Brevet FR2677733A1 — publié le 19921218

Dispositif de fixation d'une pièce sur un support avec possibilité de réglage suivant trois axes L'invention concerne un dispositif de fixation d'une pièce sur un support dans une position réglée en rotation et en translation, sui- vant trois axes chaque fois, par rapport audit support, dispositif com- portant au moins trois unités de fixation mutuellement décalées qui sont disposées entre le support et la pièce et sont constituées chacune par un premier élément d'assemblage relié rigidement au support et un deuxième élément d'assemblage relié rigidement à la pièce, ainsi que par un élément coulissant placé entre lesdits éléments d'assemblage, les axes de coulissement des éléments coulissants présentant un point d'intersection commun. Pour fixer une pièce sur une plaque-support dans une posi- tion de montage réglée par rapport à ladite plaque-support, il est connu (DE-PS 27 22 180, DE-OS 26 37 898) de réaliser les logements destinés à recevoir les éléments de fixation placés entre la plaque-sup- port et la pièce avec une surmesure qui correspond à la plage de régla- ge et de les combler ensuite au moyen d'une masse de moulage lorsque les éléments de fixation occupent leur position définitive, les éléments de fixation bloqués de cette manière se présentant soit sous la forme d'éléments de jonction rigides, soit sous la forme d'appuis réglables en hauteur qui sont bloqués dans la position souhaitée à l'aide d'une mas- se injectée durcissable De tels dispositifs ne permettent cependant pas d'obtenir une fixation exempte de contraintes résultant par exemple des dilations thermiques différentes de la plaque-support et de la piè- ce A cela s'ajoute le fait que les logements usinés avec surmesure en- traînent fréquemment un affaiblissement très peu souhaitable de la plaque-support et/ou de la pièce précisément dans la zone d'assembla- ge, ce qui constitue un inconvénient considérable notamment dans le cas de composants légers avec des exigences élevées en ce qui concer- ne la rigidité de la construction. Par ailleurs, on connait dans le domaine de l'espace des dis- positifs du type indiqué en introduction destinés à la fixation d'un en- semble antenne-alimentation dans une position réglée sur un support d'antenne, dispositifs dans lesquels, afin d'obtenir une suspension sans contrainte lors de variations de température, les unités de fixation pré- sentent des paliers libres axiaux dont les axes de translation se rencon- trent en un point d'intersection commun Dans ce cas également, il faut prévoir des logements avec surmesure dans la structure porteuse et mesurer la position exacte des unités de fixation par rapport auxdits logements lorsque l'unité d'alimentation est réglée en position, des éléments de calage préalésés individuellement en fonction du résultat de la mesure étant mis en place dans les logements pour assurer la fixation côté support Une telle technique de fixation entraîne une fa- brication relativement complexe et coûteuse, s'accompagne fréquem- ment de difficultés de montage, notamment lorsque la place est limi- tée, compte-tenu de l'espace requis par les logements avec surmesure et va à l'encontre de l'exigence d'une construction légère du fait de l'utilisation d'éléments de calage qui augmentent le poids et qui sont réalisés le plus souvent sous forme de pièces massives de manière à renforcer suffisamment la structure porteuse affaiblie par les loge- ments avec surmesure. L'objectif de la présente invention est de proposer un dispo- sitif du type indiqué en introduction qui, avec une fabrication peu compliquée et un poids réduit et sans recourir aux logements avec sur- mesure mentionnés plus haut, permette un montage très précis, sans contrainte d'origine thermique, de la pièce sur le support. Le problème est résolu selon l'invention par le fait que les éléments d'assemblage des unités de fixation sont montés respective- ment sur le support ou sur la pièce dans une position fixe prédétermi- née indépendante du réglage de la pièce et que chaque unité de fixa- tion comporte un élément de jonction placé entre l'élément d'assembla- ge et l'élément coulissant, qui est flexible en rotation et en translation autour de plusieurs axes et est rigidifé lorsque l'organe est réglé en position. Conformément à l'invention, les unités de fixation avec leurs éléments d'assemblage sont fixées sur la pièce et sur le support dans une position de montage définitive prédéterminée avant le réglage et permettent, du fait de la flexibilité de l'élément de jonction agissant entre les éléments d'assemblage, un déplacement de réglage totalement libre à l'intérieur de certaines limites de la pièce par rapport au sup- port, tandis que la pièce est simultanément bloquée de manière sûre et précise dans la position de réglage souhaitée au moyen des unités de fixation par la rigidification durable des éléments de jonction flexibles à l'origine Ainsi peut-on usiner les points d'assemblage des unités de fixation côté support et côté pièce aux cotes de montage définitives, avec des conditions de poids optimales, sans tenir compte des déplace- ments de réglage nécessaires et monter la pièce dans la position de ré- glage sur le support moyennant un travail limité et sans mesure com- pliquée de position Malgré la conception relativement simple et légè- re sur le plan de la construction et du montage du dispositif selon l'in- vention, la fonction de suspension sans contraintes thermiques de la pièce est totalement conservée. Un mode de réalisation préféré de l'invention permettant de rigidifier l'élément de jonction avec un travail limité consiste à réali- ser l'élément de jonction sous la forme d'un soufflet rempli d'une mas- se moulable qui durcit dans la position de réglage de la pièce, la masse moulable étant de préférence une résine de synthèse renforcée par fi- bres en raison de la rigidité élevée de celle-ci à l'état durci Afin de préserver l'élément de jonction rigidifié de tensions internes non sou- haitables, la masse moulable est introduite essentiellement sans pres- sion dans le soufflet lorsque la pièce est en position de réglage. Selon un autre aménagement avantageux de l'invention, il est prévu, entre l'élément coulissant et l'élément d'assemblage côté élé- ment coulissant de chaque unité de fixation, une articulation à rotule sphérique de manière telle que les unités de fixation à l'état monté, mais non encore rigidifié, permettent non seulement un réglage de la pièce mais encore un alignement précis réciproque des axes de coulis- sement des éléments coulissants, la géométrie des axes étant choisie de manière particulièrement simple et avantageuse de telle sorte qu'en position de réglage, les axes de coulissement soient situés dans un plan commun et soient perpendiculaires et mutuellement décalées. Selon un autre aspect important de l'invention l'élément de jonction peut être démonté à l'état rigidifié et remplacé par un élément ajusté fabriqué d'après l'élément de jonction, ce qui est surtout recom- mandé dans le cas d'applications o les unités de fixations sont très fortement sollicitées et dans lesquelles la rigidité et la résistance mé- canique de l'élément de jonction rempli de masse moulable ne sont pas suffisantes De manière particulièrement avantageuse et particulière- ment simple sur le plan de la fabrication, la pièce ajustée est agencée sous la forme d'un manchon ajusté qui est muni d'une part d'un élé- ment d'assemblage et d'autre part de la tige de l'élément coulissant. Pour des raisons de montage et également parce que l'accès aux éléments coulissants pour le réglage des axes est généralement plus facile à partir du support, les unités de fixation sont avantageuse- ment fixées sur le support par leur élément d'assemblage côté élément coulissant et sur la pièce par leur élément d'assemblage côté élément de jonction. L'invention est décrite ci-après de manière détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation en se référant aux dessins Ceux-ci repré- sentent de manière schématique: Figure 1, un dispositif formé de trois unités de fixation agis- sant entre la pièce et le support, à l'état non réglé, Figure 2, une vue partielle en perspective de l'une des unités de fixation dans la région de l'élément de jonction flexible, Figure 3, une vue semblable à la figure 1, à une échelle plus réduit, du dispositif de fixation en position de réglage, Figure 4, une vue partielle en perspective semblable à la fi- gure 2 d'une unité de fixation avec un élément de jonction rigidifié dans la position de réglage, Figure 5, une vue en coupe d'une pièce ajustée réalisée d'après l'élément de jonction rigidifié et pouvant être montée à la pla- ce de celui-ci. La figure 1 représente un dispositif de fixation 2 formé de trois unités de fixation 2 1, 2 2 et 2 3 par l'intermédiaire duquel une pièce 4, par exemple la base en forme de plaque d'un ensemble anten- ne-alimentation, est montée avec possibilité de réglage sur un support 6 rigide, par exemple la structure porteuse de type sandwich de l'an- tenne à réflecteur. Chaque unité de fixation 2 comporte un élément d'assemblage 8 lié rigidement, par exemple vissé, à la structure porteuse 6, lequel élément est muni d'une articulation à rotule sphérique 10, un élément coulissant 12 qui est formé d'une tige 18 guidée avec possibilité de dé- placement en translation dans un alésage 14 central de la sphère 16 de l'articulation sphérique 10, ainsi qu'un élément de jonction 20 flexible qui se présente sous la forme d'un soufflet en élastomère monté entre la tige 18 et un deuxième élément d'assemblage 22 de l'unité de fixa- tion 2 monté fixe sur la pièce 4. Les deux éléments d'assemblage 8 et 22 de chaque unité de fixation sont fixés sur la structure porteuse 6 ou sur la pièce 4 en un endroit prédéterminé fixe indépendant de la position de réglage défini- tive de la pièce 4, le noyau sandwich de la structure porteuse 6 pou- vant être renforcé localement, dans la zone de fixation de l'élément d'assemblage 8, par un produit stratifié composite 24 renforcé par fi- bres Dans la position réglée représentée à la figure 1, les axes de cou- lissement A, B et C mutuellement décalés angulairement des unités de fixation 2 ne sont pas encore centrés les uns par rapport aux autres et, grâce à l'élément de jonction 20 flexible, l'élément d'assemblage 22 peut se déplacer librement en rotation et en translation, à l'intérieur de certaines limites, dans les trois directions principales x, y et z (figure 2) par rapport à un point de référence Z situé sensiblement au milieu de la tige 18, c'est-à-dire que chaque unité de fixation 2 possède au to- tal six degrés de liberté dans la région comprise entre l'élément coulis- sant 12 et l'élément d'assemblage 22. Pour régler la pièce 4, on fixe tout d'abord les tiges 18 au moyen d'un support non représenté de manière telle que les axes de coulissement A, B et C passent par un point d'intersection S commun et que les points de référence Z fixes des tiges soient respectivement situés sensiblement au centre de l'articulation à rotule sphérique 10 concernée Puis, à l'aide d'un dispositif de positionnement également non représenté -, par exemple une table à déplacement combiné en ro- tation et en translation à support de type cardan, on amène la pièce 4 dans la position de réglage souhaitée par rapport au support 6 du point de vue des six degrés de liberté, c'est-à-dire, dans l'exemple d'applica- tion mentionné, on aligne l'ensemble antenne-alimentation exactement sur l'antenne à réflecteur côté support, et dans la position de réglage ainsi obtenue (figure 3) par l'intermédiaire d'ouvertures de remplis- sage non représentées on remplit entièrement les éléments de jonc- tion avec une résine de synthèse renforcée par fibres de manière telle que, lorsque la masse de résine de synthèse a durci sans pression, ceuxci soient figés de manière permanente dans la position de réglage de la pièce 4 qui résulte de la position relative de la tige 18 et de l'élé- ment d'assemblage 22 La figure 4 montre un élément de jonction 20 rigidifé de cette manière par une masse de remplissage 26 de résine de synthèse qui relie rigidement la tige 18 à l'élément d'assemblage 22 dans la position mutuellement basculée et décalée résultant de la posi- tion de réglage de la pièce 4. Après durcissement de la masse de résine de synthèse 26, on retire le dispositif de positionnement de la pièce 4 et le dispositif de retenue de la tige; la pièce 4 est maintenue de manière sûre dans la po- sition de réglage par les unités de fixation 2 devenues rigides au ni- veau des éléments de jonctions 20, les différences de dilatation ther- mique de la pièce 4 et du support 6 étant compensées sans contrainte par la suspension de la pièce 4 qui est mobile dans la direction des trois axes A, B et C sensiblement perpendiculaires entre eux. Le montage avec possibilité de démontage des unités de fixa- tion 2 sur la pièce 4 et le support 6 permet de démonter les éléments de jonction 20 avec les tiges 18 et les éléments d'assemblage 22 cor- respondants après durcissement de la masse de résine synthétique 26 et de les remplacer par un élément ajusté 28 (figure 5) de mêmes dimen- sions, qui comporte à la place de l'élément de jonction 20 une pièce de raccordement 30 métallique sensiblement en forme de manchon mais qui pour le reste est une copie précise de l'élément de jonction démon- té en ce qui concerne l'orientation dans l'espace de la tige 18 par rap- port à l'élément d'assemblage 22, de sorte que la position de réglage de la pièce 4 est conservée après mise en place des éléments ajustés 28 fabriqués individuellement d'après les éléments de jonction 20. REVENDICATIONS 1 Dispositif de fixation d'une pièce sur un support dans une position réglée en rotation et en translation suivant trois axes chaque fois par rapport audit support, dispositif comportant au moins trois unités de fixation mutuellement décalées qui sont disposées entre le support et la pièce et sont constituées chacune par un premier élément d'assemblage relié rigidement au support et un deuxième élément d'as- semblage relié rigidement à la pièce ainsi que par un élément coulis- sant placé entre les élément d'assemblage, les axes de coulissement des éléments coulissants présentant un point d'intersection commun, caractérisé par le fait que les éléments d'assemblage ( 8, 22) des unités de fixation ( 2) sont montés respectivement sur le support ( 6) ou sur la pièce ( 4) dans une position fixe prédéterminée indépendante du régla- ge de la pièce ( 4) et que chaque unité de fixation comporte un élément de jonction ( 20) placé entre l'élément d'assemblage ( 22) et l'élément coulissant ( 12), flexible en rotation et en translation autour de plu- sieurs axes et qui est rigidifé lorsque l'organe est en position de régla- ge. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément de jonction ( 20) est un soufflet qui est rempli d'une mas- se moulable ( 26) durcissable lorsque l'organe ( 4) est en position de ré- glage. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la masse moulable ( 26) est une résine de synthèse renforcée par fi- bres synthétiques. 4 Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que la masse moulable ( 26) est introduite sans pression à l'inté- rieur du soufflet. Dispositif selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé par le fait qu'il est prévu une articulation ( 10) à rotule sphérique entre l'élément coulissant ( 12) et l'élément d'assem- blage ( 8) côté élément coulissant de chaque unité de fixation ( 2). 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé par le fait que les axes de coulissement (A, B, C) sont sensiblement perpendiculaires et décalés entre eux lorsque la piè- ce ( 4) est en position de réglage. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé par le fait que l'élément de jonction ( 20), à l'état rigidifé, peut être démonté et remplacé par un élément ajusté ( 28) monté de manière définitive fabriqué avec précision d'après l'élément de jonction servant de modèle. 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'élément ajusté ( 28) est réalisé sous la forme d'un manchon ajusté ( 30) muni d'une part d'un élément d'assemblage ( 22) et d'autre part de la tige ( 18) de l'élément coulissant ( 12). 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé par le fait que l'élément d'assemblage ( 22), côté élément de jonction, est fixé sur la pièce ( 4) et que l'élément d'assem- blage ( 8), côté élément coulissant, est fixé sur le support ( 6).