FR2973778A1 - Dispositif de verrouillage/deverrouillage rearmable - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif (1) de verrouillage / déverrouillage réarmable, à réserve d'énergie, dans lequel un équipage mobile comportant un doigt (2) solidaire d'une cloche (6) maintient un ressort principal (5), comprimé entre la cloche et un couvercle (4) d'un corps (3) creux. Des billes (7) mobiles radialement, saillant d'une cage (8) en direction d'une lèvre d'appui (6b) de la cloche, et bloquées par une bague (9) de détente maintiennent l'équipage mobile dans une position étendue. Un actionneur (12) électromagnétique est adapté pour attirer la bague (9) de détente dans une position de tir lorsqu'il est alimenté en énergie électrique à l'encontre d'un ressort secondaire (10). La lèvre d'appui (6b) de la cloche (6) comporte en regard de chaque bille (7) un logement (6a) en forme de calotte sphérique, adapté pour recevoir ladite bille lorsque l'équipage mobile est en position étendue.

Description

DISPOSITIF DE VERROUILLAGE / DÉVERROUILLAGE RÉARMABLE L'invention concerne un dispositif de verrouillage / déverrouillage réarmable, et plus particulièrement un tel dispositif adapté pour servir en environnement spatial, sur des satellites par exemple.

Dans le domaine des véhicules spatiaux, par exemple des satellites artificiels, il est courant de concevoir certains organes déployables, tels que panneaux solaires, mats d'antennes, couvercles d'optiques, etc. de telle sorte que ceux-ci présentent un premier état replié, le cas échéant sous l'effort d'un ou plusieurs ressorts, adapté pour minimiser l'encombrement et l'inertie lors des phases de lancement, et un second état déployé lorsque le satellite est en phase de service opérationnel. Ces organes sont maintenus en position repliée par des dispositifs d'immobilisation comportant au moins un dispositif de verrouillage / déverrouillage comprenant un doigt escamotable. Lorsque le doigt est dans une première position, dite position étendue, l'organe est maintenu en position repliée. A réception d'une commande de déploiement, le doigt passe dans une seconde position dite position rétractée dans laquelle le dispositif d'immobilisation est libéré et l'organe peut se déployer. Pour la simplification de la description, on désigne par « dispositif de verrouillage » un dispositif de verrouillage / déverrouillage possédant les fonctions de verrouillage lorsque le doigt escamotable est dans sa première position et de déverrouillage quand il est dans sa seconde position. Ces dispositifs de verrouillage doivent respecter de nombreuses contraintes, particulièrement du fait de leurs conditions d'usage. En particulier, ils doivent être d'encombrement et de masse réduits, résister à des chocs, accélérations et vibrations violents par exemple lors d'un lancement et supporter des efforts radiaux et axiaux importants sur le doigt sans changer d'état. Ils doivent également permettre le changement de position du doigt avec une énergie de commande réduite malgré des efforts radiaux et axiaux appliqués sur celui-ci par les dispositifs d'immobilisations associés.

On connaît des dispositifs de verrouillage utilisant des charges pyrotechniques pour changer d'état, mais ces dispositifs présentent de nombreux inconvénients. Outre les risques inhérents à la manipulation de matières explosives, les chocs générés par l'explosion de la charge imposent une structure renforcée (et donc lourde) du dispositif de verrouillage. De plus, ces dispositifs sont à usage unique et ne peuvent être réarmés qu'en remplaçant la charge explosive si la structure le supporte. De plus, le réarmement d'un dispositif de verrouillage pyrotechnique nécessite en général une dépose complète ce qui rend difficile, voire impossible le réarmement sur place lors de tests ou pendant les étapes d'intégration.

D'autres dispositifs de verrouillage utilisent une réserve d'énergie mécanique (par exemple un ressort comprimé) pour permettre un changement d'état malgré les contraintes externes. On connaît par exemple du document US 5,771,742 un dispositif de verrouillage comportant un doigt mobile axialement dans un boitier entre une position étendue dans laquelle il est verrouillé et une position rétractée dans laquelle il est amené sous l'effet de la force d'un ressort. Le doigt mobile est maintenu dans sa position étendue contre l'effort exercé par le ressort par un moyen de blocage rétractable s'exerçant sur une couronne tronconique à l'extrémité d'une cloche solidaire du doigt. Le moyen de blocage comprend deux billes mobiles entre une position saillant radialement dans laquelle la couronne porte sur les billes et une position d'effacement, dans laquelle la couronne est libérée. Les billes sont maintenues en pression contre la couronne par une came tronconique maintenue en place par un second ressort. Un actionneur à mémoire de forme est adapté pour déplacer la came tronconique sous l'effet d'une élévation de température de telle sorte que les billes peuvent se déplacer vers leur position d'effacement et de ce fait libérer la couronne. Sous l'effet de la force du premier ressort, la cloche et le doigt de verrouillage se déplacent vers leur position rétractée. Quoiqu'efficace, un tel dispositif présente divers inconvénients. L'actionneur à mémoire de forme dépend de sa température pour 30 changer d'état ce qui peut être problématique en environnement spatial pour des satellites dont la gamme de température est très étendue, de - 200°C à + 150°C par exemple. Le moyen de blocage exige des billes de grande dimension pour résister à des charges axiales importantes en position étendue ce qui entraine un surplus de poids. En outre, la tenue d'un tel dispositif aux charges radiales est limitée et ces charges peuvent entrainer une rotation du doigt. La présente invention vise un dispositif de verrouillage qui ne présente pas les inconvénients de la technique antérieure et permet dans un encombrement réduit et avec une masse limitée d'offrir un fonctionnement fiable et des performances accrues.

En particulier, l'invention vise à fournir un tel dispositif de verrouillage apte à supporter des charges axiales et radiales bien supérieures aux dispositifs de la technique antérieure tout en garantissant un déverrouillage fiable dans ces conditions. L'invention vise encore à fournir un tel dispositif 15 particulièrement adapté au fonctionnement dans l'espace, dans des gammes de températures étendues. L'invention vise également à fournir un tel dispositif qui soit réarmable simplement. Pour ce faire, l'invention concerne un dispositif de 20 verrouillage / déverrouillage réarmable, à réserve d'énergie, du type comportant : - un corps creux sensiblement cylindrique, fermé à une de ses extrémités par un couvercle comportant un passage, - un équipage mobile comportant un doigt dont une extrémité traverse le couvercle et une cloche cylindrique, coaxiale au corps et solidaire de 25 l'autre extrémité du doigt, ledit équipage étant mobile en translation le long d'un axe de révolution du corps, entre une première position, dite position étendue et une seconde position dite position rétractée, - un premier élément élastique, dit ressort principal, comprimé entre le couvercle du corps et la cloche, adapté pour emmagasiner une réserve d'énergie mécanique lorsque l'équipage est en position étendue et la restituer lors du passage de l'équipage en position rétractée, - un moyen de blocage, adapté pour maintenir l'équipage en position étendue, comportant une pluralité de billes mobiles radialement, saillant d'une cage cylindrique coaxiale à la cloche en direction d'une lèvre d'appui de la cloche, et maintenues dans cette position par une bague de détente, - un mécanisme de détente, adapté pour permettre l'effacement du moyen de blocage, comprenant : o une bague de détente, mobile en translation selon l'axe de révolution du corps, adaptée pour maintenir les billes en position saillante vers la cloche dans une position dite position de repos, et pour permettre l'effacement des billes en direction radiale dans une seconde position dite position de tir, o un second élément élastique, dit ressort secondaire, adapté pour maintenir la bague de détente en position de repos, et o un actionneur électromagnétique, adapté pour attirer la bague de détente dans sa position de tir lorsqu'il est alimenté en énergie électrique, caractérisé en ce que la lèvre d'appui de la cloche comporte en regard de chaque 20 bille un logement en forme de calotte sphérique, adapté pour recevoir ladite bille lorsque l'équipage mobile est en position étendue. Le contact entre les billes et leur logement en forme de calotte sphérique permet une répartition des contraintes sur une surface de contact supérieure à celle qui pourrait être obtenue par un contact plan / sphère comme dans 25 la technique antérieure. Le contact plan / sphère est assimilable à un point lorsque aucun effort n'est appliqué et s'apparente à un disque lorsque l'effort augmente, compte tenu d'une déformation élastique des surfaces en regard. Lorsque la charge augmente, la surface du disque augmente proportionnellement moins vite que la charge donc les contraintes développées dans la lèvre d'appui et la bille peuvent 30 rapidement dépasser les limites élastiques des matériaux utilisés et détruire le dispositif. Grâce au contact sphère / calotte sphérique, la surface de contact augmente beaucoup plus rapidement pour une même variation de la charge et les contraintes développées sont minimisées. Ainsi, l'utilisation de logements en forme de calotte sphérique en regard des billes de blocage de la lèvre d'appui permet d'augmenter la charge axiale et radiale admissible par le dispositif pour un encombrement équivalent aux dispositifs de la technique antérieure. D'autres avantages sont également obtenus grâce à ces logements en forme de calotte sphérique. Par exemple, les billes sont naturellement centrées dans l'axe des logements et reviennent naturellement en position si elles ont été déplacées par des chocs ou des vibrations. De même, cette construction permet d'éviter une éventuelle mise en rotation de l'équipage mobile par rapport au corps. Avantageusement et selon l'invention, chaque logement en forme de calotte sphérique présente une forme et des dimensions telles qu'un plan tangent à la bille au point de contact entre celle-ci et le logement forme un angle, dit angle de contact, strictement positif avec un plan orthogonal à l'axe de révolution du corps. Dès lors, même sous un effort axial minimum, la composante radiale de celui-ci exercé par la lèvre d'appui sur les billes permet d'assurer que celles-ci sont correctement mises en mouvement vers leur position d'effacement lorsque la bague de détente passe en position de tir. Avantageusement et selon l'invention, le doigt, la cloche, la bague de détente et l'actionneur électromagnétique comportent chacun un alésage cylindrique d'axe confondu avec l'axe du corps et de diamètre adapté pour permettre le passage d'une tige au travers du dispositif. Grâce à cette disposition, il est possible de concevoir des dispositifs d'immobilisation d'encombrement réduit, le dispositif de verrouillage pouvant alors être monté de manière coaxiale avec une tige faisant partie du dispositif d'immobilisation. Avantageusement et selon l'invention, l'un des alésages traversant l'équipage mobile présente un diamètre inférieur aux autres alésages de manière à pouvoir coopérer avec une butée de réarmement solidaire d'une tige traversant le dispositif. En déplaçant une tige traversant le dispositif de verrouillage (par exemple la tige d'un dispositif d'immobilisation) dans le sens de compression du ressort principal, une butée de réarmement solidaire de cette tige vient au contact d'une portée de butée formée par le diamètre le plus étroit des alésages de l'équipage mobile, entraine celui-ci et comprime le ressort principal jusqu'à ce que la paroi interne de la cloche libère les billes du moyen de blocage qui reprennent leur place initiale pour maintenir le dispositif en position étendue. Avantageusement et selon l'invention, le moyen de blocage comporte de neuf à dix billes. Cette disposition avantageuse permet de répartir les efforts axiaux sur un plus grand nombre de billes et donc de minimiser la contrainte exercée sur chaque couple bille / logement. En outre, les billes étant uniformément réparties, les charges radiales s'exerçant sur l'équipage mobile sont également mieux réparties. Avantageusement et selon l'invention, les billes ont un diamètre compris entre 2,5 et 3,5 mm. En effet, l'augmentation du nombre de billes diminuant la contrainte par bille, il est alors possible de choisir des billes de diamètre réduit. Dès lors, le volume et donc la masse totale des billes, pour une tenue en charge donnée, sont réduits en proportion, apportant ainsi un avantage important particulièrement pour un dispositif destiné à être envoyé dans l'espace.

En outre, le diamètre des billes conditionne la course de la bague de détente (entre la position de repos et la position de tir) nécessaire à l'effacement des billes. Un diamètre de billes réduit entraine une réduction de la course nécessaire, facilitant ainsi la réalisation de l'actionneur électromagnétique et améliorant la performance en temps de réaction du dispositif de verrouillage.

Avantageusement et selon l'invention, dans une version alternative pour laquelle la masse du dispositif de verrouillage serait moins importante, le moyen de blocage comporte trois billes, présentant un diamètre de l'ordre de 5 mm. Cette disposition permet de conserver une structure isostatique du moyen de blocage.

Avantageusement et selon l'invention, la face de la bague de détente en contact avec les billes en position de repos est sensiblement cylindrique, d'axe confondu avec l'axe de révolution du corps. De cette manière, quel que soit l'effort axial exercé sur l'équipage mobile et donc l'effort radial transmis par les billes sur cette paroi, aucune composante axiale ne peut s'exercer sur la bague de détente, visant à la faire changer de position et à causer un changement d'état non désiré du dispositif de verrouillage. Avantageusement et selon l'invention, ladite face de la bague de détente présente, au regard de chaque bille, une gorge cylindrique, de section droite en arc de cercle de diamètre sensiblement égal au diamètre des billes et d'axe parallèle à l'axe de révolution du corps. De cette manière, le contact entre chaque bille et sa gorge en regard s'effectue le long d'une ligne de longueur sensiblement égale à l'arc de la gorge, ce qui permet de réduire la pression de contact à effort radial identique.

Avantageusement et selon l'invention, la bague de détente comporte en regard de chaque bille une niche en forme de calotte sphérique adaptée pour permettre l'effacement et recevoir ladite bille lorsque la bague de détente est en position de tir. Ainsi, une fois la bague de détente tirée, les billes se placent dans les niches ménagées dans la bague de détente. L'équipage mobile prenant sa position rétractée, la paroi intérieure de la cloche empêche les billes de reprendre leur position sous l'effort du ressort secondaire qui tend à ramener la bague de détente dans sa position de repos. Dès lors, si l'équipage mobile est ramené dans sa position étendue, par exemple par une traction axiale exercée sur le doigt ou par une poussée sur la face interne de la cloche exercée par un poussoir passant au travers de l'armature fixe de l'actionneur, le dispositif de verrouillage se réarme automatiquement. Avantageusement et selon l'invention, les matériaux employés pour la cloche, la bague de détente, la cage et les billes présentent des coefficients de dilatation thermique sensiblement égaux. Ainsi, les variations de température auxquelles le dispositif de verrouillage peut être exposé au cours de son exploitation n'entrainent pas de variations relatives importantes des différentes pièces et le dispositif de verrouillage reste parfaitement fonctionnel sur toute la gamme de température. Avantageusement et selon l'invention, l'actionneur électromagnétique comporte une armature fixe en matériau ferromagnétique formant deux cylindres coaxiaux reliés par une plaque de fond, un bobinage placé dans l'espace ménagé entre les deux cylindres coaxiaux et une armature mobile, solidaire de la bague de détente, formant un tore de section rectangulaire adapté pour coulisser dans l'espace ménagé entre les deux cylindres coaxiaux de l'armature fixe. Ainsi le flux magnétique circulant dans les cylindres et la plaque de fond se referme sur le tore formant le pied de la bague de détente et tend à attirer la face supérieure du tore dans l'alignement de la face supérieure des cylindres. Cette disposition permet de maximiser l'effort d'attraction électromagnétique sur la bague de détente sans augmenter sensiblement la masse de celle-ci.

L'invention concerne également un dispositif de verrouillage caractérisé en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au vu de la description qui va suivre et des dessins annexés dans 20 lesquels : - la figure 1 représente une vue schématique en coupe axiale d'un dispositif de verrouillage selon l'invention en position étendue; - la figure 2 représente une vue de détail de la figure 1 au voisinage d'une bille ; 25 - la figure 3 est une vue partielle en coupe transversale, par un plan orthogonal à l'axe du dispositif de verrouillage selon l'invention, en position étendue, passant par le centre des billes. Le dispositif 1 de verrouillage / déverrouillage représenté en coupe longitudinale à la figure 1 comporte un corps 3 cylindrique fermé à son 30 extrémité supérieure (en référence à sa position sur le dessin, sans que cela puisse être interprété de manière restrictive, le dispositif 1 pouvant prendre une orientation quelconque dans l'espace) par un couvercle 4. Le couvercle 4 est fixé sur le corps 3 par tout moyen approprié à la portée de l'homme du métier, comme par exemple un filetage du couvercle coopérant avec un taraudage du corps ou inversement. Le couvercle 4 comporte un passage selon l'axe X de révolution du corps 3 adapté pour laisser traverser une extrémité d'un doigt 2 en direction de l'extérieur du corps. L'autre extrémité du doigt 2 s'étend à l'intérieur du corps 3 et se termine par une cloche 6 cylindrique, coaxiale au corps 3 et solidaire du doigt 2. La cloche 6 est ouverte du côté opposé à sa liaison avec le doigt. Le doigt 2 et la cloche 6 forment un équipage mobile en translation à l'intérieur du corps 3 selon l'axe X de celui-ci. Le doigt 2 peut, de manière optionnelle, comporter une butée 2a limitant le mouvement de translation de l'équipage mobile dans la direction de sortie du doigt. Dans la réalisation représentée à la figure 1, le doigt 2 est de forme cylindrique creuse, présentant un alésage 2b coaxial au corps 3. La cloche 6 comporte également un orifice 6c central cylindrique, coaxial à l'alésage 2b du doigt 2 et de diamètre légèrement inférieur. Dans la position représentée à la figure 1, dite position étendue, un ressort principal 5, de préférence de type spiral, est comprimé entre la cloche 6 et le couvercle 4 et sert, comme on le verra par la suite, de réserve d'énergie. Bien entendu, il est possible d'utiliser tout type d'élément élastique adapté, connu de l'homme du métier, par exemple empilage de rondelles élastiques, blocs d'élastomère, etc. De même, il est possible d'employer plusieurs ressorts en parallèle afin d'obtenir les caractéristiques de raideur désirées. Dans cette position étendue, le doigt 2 s'étend au maximum à l'extérieur du corps et sert de pêne de verrouillage d'un mécanisme quelconque, par exemple d'un dispositif d'immobilisation (non représenté) d'un ensemble de panneaux solaires d'un satellite. L'équipage mobile est maintenu dans cette position étendue par un moyen de blocage comportant une cage 8 cylindrique, coaxiale à la cloche 6 et au corps 3 et solidaire de ce dernier. La cage 8 comporte une pluralité d'ouvertures 8a radiales cylindriques uniformément réparties sur sa périphérie, en regard d'une lèvre d'appui 6b de la cloche 6. Des billes 7, mobiles radialement dans chaque ouverture 8a de la cage 8, sont disposées de manière à venir en saillie de la cage 8 en direction de la lèvre d'appui 6b de la cloche et à bloquer le déplacement de celle-ci à l'encontre de l'effort exercé par le ressort principal 5.

Les billes 7 sont maintenues dans cette position saillante sous la lèvre d'appui de la cloche par une bague 9 de détente, cylindrique et coaxiale à la cage 8, placée du côté opposé à la cloche 6 par rapport aux ouvertures 8a. Par exemple, lorsque la cloche 6 entoure la cage 8, la bague 9 de détente est concentrique à la cage 8, à l'intérieur de celle-ci. La bague 9 de détente est mobile en translation selon l'axe X entre une position, dite position de repos dans laquelle les billes 7 sont maintenues en saillie sous la lèvre d'appui de la cloche et une position dite position de tir dans laquelle la bague de détente permet le déplacement des billes 7 dans les ouvertures 8a en direction opposée à la cloche de manière à leur permettre de s'effacer et de libérer la cloche. La bague 9 de détente fait partie d'un mécanisme de détente qui comprend également un ressort secondaire 10 adapté pour maintenir la bague de détente dans sa position de repos et un actionneur électromagnétique 12, adapté pour attirer une semelle torique 9a formant partie de la bague 9 de détente dans sa position de tir lorsque son bobinage 11 est alimenté en énergie électrique. La bague 9 de détente est traversée par un alésage d'axe sensiblement confondu avec l'axe X et de diamètre au moins égal au diamètre externe du ressort secondaire 10. Cet alésage se termine, du côté de la bague opposé à l'actionneur électromagnétique par un épaulement intérieur sur lequel le ressort secondaire vient en butée. Cet épaulement présente également un alésage coaxial 9d au précédent mais de diamètre au plus égal au diamètre interne du ressort secondaire 10. L'actionneur électromagnétique 12 comporte une armature fixe formée de deux cylindres 12a et 12b coaxiaux reliés par une plaque de fond 12c. La semelle torique 9a, de section rectangulaire dont la longueur correspond à l'écart entre les parois en regard des cylindres 12a et 12b forme l'armature mobile de l'actionneur 12. Le bobinage 11 est placé entre les deux cylindres 12a et 12b de manière à ménager entre les deux cylindres et au dessus du bobinage un espace permettant d'accueillir la semelle torique 9a afin de fermer les lignes de champ électromagnétique lorsque le bobinage 11 est alimenté. L'actionneur électromagnétique 12 ferme également l'extrémité du corps 3 opposée au couvercle 4, à l'exception d'un passage 12d axial ménagé dans le cylindre intérieur 12b. Ce passage 12d est préférentiellement réalisé sous la forme d'un alésage cylindrique d'axe sensiblement confondu avec l'axe X et présente un diamètre de même ordre de grandeur que l'alésage 9d. Le dispositif de verrouillage selon l'invention comporte ainsi un passage continu selon l'axe du corps : alésage 12d au travers de l'actionneur, espace interne au ressort secondaire 10, alésage 9d au travers de la bague 9 de détente, orifice 6c au travers de la cloche 6 et alésage 2b au travers du doigt 2. Dès lors, il est possible de faire passer une tige (non représentée) au travers de ce passage ce qui permet de concevoir des dispositifs d'immobilisation plus compacts et plus performants. Selon l'invention, la lèvre d'appui 6b de la cloche 6 comporte, en regard de chaque bille 7, un logement 6a en forme de calotte sphérique dans lequel chaque bille vient se loger lorsqu'elle est en position saillante. Contrairement au contact bille / plan connu de la technique antérieure, l'utilisation de logements 6a en forme de calotte sphérique permet une surface de contact théorique supérieure entre la bille et la lèvre d'appui, pouvant théoriquement s'étendre, si le diamètre de la calotte est égal à celui de la bille, jusqu'à l'entière surface du logement. Même si, pour des raisons d'ajustement, le diamètre du logement est choisi légèrement supérieur à celui de la bille, la surface de contact réelle bille / logement, obtenue par déformation élastique des surfaces en regard sous charge, augmente proportionnellement plus vite que le contact bille / plan de la technique antérieure et les contraintes appliquées à la bille comme au logement sont minimisées. Il convient cependant pour le bon fonctionnement du dispositif de verrouillage de l'invention que la direction et l'intensité des forces exercées à l'interface entre le logement de la lèvre d'appui et la bille permette, l'effacement de la bille lorsque la bague 9 de détente passe en position de tir malgré les frottements entre la bille 7, le logement 6a, la cage 8 et la bague 9 de détente. Pour ce faire, les inventeurs ont constaté qu'il était nécessaire que la composante radiale de l'effort exercé par la lèvre d'appui sur chaque bille soit suffisante pour faire bouger la bille malgré les frottements qui eux même dépendent de l'effort radial appliqué sur l'équipage mobile, tant par le ressort principal que par d'éventuelles surcharges axiales. Les inventeurs ont ainsi pu montrer qu'il était suffisant que la force appliquée à l'interface entre le logement 6a et la bille 7 forme un angle strictement positif avec l'axe du dispositif de verrouillage afin de générer une composante radiale non nulle. Dès lors, la forme et les dimensions des logements 6a peuvent être déterminées de manière à ce que le plan tangent à la bille au point de contact avec le logement 6a forme un angle, dit angle de contact a strictement positif avec un plan orthogonal à l'axe X du dispositif. De manière préférentielle, l'angle de contact a est compris entre 10 et 50 degrés, et plus particulièrement sensiblement égal à 30 degrés, valeur pour laquelle la force radiale est approximativement égale à la moitié de l'effort axial appliqué au dispositif. A titre d'exemple, il suffit de déterminer le centre de la calotte sphérique de manière à ce que le rayon de celle-ci passant par le centre de la bille fasse un angle supérieur à 30 degrés avec un plan orthogonal à l'axe X du dispositif.

Il est à noter que la diminution à charge égale des contraintes s'exerçant sur les billes 7 permet de réduire leur diamètre et à encombrement (diamètre du corps du dispositif de verrouillage) égal, permet de répartir plus de billes sur la circonférence de la lèvre d'appui. Selon l'invention, pour un dispositif de verrouillage dont le ressort principal 5 exerce un effort axial de 250 N sur la cloche 6 et capable de supporter une surcharge axiale de 250 N, il suffit de neuf à dix billes d'acier d'un diamètre de 2,5 à 3,5 mm pour bloquer de manière fiable l'équipage mobile. Une solution alternative réduisant le nombre de billes à trois billes réparties à 120° sur le pourtour de la lèvre d'appui pour conserver une structure isostatique du moyen de blocage impose des billes d'un diamètre de l'ordre de 5mm dont la masse totale est alors supérieure (de l'ordre de 15 à 20%) à la masse des 10 billes précédentes. Par ailleurs, le diamètre des billes 7 conditionne la course nécessaire de la bague 9 de détente pour assurer un maintien fiable des billes lorsqu'elle est dans sa position de repos et pour permettre l'effacement de celles-ci en position de tir. Ainsi, une course de 1,4 mm de la bague 9 de détente est suffisante pour des billes 7 de 3,175 mm de diamètre alors qu'il est nécessaire de prévoir une course de 2,15 mm pour des billes de 5 mm de diamètre. Lorsque le dispositif 1 de verrouillage est en position étendue, la lèvre d'appui 6b de la cloche 6 est en appui sur les billes 7 et exerce sur elles une force radiale en direction de la bague 9 de détente, alors en position de repos. Les billes 7 sont immobilisées par la face externe de la bague 9. Cette surface externe est préférentiellement cylindrique, d'axe sensiblement confondu avec l'axe X. De cette manière l'effort exercé par les billes 7 sur la bague 9 est orthogonal à l'axe de celle-ci et donc à son axe de déplacement entre sa position de repos et sa position de tir. Dès lors, aucune composante axiale de cette force ne peut contribuer à déplacer la bague de détente. Il est cependant possible de prévoir que la face externe de la bague de détente présente une légère conicité de manière à faciliter le déplacement de la bague. Cependant, il est nécessaire que cette conicité reste inférieure à une valeur limite de l'ordre de 15 degrés, afin d'éviter d'éventuels changements d'état non désirés du dispositif de verrouillage, par exemple sous l'effet de chocs ou d'accélérations axiaux. Avantageusement, la face externe de la bague 9 comporte en regard de chaque bille, dans sa position de repos, une gorge 9c, d'axe parallèle à l'axe X. Les gorges 9c présentent une section droite orthogonale à leur axe en forme d'arc de cercle, d'un diamètre sensiblement égal au diamètre des billes 7. Le contact des billes 7 sur la face externe de la bague 9 de détente est alors transformé d'un contact ponctuel en un contact bille / cylindre qui présente, à l'instar du contact bille / calotte sphérique vu précédemment, mais dans une moindre mesure, une surface de contact supérieure au contact bille / plan. Ainsi, pour un effort axial donné et un angle de contact a donné, l'effort radial qui plaque les billes 7 contre la bague de détente est divisé par une surface de contact supérieure, donc la contrainte exercée sur les billes est diminuée. Lorsqu'il est nécessaire de déverrouiller un organe maintenu par le dispositif de verrouillage, le bobinage 11 de l'actionneur électromagnétique 12 est alimenté par une commande électrique (non représentée). Sous l'effet du champ magnétique développé, la semelle torique 9a de la bague de détente est attirée entre les cylindres 12a et 12b de l'armature fixe de l'actionneur 12, à l'encontre de l'effort de rappel développé par le ressort secondaire 10, jusqu'à sa position de tir. Selon l'invention, la bague 9 de détente comporte également des niches 9b en forme de calotte sphérique permettant l'effacement des billes 7 lorsque la bague 9 est en position de tir. Les billes 7 se déplacent alors sous l'effet de la composante radiale de la force développée par le ressort principal 5 et viennent se loger dans les niches 9b. La cloche 6 est alors libérée et l'équipage mobile prend sa position rétractée. Le doigt 2 libère alors le dispositif d'immobilisation auquel il est relié. L'alimentation du bobinage 11 peut alors être interrompue et l'attraction développée par l'actionneur 12 ne s'exerce plus sur la semelle 9a. La bague 9 de détente tend alors à reprendre sa position de repos sous l'effet du ressort secondaire 10. Cependant, la paroi de la cloche 6 empêche les billes 7 de reprendre leur position précédente et les billes 7 bloquent alors le retour de la bague 9 à sa position de repos. Le ressort secondaire 10 reste ainsi sous tension, sans pour autant que l'actionneur 12 soit activé et les billes 7 sont poussées vers la paroi de la cloche 6 sous l'effet d'une composante radiale créée par les niches 6b à partir de l'effort axial exercé par le ressort secondaire 10 sur la bague 9 de détente. Il est alors possible de réarmer le dispositif de verrouillage en déplaçant l'équipage mobile sous l'effet d'une force externe jusqu'à sa position étendue, par exemple en insérant un poussoir dans le passage ménagé dans le cylindre 12b pour déplacer la cloche 6 ou en tirant sur le doigt 2. Par exemple, le poussoir peut être constitué par une tige traversant tout le dispositif, par exemple une tige mobile motorisée faisant partie d'un dispositif d'immobilisation et comportant une butée adaptée pour prendre appui sur l'équipage mobile au niveau de l'alésage de diamètre le plus étroit le traversant, ici l'orifice 6c de la cloche. Dès que l'équipage mobile revient à sa position étendue, la cloche 6 libère les billes 7 qui sous la poussée de la bague de détente reprennent leur position initiale dans les logements 6a de la lèvre d'appui 6b et bloquent de nouveau l'équipage mobile en position étendue. Afin d'éviter que des déplacements relatifs des différentes pièces, par exemple sous l'effet de dilatations thermiques, ne modifient les caractéristiques du dispositif de verrouillage, il est préférable de réaliser les pièces essentielles comme les billes 7, la cloche 6, la cage 8 et la bague 9 de détente avec des matériaux présentant un coefficient de dilatation thermique sensiblement équivalent.

Bien entendu, cette description est donnée à titre d'exemple illustratif uniquement et l'homme du métier pourra y apporter de nombreuses modifications sans sortir de la portée de l'invention, comme par exemple adapter les dimensions du dispositif de verrouillage aux efforts et aux charges prévues au cours de la mission de celui-ci.20

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1/ - Dispositif (1) de verrouillage / déverrouillage réarmable, à réserve d'énergie, du type comportant : - un corps (3) creux sensiblement cylindrique, fermé à une de ses 5 extrémités par un couvercle (4) comportant un passage, - un équipage mobile comportant un doigt (2) dont une extrémité traverse le couvercle et une cloche (6) cylindrique, coaxiale au corps et solidaire de l'autre extrémité du doigt, ledit équipage étant mobile en translation le long d'un axe (X) de révolution du corps, entre une première position, dite position étendue et 10 une seconde position dite position rétractée, - un premier élément élastique, dit ressort principal (5), comprimé entre le couvercle du corps et la cloche, adapté pour emmagasiner une réserve d'énergie mécanique lorsque l'équipage est en position étendue et la restituer lors du passage de l'équipage en position rétractée, 15 - un moyen de blocage, adapté pour maintenir l'équipage en position étendue, comportant une pluralité de billes (7) mobiles radialement, saillant d'une cage (8) cylindrique coaxiale à la cloche (6) en direction d'une lèvre d'appui (6b) de la cloche, et maintenues dans cette position par une bague (9) de détente, - un mécanisme de détente, adapté pour permettre l'effacement du 20 moyen de blocage, comprenant : o une bague (9) de détente, mobile en translation selon l'axe (X) de révolution du corps, adaptée pour maintenir les billes (7) en position saillante vers la cloche (6) dans une première position, dite position de repos, et pour permettre l'effacement des billes en direction radiale dans une seconde position dite position de tir, o un second élément élastique, dit ressort secondaire (10), adapté pour maintenir la bague (9) de détente en position de repos, et o un actionneur (12) électromagnétique, adapté pour attirer la bague (9) de détente dans sa position de tir lorsqu'il est alimenté en énergie électrique, 25 30 caractérisé en ce que la lèvre d'appui (6b) de la cloche (6) comporte en regard de chaque bille (7) un logement (6a) en forme de calotte sphérique, adapté pour recevoir ladite bille lorsque l'équipage mobile est en position étendue. 2/ - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque logement (6a) en forme de calotte sphérique présente une forme et des dimensions telles qu'un plan tangent à la bille (7) au point de contact entre celle-ci et le logement forme un angle, dit angle de contact (a), strictement positif avec un plan orthogonal à l'axe (X) de révolution du corps. 3/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le doigt (2), la cloche (6), la bague (9) de détente et l'actionneur (12) électromagnétique comportent chacun un alésage cylindrique d'axe confondu avec l'axe (X) du corps (3) et de diamètre adapté pour permettre le passage d'une tige au travers du dispositif. 4/ - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'un des alésages traversant l'équipage mobile (2 ; 6) présente un diamètre inférieur aux autres alésages de manière à pouvoir coopérer avec une butée de réarmement solidaire d'une tige traversant le dispositif. 5/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen de blocage comporte de neuf à dix billes. 6/ - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les billes (7) ont un diamètre compris entre 2,5 et 3,5 mm. 7/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen de blocage comporte trois billes. 8/ - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que 25 les billes ont un diamètre de l'ordre de 5 mm. 9/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que la face de la bague (9) de détente en contact avec les billes (7) en position de repos est sensiblement cylindrique, d'axe confondu avec l'axe (X) de révolution du corps. 10/ - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite face de la bague (9) de détente présente, au regard de chaque bille, une gorge (9c) cylindrique, de section droite en arc de cercle de diamètre sensiblement égal au diamètre des billes (7) et d'axe parallèle à l'axe (X) de révolution du corps. 11/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la bague (9) de détente comporte en regard de chaque bille (7) une niche (9b) en forme de calotte sphérique adaptée pour permettre l'effacement et recevoir ladite bille lorsque la bague de détente est en position de tir. 12/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les matériaux employés pour la cloche (6), la bague (9) de détente, la cage (8) et les billes (7) présentent des coefficients de dilatation thermique sensiblement égaux. 13/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'actionneur (12) électromagnétique comporte une armature fixe en matériau ferromagnétique formant deux cylindres (12a ; 12b) coaxiaux reliés par une plaque (12c) de fond, un bobinage (11) placé dans l'espace ménagé entre les deux cylindres coaxiaux et une armature mobile formée par une semelle torique (9a) solidaire de la bague de détente, de section rectangulaire adaptée pour coulisser dans l'espace ménagé entre les deux cylindres coaxiaux (12a ; 12b) de l'armature fixe.