Brevet FR2732081A1 — publié le 19960927

VERIN SUPPORT DE STRUCTURES LOURDES ET FRAGILE, TII. UN MIROIR DE TwTw-SCOPE Le secteur technique de la présente invention est celui des moyens assurant le soutien de structures lourdes et fragiles, tel un miroir de télescope, par rapport à un support de réception. Dans ce type de structure, il est absolument nécessaire que la charge lourde repose sur un moyen qui exerce sur celle-ci une poussée uniforme et réglable par l'utilisateur qu'elle que soit la position de cette structure. En effet, il est bien connu que les miroirs de télescope sont de très grande dimension, 8 mètres de diamètre par exemple, et qu'il est impératif de contrôler voire de supprimer les déformations de celui-ci, tout au assurant leur mise en position. La présente invention a pour objet de fournir un vérin support destiné à exercer une poussée ajustable et précise sur une charge dans une plage de valeurs bien définie. L'invention a donc pour objet un vérin support à double effet interposé entre un support et une charge, apte à exercer sur cette charge une force nominale comprise entre environ 400 à 3900 N pour un déplacement faible inférieur à 1 cm, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un corps formant réservoir, relié au support et recouvert de part et d'autre par un couvercle, les couvercles et le corps délimitant un boîtier comportant deux chambres, chacune étanchée par une membrane souple, les deux couvercles étant reliés entre eux par des moyens de liaisons. Les moyens de liaison sont constitués par des tirants traversant le corps et les couvercles. Le vérin support présente une forme générale cylindrique avec deux chambres isolées l'une de l'autre. Les membranes se présentent sous la forme de couronnes dont le bord interne est raccordé au corps et le bord externe à chacun des couvercles. Chaque couvercle comporte un flasque cylindrique coopérant avec une bride pour assurer le pincement du bord externe de chaque membrane. Les couvercles sont réunis entre eux par des tirants munis dans leur partie centrale d'un renflement sur lequel de part et d'autre, la bride et le couvercle sont maintenus en appui à l'aide d'un écrou. Les bords interne et externe des membranes sont munis d'un bourrelet engagé dans une rainure pratiquée sur chaque bride. La charge est reliée au couvercle adjacent par une bielle. Le vérin support est solidaire à l'opposé de la charge d'un moyen d'introduction d'une force additionnelle. Une application du vérin support à la suspension d'un miroir de télescope est caractérisé en ce qu'elle comprend un réseau de vérins supports liés au miroir et à une structure support épousant la forme du miroir. L'avantage principal de la présente invention réside dans l'ajustement précis de la force appliquée par le vérin support sur la charge. Un autre avantage réside dans la transmission fidèle de la force reçue par le vérin support. Dans l'application au miroir d'un télescope, un avantage du vérin support est de permettre une répartition précise du poids du miroir, évitant ainsi des déformations néfastes. Un autre avantage réside dans l'obtention d'un vérin à la raideur parasite ou force de rappel très faible. Un avantage encore réside dans l'obtention d'un vérin pratiquement n'offrant ni frottement ni hystérésis d'aucune sorte. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture du complément de description donné ci-après à titre d'exemple d'un mode particulier de réalisation en relation avec des dessins sur lesquels - la figure 1 est une coupe montrant le vérin support selon l'invention, - la figure 2 est une vue montrant le vérin support lié à son support, - la figure 3 représente une vue générale du vérin support, - les figures 4 et 5 sont des coupes AA et BB de la figure 3. Le vérin support selon l'invention est destiné à être incorporé entre une charge constituée ici par un miroir 1 de très grande dimension, 8 mètres de diamètre par exemple, d'un télescope, de masse très élevée, et un support 2 qui est ici une structure mécanosoudée. Le miroir est supporté par une pluralité de vérins supports 3 reliés à une plaque supérieure 4 du support 2. Chaque vérin 3 est par exemple relié au miroir par une bielle 5. La caractéristique principale des vérins 3 est, comme expliqué précédemment, d'exercer une force répartie connue à chaque instant comprise entre 400 et 3900 N et en particulier entre 500 et 1600 N. Pour une force nominale comprise dans cette dernière fourchette, la stabilité du vérin doit être meilleure que 0,05 N en une minute. Bien entendu, les bielles 5 sont reliées de façon connue au miroir 1, par exemple par collage. Le miroir 1 est également maintenu autour de sa périphérie par des moyens de positionnement 6 qui peuvent être identiques au vérin support 3. De même, chaque vérin support 3 peut recevoir une force de correction au niveau de sa partie mobile opposée par un autre vérin 7, ou vérin actif, comme décrit ci-après. Ainsi maintenu, le miroir 1 pourra être manoeuvré en actionnant la structure 2 de la position zénith représentée sur cette figure à une position où le télescope regarde l'horizon. Au cours de ce déplacement, les vérins supports 3 et 6 maintiennent et positionnent le miroir en répartissant son poids de façon aussi harmonieuse et précise que nécessaire. Sur la figure 2, on a représenté une vue de dessus du vérin 3 en perspective, le miroir étant enlevé. On voit que la plaque supérieure 4 est ajourée et reçoit dans des alvéoles 8 les vérins 3 régulièrement disposés sur cette plaque. Chaque vérin 3 comporte trois pattes de fixation 9 boulonnées sur la plaque 4. On voit également sur cette figure les moyens de positionnement 6 qui vont exercer leur effort sur la tranche du miroir. La figure 3 montre la vue générale du vérin 3 qui présente une forme générale cylindrique avec un corps 10 en saillie sur lequel sont fixées les pattes 9 de fixation de celui-ci à la plaque supérieure 4, et des couvercles 11 et 12 situés de part et d'autre. Chaque patte 9 se présente sous la forme d'une pièce en forme d'équerre dont la base 13 est intégrée au corps 10 et dont la branche supérieure 14 est perforée pour être vissée sur le support 2. Sur la figure, on voit que le vérin 3 est fixé par trois pattes 9 disposées à 1200. Chaque couvercle 11 ou 12 est muni de moyens de renfort 15 constitués de six raidisseurs 15 en étoile régulièrement disposés à sa surface libre. Le vérin 3 est encore muni d'une structure de guidage constituée par trois cadres 16 fixés en son milieu sur le support 10 et des membranes métalliques 17 de guidage.Ces membranes 17 ainsi que les raidisseurs 15 sont reliés au pivot central 18 de chaque couvercle. Les trois cadres 16 sont placés en alternance avec les pattes 9 par exemple à 1200 l'une de l'autre. Cette structure de guidage permet d'obtenir un déplacement uniaxial du vérin suivant le pivot central 18 de chaque couvercle. Le pivot central 18 est prolongé par une partie filetée 20 pour le raccordement du vérin à la bielle le reliant à la charge 1. Sur la figure, on voit encore la canalisation 21 destinée à l'introduction du fluide sous pression et la canalisation 22 de purge du circuit. La figure 4 représente une coupe AA de la figure 3 et montre la structure interne du vérin 3. On voit le corps 10 formant un réservoir par l'intermédiaire de deux flasques 30 et 31, de forme générale cylindrique, délimitant avec les couvercles 11 et 12 les chambres respectives 32 et 33. Les couvercles 11 et 12 sont munis également des flasques respectifs 34 et 35, de forme générale cylindrique. On préfère comme représenté sur la figure que les flasques 34 et 35 possèdent un diamètre interne supérieur au diamètre externe des flasques respectifs 30 et 31. L'étanchéité de la chambre 32 est assurée par une membrane souple 36 appliquée sur les flasques 30 et 34 en vis-à-vis par les brides respectives 37 et 38. De même, l'étanchéité de la chambre 33 est assurée par une membrane souple 39 appliquée sur les flasques 31 et 35 en vis-à-vis par les brides respectives 40 et 41.Chaque membrane 36 ou 39 peut développer une boucle facilitant sa mobilité. La bride 37 est fixée sur le flasque 30 par un certain nombre de vis 42 régulièrement réparties sur son pourtour. Il en est de même de la bride 40 qui est fixée sur le flasque 31 par les vis 43. Les brides 37 et 40 viennent pincer le bord externe des membranes 36 et 39 et pour parfaire l'étanchéité à ce niveau, les flasques 30 et 31 sont munis chacun d'une rainure, dans laquelle est engagé un bourrelet 44 de la membrane. Les brides 38 et 41 sont appliquées sur les flasques respectifs 34 et 35 par un ensemble de tirants ou boulons 45 dont la partie centrale est munie d'un renflement 46 de part et d'autre duquel sont appliquées les brides 38 et 41. Les couvercles 11 et 12 sont alors fixés aux brides 38 et 41 par les écrous 47 et 48 vissés aux extrémités des boulons 45.De la même manière, le bord interne de chaque membrane 36 ou 39 peut être muni d'un renflement 49 s'engageant dans une rainure pratiquée dans chacune des brides 38 et 41 pour parfaire l'étanchéité. On voit encore sur la figure que les boulons 45 traversent l'âme 50 de part en part avec un certain jeu permettant un libre coulissement à travers le corps 10 du vérin. La chambre 32 est alimentée en fluide sous pression par la canalisation 21 prolongée par un conduit 51 débouchant dans cette chambre. On voit encore sur cette figure les boulons de fixation 52 des lames 17 au cadre 16, les boulons de fixation 53 et 54 des lames 17 sur le pivot central 18 des couvercles 11 et 12. Chaque boulon 53 ou 54 comporte extérieurement un double plat 55 pour permettre le serrage des écrous. On voit encore l'autre branche 56 de la patte 9 servant par exemple à la fixation d'un vérin actif (non représenté ici) destiné à exercer une poussée additionnelle sur le boulon 54, et par suite sur le vérin 3. Sur la figure 5, qui représente une coupe selon BB de la figure 3, on voit la canalisation 60 d'admission de fluide pour alimenter la chambre 33 débouchant dans celleci par le conduit 61. Bien entendu, la chambre 33 est munie d'une autre canalisation (non représentée) servant à la purge. Le fonctionnement est le suivant. Le vérin 3 est d'abord par l'intermédiaire de la chambre 32 alimenté en fluide à travers la canalisation 21, l'air éventuel étant expulsé par la canalisation 22. Les vérins supports 3 et 6 se répartissent le poids du miroir avec des erreurs faibles - pour chaque groupe de vérins 3 et 6, l'erreur due à la faible raideur résiduelle de ces vérins est inférieure à 15 N pour des déplacements allant jusqu'à 1,5 mm. - l'erreur due à toute forme d'hystérésis est inférieure à 1 N pour des déplacements allant jusqu'à 0,6 mm. Pour permettre cette parfaite répartition du poids du miroir, il faut compenser la différence de pression due à la différence d'altitude entre les vérins supports. C'est pour cette raison que les vérins sont à double effet, les chambres 33 liées entre elles compensent l'effet de l'altitude. En général, on doit pouvoir déformer légèrement le miroir pour corriger sa forme ou pour l'adapter à divers modes d'observation. Le vérin support permet pour cela l'addition d'une force fournie par un vérin actif. Ce vérin actif, référencé 7 sur la figure 1, est accouplé au vérin support par les pattes inférieures 56 et il exerce une force sur l'axe 54. Le vérin support 3 permet le passage de cette force sans la perturber. Typiquement, cette force varie de 0 à + 800 N, elle est transmise avec une erreur inférieure à 0,05 N pour les infimes déplacements qui sont usuels pour des miroirs de télescopes. REVENDICATIONS 1- Vérin support à double effet interposé entre un support (2) et une charge (1), apte à exercer sur cette charge une force nominale comprise entre environ 400 à 3900 N pour un déplacement faible inférieur à 1 cm, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un corps (10) formant réservoir, relié au support (2) et recouvert de part et d'autre par un couvercle (11,12), les couvercles et le corps délimitant un boîtier comportant deux chambres (32, 33) chacune étanchée par une membrane souple (36,39), les deux couvercles (11, 12) étant reliés entre eux par des moyens de liaisons (16). 2 - Vérin support selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de liaison (16) sont constitués par des tirants (45) traversant le corps (10) et les couvercles (11,12). 3 - Vérin support selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il présente une forme générale cylindrique avec deux chambres (32, 33) isolées l'une de 1 'autre. 4 - Vérin support selon la revendication 3, caractérisé en ce que les membranes (36,39) se présentent sous la forme de couronnes dont le bord interne est raccordé au corps (10) et le bord externe à chacun des couvercles (11, 12). 5 - Vérin support selon la revendication 4, carac t rive en ce que le corps (10) comprend un flasque cylindrique (30,31) situé de part et d'autre d'une âme centrale (50), coopérant avec une bride (37,40) pour assurer le pincement du bord interne de chaque membrane (36,39). 6. - Vérin support selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que chaque couvercle (11, 12) comporte un flasque cylindrique (34, 41) coopérant avec une bride (38,41) pour assurer le pincement du bord externe de chaque membrane (36,39). 7. - Vérin support selon la revendication 6, caractérisé en ce que les couvercles (11, 12) sont réunis entre eux par des tirants (45) munis dans leur partie centrale d'un renflement (46) sur lequel de part et d'autre la bride (38,41) et le couvercle (11,12) sont maintenus en appui à l'aide d'un écrou (47,48). 8. - Vérin support selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les bords interne et externe des membranes (36,39) sont munis d'un bourrelet (49) engagé dans une rainure pratiquée sur chaque bride (38,41). 9. - Vérin support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la charge est reliée au couvercle adjacent (11) par une bielle (5). 10 - Vérin support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est solidaire à l'opposé de la charge (1) d'un moyen d'introduction (7) d'une force additionnelle. 11 - Vérin support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le guidage de la partie mobile du vérin (3) constituée par les deux couvercles (11,12) est assuré par des lames métalliques minces (17) reliant ces couvercles au corps (10). 12 - Application du vérin support selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 à la suspension d'un miroir de télescope. 13 - Application selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comprend un réseau de vérins supports (3) liés au miroir et à une structure support (2) épousant la forme du miroir.