Brevet FR2529345A1 — publié le 19831230

L'invention a trait au domaine des accéléromètres et plus particulièrement à un dispositif destiné à suppor- ter un pendule sensible à une force dans un accéléromètre. Un problème se posant continuellement dans la conception des accéléromètres est l'utilisation de pendules sensibles à des forces, montés de façon à pouvoir pivoter pour constituer un dispositif de support qui minimise le frottement de rotation tout en constituant simultanément un support rigide pour le pendule afin d'éliminer dans la mesure du possible les mouvements latéraux du pendule par rapport au bâti de support Pour étalonner avec pré- cision ce type d'accéléromètre, il est nécessaire d'appli- quer une pression ou précharge optimale par l'intermédiaire du palier sur lequel le pendule est monté de façon à pou- voir tourner, afin de minimiser le frottement de rotation tout en assurant un maintien latéral convenable du pendule. Un maintien latéral suffisant du pendule est nécessaire pour assurer l'alignement approprié de ce dernier dans l'accéléromètre et pour minimiser l'usure du palier sur lequel le pendule est monté de façon à pouvoir tourner; Dans des dispositifs flexibles pour accéléromètres de l'art antérieur, tels que ceux décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N O 3 246 525 et No 4 131 020, il n'est pas décrit de moyen réellement efficace pour régler avec précision la force de précharge exercée sur le ou les éléments flexibles supportant les paliers qui, euxmêmes, portent les axes du pendule Dans le brevet No 3 246 525 précité, par exemple, deux éléments ou supports flexibles en porte-à-faux sont prévus, éléments dans les- quels la pression de contact exercée sur les axes de pivo- tement du pendule est réglée par variation de la raideur des éléments flexibles Hormis les manques de précision évidents d'un tel procédé, le dispositif flexible décrit dans le brevet N O 3 246 525 précité est sujet à des erreurs d'alignement ainsi qu'à des problèmes risquant d'être posés par les vibrations résultant de la fréquence propre de résonance des deux éléments flexibles en porte-à-faux Dans le brevet No 4 131 020 précité, un éèvment flexible unique est serré à ses deux extrémités, la précharge étant réglée au moyen d'une vis, de sorte qu'il est difficile de déterminer directement la force de précharge exercée sur 'L'élément flexible Dans ce dispositif, la précharge est déterminée généralement de façon indirecte, par mesure du couple de frottement ou du jeu entre le pivot et le palier. L'invention a donc pour objet un dispositif de support de pendule d'accéléromètre, qui comprend un élé- ment flexible fixé, par une première extrémité, au bâti de support de l'accéléromètre, cet élément flexible comprenant une partie d'articulation et le dispositif comportant en outre un premier palier fixé à l'élément flexible et destiné à recevoir une première extrémité d'un axe assujetti au pendule, un élément de précharge destiné à exercer une force de précharge sur l'élément flexible, et un second palier porté par le bâti de support et destiné à recevoir l'autre extrémité de l'axe du pendule. L'invention a pour autre objet un dispositif de support de pendule d'accéleromètre qui comprend un élément flexible ayant une première extrémité reliée au bâti de support de l'accéléromètre et comprenant une partie d'articulation configurée dans cet élément flexible, à proximité de la première extrémité, un élément de pré- charge destiné à appliquer une force de précharge sur l'élément flexible, un premier palier fixé à cet élément flexible, entre la partie d'articulation et le point o la force de précharge est appliquée à l'élément flexi- ble, ce premier palier étant destiné à recevoir une pre- mière extrémité de l'axe du pendule, et un second palier fixé au bâti de support et destiné à recevoir l'autre extrémité de l'axe du pendule. L'invention a pour autre objet un procédé d'application d'une force de précharge prédéterminée sur un axe de support d'un pendule sensible à une force, faisant partie d'un accéléromètre qui comprend également un élément flexible fixé par une première extrémité au bâti de support de cet accéléromètre, un élément de précharge en butée contre l'élément flexible, un premier palier fixé à l'élément flexible et destiné à recevoir une première extrémité de l'axe de support du pendule, et un second palier porté par le bâti de support et destiné à recevoir l'autre extrémité de l'axe du pendule, le pro- cédé consistant à appliquer une force prédéterminée à l'élément de précharge, à fixer l'élément de précharge au bâti de support et à retirer la force de précharge. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: la figure 1 est une coupe longitudinale d'un accéléromètre selon l'invention; la figure 2 est une vue de dessus d'un élément de flexion de support de pendule; et la figure 3 est une vue de dessus de l'accélé- romètre de la figure 1. La figure 1 représente en coupe les éléments les plus importants d'un accéléromètre asservi 10 Ce type d'accéléromètre est bien connu dans la technique et des exemples représentatifs de tels accéléromètres sont décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3 176 521, N O 3 246 525 et N O 4 131 020 Dans ce type d'accéléromètre, un pendule 12 réagit à une force d'accélération le long d'un axe 14 en tournant par rapport au bâti 16 de support de l'accéléromètre, sur un point 18 de pivotement La rotation du pendule 12 est détectée par une bobine captrice 20 et une force de rappel est appliquée au pendule 12 par une bobine 22 de couple qui interagit magnétiquement avec un aimant permanent 24, une pièce polaire 26 et un circuit magnétique 28 de retour. Un élément flexible 30 est fixé au bâti 16 de support comme montré sur les figures 2 et 3 ainsi que sur la figure 1 Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 3, une première extrémité de l'élément flexible est fixée au bâti 16 de support, le long d'un bord 32 de ce dernier Un premier palier 34, fixé à l'élément flexible 30, est destiné à recevoir un premier pivot 36 situé sur une première extrémité d'un axe 38 fixé au pendule 12 Un doigt 40 de précharge, qui passe dans une ouverture 42 du bâti 16 de support, bute contre l'élément flexible 30, à proximité de son autre extrémité Un second palier 44, qui est également fixé directement au bâti 16 de support, est destiné à recevoir un second pivot 46 situé sur l'autre extrémité de l'axe 38. En réagissant à des forces d'accélération s'exerçant le long de l'axe sensible 14, le pendule tend à tourner sur le point 18 de pivotement, les pivots 36 et 46 tournant dans des paliers 34 et 44 Pour optimiser le comportement de l'accéléromètre, le système de suspen- sion du pendule doit être suffisamment rigide pour main- tenir l'alignement des pivots 36 et 46 dans les paliers 34 et 44, mais, dans le même temps, la force exercée par les paliers 34 et 44 sur l'axe 38 ne doit pas être assez grande pour engendrer des erreurs résultant d'un couple excessif de décollement de l'axe dans les paliers. En conséquence, l'une des fonctions de l'élément flexible et du doigt 40 de précharge est d'appliquer le niveau souhaité de pression ou de force de précharge sur les pivots 36 et 46 de l'axe 38 A cet effet, l'élément flexi- ble 30 tel que montré sur les figures 2 et 3 comporte une partie 48 d'articulation proche de l'extrémité de l'élément 30 reliée au bâti 16 de support L'un des effets de l'articulation 48 est de permettre à l'élément flexible d'être traité comme une poutre déterminée statiquement, ce qui rend possible d'appliquer avec préci- sion une force de précharge prédéterminée à l'axe 38 par l'intermédiaire du palier 34 Dans l'élément flexible tel que montré sur les figures 2 et 3, avec un moment de résistance constant le long de l'axe 50 de l'élément 30 et avec la distance A, comprise entre le point 52 d'application de la force de précharge par le doigt 40 et le palier 34, égale à la distance B comprise entre le palier 34 et l'articulation 48, la force de précharge appliquée au palier 34 par l'élément flexible 30 est double de la force appliquée au point 52 de l'élément flexible 30 par le doigt 40 de précharge. Dans la forme préférée de réalisation de l'élément flexible 30, telle que représentée sur la figure 2, la partie de forme triangulaire de cet élément 30 comporte des branches 54 et 56 qui accroissent la rigidité structu- relle de l'élément flexible dans l'axe perpendiculaire à l'axe 50 de flexion Mais, étant donné que la largeur des branches 54 et 56 est la même et que la somme des largeurs est égale à la largeur présentée par l'élément flexible entre le palier 34 et le point 52, le moment de résistance de l'élément flexible 30 est symétrique par rapport au palier 34. Un autre avantage de l'élément flexible montré sur la figure 2, o A = B = L/2, est que la déviation de l'élément flexible au palier 34 se produit sensiblement en translation, ce qui préserve l'alignement du palier 34 avec le pivot 36 Etant donné que, dans la forme pré- férée de réalisation de livention montrée sur la figure 3, l'autre palier 44 est fixé fermement au bâti 16, l'alignement du palier 44 sur le pivot 46 reste éga- lement sensiblement constant et la force de précharge exercée sur l'axe 38 dépend totalement du doigt 40 de précharge Il convient de noter que le mouvement de trans- lation du palier 34 dans le type de montage représenté sur la figure 3 peut être obtenu en plaçant le palier 34 en un point autre que celui se trouvant à L/2, mais ceci exige de faire varier le moment de résistance de l'élément 30 de flexion le long de l'axe 50 de flexion. Un avantage particulier du dispositif de sus- pension de pendule montré sur la figure 3 est qu'il permet un réglage très précis de la précharge Le procédé pré- féré de réglage de la précharge consiste à placer le doigt 40 de précharge dans l'ouverture 42, puis à placer un poids 58 sur le doigt 40 afin que ce dernier soit soumis à une pression orientée vers le bas, comme repré- senté Le poids 58 représente, avec le poids du doigt 40, la force souhaitée de précharge exercée sur l'élément flexible 30 Ensuite, on fait sécher une matière époxy- dique 60 autour du doigt 40 pour le fixer en place Puis on retire le poids 58 et la précharge souhaitée est ainsi établie par rapport au pendule. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif de support décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Dispositif de support sur lequel peut pivoter un pendule ( 12) ayant un axe ( 38) et sensible à une force dans un accéléromètre ( 10) ayant un bâti ( 16) de support, caractérisé en ce qu'il comporte un élément ( 30) flexible présentant des première et seconde extrémités et fixé par sa première extrémité au bâti de support de l'accéléromètre, cet élément flexible étant configuré de façon à comporter une partie ( 48) d'articulation, un premier palier ( 34) fixé à l'élément flexible et conçu pour recevoir une première extrémité de l'axe du pendule, un élément ( 40-) de précharge destiné à appliquer une force de précharge à l'élément flexible, et un second palier ( 44) conçu pour recevoir l'autre extrémité de l'axe du pendule, des moyens étant destinés à supporter le second palier par rapport au bâti de support de l'accé- léromètre. 2 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la partie d'articulation est formée dans l'élément flexible de façon à être proche de l'extré- mité fixée au bâti de support. 3 Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que l'élément de précharge applique ladite force de précharge vers la seconde extrémité de l'élément flexible, et en ce que le premier palier est fixé entre l'élément de précharge et la partie d'articulation de manière qu'il se déplace en translation par rapport à l'axe du pendule. 4 Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé en ce que le premier palier est fixé sensiblement à mi-distance entre la partie d'articulation et l'élément appliquant une précharge à l'élément flexible. Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que le moment de résistance de l'élément de flexion possède une valeur sensiblement constante entre la partie d'articulation et l'élément de précharge. 6 Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé en ce que la partie de l'élément flexible comprise entre la partie d'articulation et le premier palier est de forme sensiblement triangulaire et comprend deux éléments séparés ( 54, 56). 7 Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1, 2, 3, 4, 5 et 6, caractérisé en ce que l'élé- ment de précharge comprend des moyens destinés à appliquer directement une force prédéterminée de précharge sur l'élément flexible. 8 Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1,-2, 3, 4, 5 et 6, caractérisé en ce que les moyens de support du second palier comprennent des moyens destinés à fixer directement le second palier au bâti de support.