FR2799807A1

FR2799807A1 - Lock for ball-and -socket joint mounted in cylindrical sleeve comprises two disks below the socket with grooves which face each other to form annular channel containing balls and rod inserted through bore in sleeve which is pushed

Info

Publication number: FR2799807A1
Application number: FR9912829A
Authority: FR
Inventors: Michael Mittelstaedt; Franck Seguin
Original assignee: Gitzo Holding SA
Current assignee: Gitzo Holding SA
Priority date: 1999-10-14
Filing date: 1999-10-14
Publication date: 2001-04-20
Anticipated expiration: 2019-10-14
Also published as: FR2799807B1

Abstract

The lock for a ball-and-socket joint (14, 26) mounted in a cylindrical sleeve (10) comprises two disks (28, 30) placed below the socket (26).These have grooves which face each other to form an annular channel (32) containing a number of balls (34). A rod (44) is inserted through a bore in the sleeve and has a wider end (40) which can be pushed between the balls to varying degrees, so that the socket is pushed against the ball section of the joint and it is locked against a retaining component (22) at the top of the sleeve.

Description

La présente invention concerne un dispositif verrouillage d'une rotule équipant un pied auquel peut être fixé un appareil quelconque, par exemple un appareil photographique, un camescope, appareil de mesure ou équivalent. The present invention relates to a locking device of a ball equipping a foot to which can be fixed any device, for example a camera, a camcorder, measuring device or equivalent.

Le problème classique d'une rotule est de pouvoir obtenir un verrouillage efficace de la rotule lorsque l'appareil équipant le pied est dans la position souhaitée, ceci tout en permettant un mouvement de l'appareil lorsque la rotule est déverrouillée. The classic problem of a ball joint is to be able to obtain effective locking of the patella when the device equipping the foot is in the desired position, while allowing a movement of the device when the ball is unlocked.

Dans le document FR-A-2 346 594, est décrit un dispositif de verrouillage de rotule comprenant - une cage dans laquelle la rotule est montée pivotante, cette cage comportant une extrémité ouverte à travers laquelle sort une tige solidaire de la rotule, - moyens de retenue prévus dans cette extrémité ouverte pour empêcher retrait de la rotule, - pièce de poussée montée coulissante dans la cage et pourvue d'une surface concave servant de siège à la rotule, - et des moyens de commande destinés à bloquer la pièce de poussée contre la rotule et celle-ci contre les moyens de retenue. Les moyens de commande, selon ce document, comprennent une tige filetée traversant librement un premier manchon et se vissant dans un autre manchon, tous deux montés coulissants librement dans des orifices pratiqués dans la paroi de la cage, ces manchons présentant sur leur paroi externe des chanfreins inclinés d'un même angle l'un vers l'autre et formant siège pour la pièce de poussée. Des moyens de retenue sont fixés manchons pour les maintenir en place dans les orifices, en cas de retrait de la tige. FR-A-2,346,594 discloses a ball joint locking device comprising - a cage in which the ball joint is pivotally mounted, this cage having an open end through which a rod secured to the ball joint retainers provided in this open end to prevent shrinkage of the ball joint, - thrust piece slidably mounted in the cage and provided with a concave surface serving as seat for the ball joint, - and control means for blocking the thrust piece against the ball and the latter against the retaining means. The control means, according to this document, comprise a threaded rod passing freely through a first sleeve and screwing into another sleeve, both mounted sliding freely in orifices in the wall of the cage, these sleeves having on their outer wall chamfered inclined at the same angle to each other and forming seat for the thrust piece. Retaining means are attached sleeves to hold them in place in the orifices, in case of removal of the rod.

Un tel moyen de commande permet d'obtenir un serrage tres efficace de la rotule, mais il engendre des forces de frottement importantes, mouvement de la rotule manquant alors de souplesse. Such a control means makes it possible to obtain a very effective tightening of the ball joint, but it generates significant frictional forces, movement of the ball then lacking in flexibility.

La présente invention se situe dans ce contexte et a pour but d'obvier à cet inconvénient. The present invention is in this context and aims to overcome this disadvantage.

L'invention concerne donc un dispositif de verrouillage d'une rotule du type comprenant une cage de forme cylindrique présentant un axe longitudinal, dans laquelle la rotule est montée pivotante, cette cage comportant au moins une extrémité ouverte à travers laquelle une tige solidaire la rotule fait saillie pour acceuillir un appareil, des moyens de retenue prevus dans l'extrémité ouverte pour interdire l'expulsion de la rotule, une pièce poussée montée coulissante dans la cage et présentant une paroi concave servant de siège à la rotule, et des moyens de commande destinés à pousser la pièce de poussée contre la rotule et celle-ci contre les moyens de retenue. Selon l'invention, deux pièces respectivement supérieure et inférieure, présentent chacune une cavité en forme de gouttière annulaire de même diamètre moyen, les cavités étant en regard l'une de l'autre de manière à définir entre elles un logement annulaire fermé, la pièce supérieure étant montée coulissante dans la cage sous la pièce de poussée, tandis que la pièce inférieure repose sur des moyens d'appui fixes. The invention therefore relates to a device for locking a ball of the type comprising a cylindrical cage having a longitudinal axis, wherein the ball is pivotally mounted, the cage having at least one open end through which a rod secured to the ball joint protrudes to accommodate an apparatus, retaining means provided in the open end to prohibit the expulsion of the patella, a pushed piece slidably mounted in the cage and having a concave wall serving as seat for the ball joint, and means for control intended to push the thrust piece against the ball and the latter against the retaining means. According to the invention, two parts, respectively upper and lower, each have an annular gutter-shaped cavity of the same average diameter, the cavities being opposite one another so as to define between them a closed annular housing, the upper part being slidably mounted in the cage under the thrust piece, while the lower part rests on fixed support means.

Une pluralité de billes est disposée avec un jeu minimal dans le logement annulaire. A plurality of balls are arranged with minimal clearance in the annular housing.

Un pointeau radial est monté traversant un perçage pratiqué dans les pièces supérieure et inférieure, l'extrémite intérieure du pointeau venant s'insérer entre deux billes adjacentes. A radial needle is mounted through a bore in the upper and lower parts, the inner end of the needle being inserted between two adjacent balls.

Un organe de manoeuvre extérieur permet de régler le degré de pénétration du pointeau radial entre les deux billes adjacentes. An external actuator makes it possible to adjust the degree of penetration of the radial needle between the two adjacent balls.

De préférence, les parois centrifuges du logement annulaire affectent une forme substantiellement tronconique. Preferably, the centrifugal walls of the annular housing affect a substantially frusto-conical shape.

Ainsi, lorsque l'on enfonce le pointeau, celui-ci pousse les billes vers les parois centrifuges de la gouttière annulaire. pièce inférieure étant fixe, la pièce supérieure est ainsi sollicitée par billes vers le haut et repousse à son tour la pièce de poussée contre rotule, laquelle se trouve ainsi bloquée contre les moyens de retenue. Thus, when we press the needle, it pushes the balls to the centrifugal walls of the annular channel. the lower part being fixed, the upper part is thus solicited by balls upwards and in turn pushes the thrust piece against ball, which is thus locked against the retaining means.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit modes préférés de réalisation donnés à titre non limitatif et à laquelle deux planches de dessins sont annexées sur lesquelles la Figure 1 une vue schématique en coupe axiale du dispositif de verrouillage selon premier mode de réalisation de l'invention ; la Figure 2 est une vue en coupe radiale suivant la ligne II-II de la Figure 1 ; la Figure 3 une vue schématique en coupe axiale du dispositif de verrouillage selon deuxième mode de réalisation de l'invention; et la Figure 4 est une vue en coupe radiale suivant la ligne IV-IV de la Figure 3. The invention will be better understood, and other objects, advantages and characteristics thereof will appear more clearly on reading the description which follows preferred embodiments given without limitation and to which two drawing plates are appended to which Figure 1 a schematic axial sectional view of the locking device according to the first embodiment of the invention; Figure 2 is a radial sectional view along the line II-II of Figure 1; Figure 3 is a schematic axial sectional view of the locking device according to the second embodiment of the invention; and FIG. 4 is a radial sectional view along the line IV-IV of FIG. 3.

Le dispositif de verrouillage d'une rotule représenté sur les Figures qui viennent d'être succinctement décrites comprend une cage cylindrique 10 présentant un axe longitudinal, cage qui est ouverte à une extrémité et fermée à son autre extrémité par un fond 12. The locking device of a ball joint shown in the figures that have just been briefly described comprises a cylindrical cage 10 having a longitudinal axis, which cage is open at one end and closed at its other end by a bottom 12.

Dans cette cage, est emprisonnée une rotule sphérique 14 présentant un diametre sensiblement identique au diamètre intérieur de la cage 10. La rotule est pourvue d'une tige 16 qui fait saillie hors de la cage à travers l'extrémité ouverte de celle-ci. La tige 16 porte, de façon générale conventionnelle, socle 18 et un pion 20 tout deux destinés à fixer un appareil, tel qu'un appareil photographique ou un appareil de mesure, appareil qui n'a pas été représenté ici. In this cage is imprisoned a spherical ball 14 having a diameter substantially identical to the inner diameter of the cage 10. The ball is provided with a rod 16 which projects out of the cage through the open end thereof. The rod 16 carries, generally conventional, base 18 and a pin 20 both for fixing an apparatus, such as a camera or a measuring apparatus, apparatus which has not been shown here.

La rotule 14 est retenue dans la cage 10 au moyen d'un anneau élastique fendu 22 qui vient se clipser dans une gorge annulaire 24 pratiquée dans la paroi intérieure de la cage cylindrique 10 au voisinage de l'extrémité ouverte. La rotule 14 repose, d'autre part, à l'opposé de la tige 16, sur une pièce de poussée 26, présentant une paroi concave 27 servant de siège pour la rotule 14, et présentant un diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur de la cage 10, dont la paroi supérieure affecte substantiellement forme complémentaire à celle de la rotule 14. The ball 14 is retained in the cage 10 by means of a split elastic ring 22 which is clipped into an annular groove 24 formed in the inner wall of the cylindrical cage 10 in the vicinity of the open end. The ball 14 rests, on the other hand, opposite the rod 16, on a thrust piece 26, having a concave wall 27 serving as a seat for the ball 14, and having a diameter substantially equal to the inner diameter of the cage 10, whose upper wall affects substantially complementary shape to that of the ball 14.

De façon avantageuse, l'anneau fendu 22 et la pièce poussée 26 sont tout deux réalisés en un matériau antigrippant vis à ' de celui de la rotule 14. Bien évidemment, les parois de contact respectivement de la pièce de poussée 26 et de l'anneau fendu 22 avec la rotule 14 affectent chacune, de préférence, la forme d'une zone sphérique de même diamètre que celui de la rotule 14. Advantageously, the split ring 22 and the pushed piece 26 are both made of an anti-seize material screwed to that of the ball joint 14. Of course, the contact walls respectively of the thrust piece 26 and the split ring 22 with the ball joint 14 each preferably have the shape of a spherical zone of the same diameter as that of the ball 14.

Des moyens de commande sont prévus pour déplacer la pièce de poussée vers le haut (sur les Figures 1 et 3), de manière à appuyer fermement la rotule 14 contre les moyens de retenue constitués par l'anneau fendu immobilisé par la gorge 24. Ces moyens de commande comprennent deux pièces sensiblement identiques montées tête-bêche, et 30, se présentent sous la forme de deux anneaux (Figure 1) ou de deux disques (Figure 3), dont le diamètre extérieur est sensiblement identique au diamètre intérieur de la cage 10. Control means are provided for moving the thrust piece upwards (in FIGS. 1 and 3) so as to firmly press the ball 14 against the retaining means constituted by the split ring immobilized by the groove 24. control means comprise two substantially identical parts mounted head to tail, and 30, are in the form of two rings (Figure 1) or two discs (Figure 3), whose outer diameter is substantially identical to the inner diameter of the cage 10.

Ces deux pièces 28, 30 présentent chacune une cavité en forme de gouttière annulaire de même diamètre moyen, les deux cavités étant mises en regard l'une de l'autre, de manière à déterminer un logement annulaire 32 dans lequel va être reçue une pluralité de billes substantiellement identiques 34, disposées côte à côté et montées avec un jeu minimal de manière à remplir substantiellement le logement annulaire 32. Le diamètre billes est tel qu'elles restent au contact, au repos, du fond de chacune cavités en regard, tandis que la somme des diamètres de ces billes sensiblement égale à la circonférence moyenne du logement annulaire. These two parts 28, 30 each have an annular gutter-shaped cavity of the same average diameter, the two cavities being placed opposite one another, so as to determine an annular housing 32 in which a plurality will be received. substantially identical balls 34, arranged side by side and mounted with minimal clearance so as to substantially fill the annular housing 32. The bead diameter is such that they remain in contact, at rest, the bottom of each cavities opposite, while that the sum of the diameters of these balls substantially equal to the average circumference of the annular housing.

Dans les exemples représentés sur les Figures, les parois centrifuges 36, 38 du logement annulaire 32 affectent une forme sensiblement tronconique ou équivalent. In the examples shown in the figures, the centrifugal walls 36, 38 of the annular housing 32 have a substantially frustoconical shape or equivalent.

Entre deux billes adjacentes, est inséré un pointeau radial 40 dont on comprendra qu'il a pour rôle, lorsqu'on l'enfonce radialement entre les billes, de repousser les billes vers les parois centrifuges 36, 38 deux pièces 28, 30 et, ainsi, de provoquer le coulissement axial de pièce supérieure 28, puisque la pièce inférieure 30 est fixe. Between two adjacent balls, is inserted a radial needle 40 which will be understood that its role, when pressed radially between the balls, to push the balls to the centrifugal walls 36, 38 two parts 28, 30 and, thus, to cause the axial sliding of upper part 28, since the lower part 30 is fixed.

Dans le mode de réalisation illustré sur les Figures 1 et 2, le pointeau 40 est une pièce indépendante guidée dans un perçage axial 42 déterminé dans les deux pièces 28, 30. Ce pointeau 40 peut être plus ou moins introduit dans le logement 32 au moyen d'un moyen de manoeuvre 44 constitué par une vis de poussee radiale traversant la cage 10, et qui peut être manoeuvrée au moyen bouton moleté 46 dont la rotation va déterminer le degré de pénétration pointeau radial 40 entre deux billes adjacentes. In the embodiment illustrated in Figures 1 and 2, the needle 40 is an independent piece guided in an axial bore 42 determined in the two parts 28, 30. This needle 40 can be more or less introduced into the housing 32 by means an operating means 44 constituted by a radial thrust screw passing through the cage 10, and which can be operated by means of knurled knob 46 whose rotation will determine the degree of penetration radial needle 40 between two adjacent balls.

Dans le mode de réalisation illustré sur les Figures 3 et 4, le pointeau 40 et le moyen de manoeuvre 44 ne constituent qu'une seule pièce monolithique. Le pointeau 40 peut présenter une extrémité effective semi- sphérique (Figures 1 et 2), conique (Figures 3 et 4) ou en forme de coin. In the embodiment illustrated in Figures 3 and 4, the needle 40 and the operating means 44 are only one monolithic part. The needle 40 may have an effective semi-spherical (Figures 1 and 2), conical (Figures 3 and 4) or wedge-shaped end.

Pour réduire au minimum le jeu de la rotule dans la cage, on peut prévoir au moins trois vis de réglage 48 (Figure 1) vissées dans le fond 12 de la cage et venant en contact avec la paroi inférieure de la pièce inférieure 30. To minimize the play of the ball in the cage, it is possible to provide at least three adjustment screws 48 (FIG. 1) screwed into the bottom 12 of the cage and coming into contact with the bottom wall of the bottom piece 30.

Le montage du dispositif se fait à partir de l'extrémité supérieure de la cage 10. Pour cela, dans les exemples de réalisation illustrés sur les Figures, vis 48 étant complètement dévissées dans le cas du mode de réalisation la Figure 1, on introduit successivement la piece inférieure 30, les billes la pièce supérieure 28, la pièce de poussée et la rotule 14, l'ensemble ces pièces reposant sur le fond 12. La gorge est, de ce fait, complètement dégagée, ce qui permet de mettre en place l'anneau fendu 22. Pour cela, il suffit de le resserrer afin de diminuer légèrement son diamètre pour qu'il puisse passer à travers l'ouverture supérieure de la cage, puis de le lâcher pour qu'il se clipse dans la gorge 18. La rotule est alors prisonnière. The mounting of the device is done from the upper end of the cage 10. For this, in the embodiments shown in the Figures, screw 48 being completely unscrewed in the case of the embodiment of Figure 1, is introduced successively. the lower piece 30, the balls the upper piece 28, the thrust piece and the ball 14, all these parts resting on the bottom 12. The groove is, therefore, completely unobstructed, which allows to set up the split ring 22. To do this, simply tighten it to slightly reduce its diameter so that it can pass through the upper opening of the cage, then release it so that it closes in the throat 18 The patella is then a prisoner.

On regle alors, dans le cas du mode de réalisation de la Figure 1, les vis 48 pour éliminer le jeu de la rotule et pour amener tous les éléments en contact avec les autres. Ce serrage permet également de régler la dureté mouvement de la rotule. Then, in the case of the embodiment of FIG. 1, the screws 48 are adjusted to eliminate the play of the ball and to bring all the elements in contact with each other. This tightening also makes it possible to adjust the hardness of the swivel movement.

La cage 10 peut être fixée sur un trépied par l'intermédiaire de l'orifice taraudé 50. Lorsque l'on veut bloquer rotule, on serre la vis 44, ce qui provoque l'enfoncement du pointeau 40. pression exercée par celui-ci est transmise de proche en proche à toutes billes qui viennent se plaquer contre les parois centrifuges 36, 38, repoussant de ce fait vers le haut la pièce supérieure 28, la bague de poussée 26 et la rotule 14 contre l'anneau fendu 22. The cage 10 can be fixed on a tripod via the threaded orifice 50. When one wants to lock the ball, tighten the screw 44, which causes the depression of the needle 40. pressure exerted by it is transmitted gradually to all balls which are pressed against the centrifugal walls 36, 38, thereby pushing up the upper part 28, the thrust ring 26 and the ball 14 against the split ring 22.

Si, au contraire, on desserre la vis 44, les billes 34 sont libérées et se détachent des parois centrifuges 38. La pièce supérieure 28, la pièce poussée 26 et la rotule 10 ne sont alors plus serrées contre l'anneau fendu 22. If, on the contrary, the screw 44 is loosened, the balls 34 are released and are detached from the centrifugal walls 38. The upper part 28, the pushed piece 26 and the ball 10 are then no longer clamped against the split ring 22.

Bien que l'on ait représenté décrit ce que l'on considère actuellement être les modes de réalisation préférés de la présente invention, il est évident que l'Homme de l'Art pourra apporter différents changements et modifications sans sortir du cadre de la présente invention tel que défini ci-après.Although it has been shown that what is currently considered to be the preferred embodiments of the present invention, it is obvious that those skilled in the art can make various changes and modifications without departing from the scope of this invention as defined below.

Claims

1 - Device for locking a ball joint comprising - a cage (10) of cylindrical shape having a longitudinal axis, wherein the ball (14) is pivotally mounted, said cage (10) having at least one open end through which rod (16) integral with the ball protrudes to accommodate an apparatus, - retaining means (22) provided in said at least one open end to prohibit the expulsion of the ball (14) by said open end, - pushing piece (26) slidably mounted in the cage (10) and having concave wall (27) serving as seat for said ball (14), and - control means (34,40,44) for pushing the said pushed piece (26) against said ball (44) and said ball against said retained means (22), characterized in that said control means comprise - two parts respectively upper (28) and lower (30) having each a cavity in annular gutter shape of the same average diameter, said cavities being opposite one another in the manner of defining between them a closed annular housing (32), the upper part (28) being mounted axially sliding in the cage (10). ) under the thrust piece (26), while the lower piece (30) rests on fixed support means (48), - a plurality of balls (34) mounted with a minimum clearance in said annular housing (32), - a radial needle (40) mounted through a bore (42) practical in said upper and lower parts (28, 30) and whose inner end is inserted between two adjacent balls (34), and - operating means ( 44) for adjusting the degree of penetration of said radial needle between two adjacent balls (34). 2 - locking device according to claim 1, characterized in that said retaining means are constituted by a split ring (22) which is snapped into an annular groove (24) formed on the inner wall of the cage (10), in the vicinity of said at least one open end. 3 - locking device according to claim 1 or 2, characterized in that said thrust piece (26) and said split ring (22) are made of anti-seize material with respect to that of the ball joint (14). 4 - locking device according to one of claims 2 and 3, characterized in that the respective contact walls of said thrust piece (26) and said split ring (22) with said ball (14) affect each the shape of a spherical zone of the same diameter as that of said ball (14). 5 - Locking device according to any one of the preceding claims, characterized in that said cage (10) is closed at its other end by a bottom (12) carrying said support means (48). 6 - locking device according to claim 5, characterized in that said support means are adjustable and are constituted by at least three screws (48) passing through said bottom (12) of the cage (10) and come to take bearing against the lower radial wall of the lower part (30). 7 - Locking device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that said support means are constituted by a disk or a ring secured to said cage (10) and closing off at least partially the other end of said cage (10). 8 - Locking device according to any one of the preceding claims, characterized in that said radial needle (40) and said operating means (44) constitute a single piece monolithic. 9 - Locking device according to any one of the preceding claims, characterized in that the centrifugal walls of said annular housing affect a substantially frustoconical shape. <B> 10 - </ B> Locking device according to any one of the preceding claims, characterized in that the sum of the diameters of said balls (34) is substantially equal to the average circumference of said annular housing.