de grande longueur. La section donnée au corps central 86 donne aux pièces 44' un caractère thermiquement résistant, entre les brides 82 et 84.
Cette forme de réalisation permet d'assurer la transmission d'efforts mécaniques importants, sans que la chaleur transmise à l'organe annulaire 36 ne soit transférée aux pièces adjacentes de l'assemblage.
Dans une autre forme de réalisation illustrée sur la figure 6, le poussoir 10 comprend deux pièces annulaires 12 et 24 formant pistons identiques l'une à l'autre. De plus, ces pièces 12 et 14 présentent la même structure que les pièces 44' thermiquement isolantes qui viennent d'être décrites en se référant à la figure 5. Par conséquent, les pièces annulaires 12 et 24 constituent également, dans ce cas, les moyens d'isolation thermique de l'organe annulaire 36, en un matériau à mémoire de forme, placé entre ces pièces.
Compte tenu de la structure particulière des pièces annulaires 12 et 24, les moyens de liaison par les lesquels ces pièces sont normalement maintenues en appui contre l'organe annulaire 36 comprennent, dans ce cas, une entretoise 50 qui fait alors partie intégrante du poussoir 10. Cette entretoise 50 présente la forme d'un goujon qui traverse coaxialement les pièces 12 et 24 ainsi que l'organe annulaire 36.
Pour assurer la liaison entre les pièces 12 et 24, l'entretoise 50 comporte un filetage 88 sur lequel la pièce 12 est vissée, puis collée, ainsi qu'une collerette 90 contre laquelle la pièce 24 est normalement en appui. Plus précisément, le filetage 88 est vissé et collé dans la bride d'extrémité intérieure de la pièce 12 et la collerette 90 est en appui contre la bride d'extrémité intérieure de la pièce 24.
L'entretoise 50 forme en outre un moyen de fixation, par lequel le poussoir 10 peut être fixé sur des pièces extérieures 52 et 54. A cet effet, l'entretoise 50 comporte, au-delà de la collerette 90, une extrémité filetée 92 prévue pour être vissée dans la pièce extérieure 54, jusqu'à la venue en appui de la collerette 90 contre la pièce 54. L'extrémité opposée 94 de l'entretoise 50, également filetée, reçoit un écrou 96 prévu pour venir en appui contre le couvercle amovible 98 d'un carter 100 prévu, sur la pièce extérieure 52, pour recevoir le poussoir 10.
De façon plus précise, le poussoir 10 est d'abord placé dans le carter 100 dépourvu de son couvercle 98. L'entretoise 50 est alors vissée dans la pièce 54, prévue pour être en contact avec la pièce 52 par les surfaces tronconiques complémentaires 60 et 62.
Après mise en place du couvercle 98, l'écrou 96 est vissé, ce qui a pour effet de plaquer l'une contre l'autre les surfaces 60 et 62.
A proximité de la collerette 90, du côté du filetage 88, l'entretoise 50 comporte une région de diamètre réduit 64 constituant une amorce de rupture.
Cette région 64 se rompt lors de l'allongement de l'organe annulaire 36, provoquant ainsi le décollement et la séparation des pièces 52 et 54.
Sur la figure 6, on a représenté une entretoise 50 pourvue d'un épaulement 102 entre la région 64 et le filetage 88. Cet épaulement 102 est situé en regard d'un épaulement 104 formé dans la pièce 104. Cet agencement permet d'éviter tout risque d'échappement de la pièce 24 hors de la pièce 52, après rupture de l'entretoise 50.
Dans la forme de réalisation de la figure 6, au lieu d'être constitués par une jupe liée à la pièce 12, les moyens formant boîtier comprennent deux jupes cylindriques 14 et 14' liées respectivement aux pièces 12 et 24. Ces jupes entourent totalement l'organe annulaire 36 et son réchauffeur 38 lorsque le poussoir 10 n'a pas été actionné, comme l'illustre la partie gauche de la figure 6.
Chacune des jupes 14 et 14' comporte une extrémité en forme de disque, qui fait saillie vers l'intérieur de façon à être pincée entre l'organe annulaire 36 et la bride d'extrémité extérieure de la pièce 12, 24 qui lui correspond.
Par ailleurs, la jupe 14 est pourvue de fentes longitudinales 106 en dehors de son extrémité précitée, en forme de disque. Elle forme ainsi des griffes élastiques, qui tendent à se déformer vers l'extérieur comme on l'a représenté sur la partie droite de la figure 6.
Les griffes de la jupe 14 sont normalement maintenues par la jupe 14' (dépourvue de fentes) dans une configuration sensiblement cylindrique illustrée sur la partie gauche de la figure 6, lorsqu'aucun allongement de l'organe annulaire 36 n'est intervenu.
En effet, l'extrémité de la jupe 14' coiffe alors l'extrémité des griffes de la jupe 14, pour les empêcher de prendre leur forme naturelle.
Lorsqu'un allongement de l'organe annulaire 36 se produit, les extrémités des griffes de la jupe 14 s'échappent de l'extrémité de la jupe 14'. Les griffes s'écartent alors vers l'extérieur et constituent ainsi un moyen de détrompage qui empêche l'introduction du poussoir 10 dans le carter 100 dépourvu de son couvercle 98.
Bien entendu, les différentes formes de réalisation décrites précédemment peuvent être combinées les unes aux autres, sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, les pièces 44' de la figure 5 peuvent être utilisées à la place des pièces 44 dans les formes de réalisation des figures 1, 3 et 4.
La description qui précède montre que le poussoir selon l'invention constitue un dispositif prêt à l'emploi, à actionnement unique, permettant de réaliser un déplacement linéaire irréversible d'amplitude réduite (quelques millimètres), sous un effort important (plusieurs milliers de newton), et comportant des moyens passifs de détrompage garantissant qu'un poussoir ayant fonctionné ne pourra être utilisé à nouveau, par erreur.
Claims (15)
1. Poussoir à actionnement unique, caractérisé par le fait qu'il comprend - deux pièces annulaires formant pistons ; - un organe annulaire (36), en un matériau à mémoire de
forme, placé entre les deux pièces annulaires ; - des moyens de chauffage (38) de l'organe annulaire
(36) - des moyens de liaison (26,32) des pièces annulaires,
maintenant normalement ces dernières en appui contre
l'organe annulaire (36) - des moyens d'isolation thermique (44,44') de l'organe
annulaire ; - des moyens formant boîtier (14), entourant l'organe
annulaire (36) et les moyens de chauffage (38) ; - des moyens de fixation (48) du poussoir sur une pièce
extérieure ; et - des moyens de détrompage (20) interdisant une
utilisation des moyens de fixation (48) lorsqu'un
allongement de l'organe annulaire s'est produit.
2. Poussoir selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens formant boîtier comprennent une jupe (14) solidaire de l'une (12) des pièces annulaires.
3. Poussoir selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens formant boîtier comprennent une jupe (14) montée sur l'une (12) des pièces annulaires par une liaison (80) avec un jeu axial limité, inférieur audit allongement de l'organe annulaire.
4. Poussoir selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens formant boîtier comprennent deux jupes cylindriques (14,14'), liées à chacune des deux pièces annulaires (12,24).
5. Poussoir selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de liaison comprennent des régions complémentaires (26,32) formées respectivement sur chacune des pièces annulaires (12,24), ces régions étant normalement emboîtées l'une dans l'autre.
6. Poussoir selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les régions complémentaires (26,32) sont tronconiques et comprennent une région mâle (32) formée sur des languettes (20) solidaires d'une première (12) des pièces annulaires et aptes à être déformées vers l'intérieur lors d'un allongement de l'organe annulaire (36), les moyens de fixation comprenant un passage (48) traversant la première pièce annulaire (12), ce passage étant obstrué au moins partiellement, par lesdites languettes (20) lorsque celles-ci sont déformées, de telle sorte que ces languettes forment les moyens de détrompage.
7. Poussoir selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens de fixation comprennent un filetage (66) formé sur l'extrémité de la jupe (14), et par le fait que les moyens de détrompage comprennent au moins une lame de ressort (68) fixée par une première extrémité dans une rainure (70) formée sur la jupe (14), et dont la deuxième extrémité est normalement maintenue par la deuxième pièce annulaire (24) dans une position effacée, dégageant ledit filetage (66), un allongement de l'organe annulaire (36) ayant pour effet de libérer la deuxième extrémité de la lame de ressort (68), de telle sorte que celle-ci prend alors une position en saillie, interdisant l'utilisation du filetage.
8. Poussoir selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la deuxième extrémité de la lame de ressort (68) porte un doigt (74) qui traverse une ouverture (76) formée dans la jupe (14), pour être normalement en prise dans une encoche (78) formée sur la pièce annulaire (24).
9. Poussoir selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'une (14) des jupes cylindriques est pourvue de fentes (106), de façon à former des griffes élastiques normalement en prise sur l'autre jupe (14'), ces griffes étant libérées lors d'un allongement de l'organe annulaire (36), pour se déformer vers l'extérieur, de telle sorte que les griffes élastiques forment les moyens de détrompage.
10. Poussoir selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de fixation du poussoir sur une pièce extérieure comprennent une entretoise (50) traversant les deux pièces annulaires (12,24), fixée à l'une (12) de ces pièces, et munie d'un épaulement (90) contre lequel l'autre pièce annulaire (24) est normalement en appui, de telle sorte que l'entretoise (50) forme aussi lesdits moyens de liaison des pièces annulaires.
11. Poussoir selon la revendication 10, caractérisé par le fait que l'entretoise (50) comporte une zone de moindre résistance (64) située entre l'épaulement (90) et une région de fixation de l'entretoise sur la première pièce (12), de telle sorte que la zone de moindre résistance est apte à se rompre lors d'un allongement de l'organe annulaire (36).
12. Poussoir selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens d'isolation thermique comprennent des rondelles (44) en un matériau thermiquement isolant, interposées entre les extrémités de l'organe annulaire (36) et les pièces annulaires (12,24)
13. Poussoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que les moyens d'isolation thermique comprennent des pièces (44') interposées entre les extrémités de l'organe annulaire (36) et les pièces annulaires (12,24), chacune de ces pièces comportant une extrémité intérieure (82) et une extrémité extérieure (84) reliées l'une à l'autre par un corps central de section thermiquement résistante.
14. Poussoir selon l'une quelconque des revendication 1 à 11, caractérisé par le fait que chacune des pièces annulaires (12,24) comporte une extrémité intérieure et une extrémité extérieure reliées l'une à l'autre par un corps central de section thermiquement résistante, formant lesdits moyens d'isolation thermique.
15. Poussoir selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de chauffage comprennent un réchauffeur électrique (38) entourant l'organe annulaire (36), des conducteurs électriques (40) d'alimentation de ce réchauffeur traversant l'une (12) des pièces annulaires.
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