Brevet FR2751430A1 — publié le 19980123

La présente invention concerne un dispositif de suspension et de guidage en translation pour un appareil destiné à être déplacé, parallèlement à son axe longitudinal (X-X), par rapport à un support fixe, ainsi qu'un tel appareil équipé dudit dispositif. Quoique non exclusivement, un tel dispositif est plus particulièrement approprié pour être utilisé pour déplacer un appareil faisant lui-même partie d'un instrument optique dans lequel il est nécessaire de déplacer, par exemple, une ou plusieurs lentilles, dans le but d'atteindre une mise au point optimale, ce déplacement devant être réalisé précisé- ment suivant la direction de l'axe optique de la lentille ou des lentilles concernées, sans décentrement ni défaut angulaire. On connaît déjà, par le brevet FR-2 648 241 de la même demanderesse, un dispositif de suspension et de guidage en translation pour un appareil destiné à être déplacé, paral- lèlement à son axe longitudinal (X-X), par rapport à un support fixe, du type comportant au moins une paire d'élé- ments de suspension espacés suivant ledit axe longitudinal (X-X) et agencés au moins sensiblement transversalement audit axe (X-X) en étant souples parallèlement audit axe (X-X), une extrémité de chacun desdits éléments de sus- pension étant solidaire dudit appareil et une autre extrémi- té de chacun desdits éléments de suspension étant solidaire dudit support, et des moyens d'actionnement commandables destinés à exercer, sur lesdits éléments de suspension, un effort parallèlement audit axe longitudinal (X,X). Cependant, dans ce cas, chaque élément de suspension est constitué par une lame souple unique, si bien que, lorsque l'on exerce un effort, parallèlement à l'axe longitudinal (X-X), sur l'ensemble constitué par ces deux lames, il existe un risque de décentrement dudit axe et donc de l'axe optique de la lentille ou des lentilles concernées. La présente invention a pour but d'éviter cet inconvénient. A cet effet, le dispositif de suspension et de guidage en translation, du type indiqué ci-dessus, est remarquable, selon l'invention, en ce que chacun desdits éléments de suspension est constitué d'au moins une paire de lames, une extrémité de l'une desdites lames étant solidaire dudit support et une extrémité de l'autre desdites lames étant solidaire dudit appareil, les autres extrémités desdites lames étant solidaires l'une de l'autre. Ainsi, grâce à une telle réalisation à "lame double" de chacun des éléments de suspension, l'application d'un effort suivant l'axe longitudinal (X-X) entraîne une déformation des lames, comme cela sera décrit en détail par la suite, et un "décentrement" mais sans effet sur la "position" de l'axe (X-X) du fait que ce "décentrement" affecte, en fait, les extrémités supérieures ("libres") des lames. Selon une autre caractéristique de l'invention, pour chaque paire de lames de chaque élément de suspension, une desdites lames se présente sous la forme de deux branches dont l'extrémité inférieure de chacune d'entre elles est fixée audit support, tandis que l'extrémité inférieure de l'autre desdites lames, en une pièce, est fixée à l'extrémité d'une patte solidaire dudit appareil. De plus, l'extrémité inférieure de chacune desdites branches peut être encastrée dans une pièce d'appui respective, liée audit support, tandis que les branches desdites premières lames peuvent être reliées, à leurs extrémités supérieures, par une lame transversale solidarisant ces dernières entre elles, ainsi qu'à l'extrémité supérieure desdites secondes lames. Cependant, la souplesse des lames, dans cette solution, peut entraîner, pour une course non nulle des moyens d'actionne- ment, un décentrement sous l'effet de la pesanteur, de sorte qu'il est avantageux, suivant une variante de l'invention, que chacun desdits éléments de suspension soit constitué par deux paires desdites lames, agencées de façon symétrique par rapport au plan longitudinal médian de l'ensemble formé par les deux dites paires de lames en condition de repos desdits moyens d'actionnement, et que les extrémités supérieures, solidaires l'une de l'autre, de chaque paire de lames dudit ensemble, soient reliées par un élément de solidarisation travaillant en traction/compression. De préférence, ledit élément de solidarisation est constitué de deux lames dont la largeur s'étend parallèlement à l'axe (X-X), reliant les extrémités supérieures et inférieures, respectivement, desdites lames transversales, en formant ainsi une structure de "poutre ou profilé creux" de section transversale quadrangulaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque élément de suspension présente, en condition de repos desdits moyens d'actionnement, une forme générale de W renversé. Par ailleurs, chaque branche extérieure de l'élément de suspension en forme de W renversé est encastrée dans une pièce d'appui respective liée audit support, tandis que les branches intérieures sont fixées, en commun, à l'extrémité d'une patte solidaire dudit appareil. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le point d'application de l'effort exercé par lesdits moyens d'actionnement sur les lames élastiques s'exerce au moins sensiblement sur l'axe (X-X), de sorte que, si (L) est la distance séparant les extrémités supérieures et inférieures d'encastrement desdites lames, l'axe (X-X) est situé de façon telle que, au moins sensiblement, la distance séparant les extrémités supérieures d'encastrement de l'axe (X-X) est égale à la distance séparant les extrémités inférieures d'encastrement dudit axe, c'est-à-dire à (L/2). Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des réfé- rences identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue en perspective d'un premier exemple de réalisation du dispositif de suspension et de guidage en translation selon l'invention, pour un appareil destiné à être déplacé suivant son axe longitudinal (X-X). La figure 2 est une vue de côté du dispositif de la figure 1. La figure 3 illustre la déformation des lames d'un élément de suspension du dispositif des figures 1 et 2, sous l'ac- tion d'un effort exercé parallèlement à l'axe (X-X). La figure 4 est une vue en perspective d'un second exemple de réalisation du dispositif de suspension et de guidage en translation selon l'invention. La figure 5 est une vue de côté du dispositif de la figure 4. Les figures 6 et 7 illustrent la déformation du dispositif, dans le cas de l'exemple des figures 4 et 5, pour un dépla- cement de l'appareil, suivant l'axe (X-X), dans les deux sens. La figure 8 montre la déformation des lames d'un élément de suspension du dispositif des figures 4 et 5, sous l'action d'un effort exercé parallèlement à l'axe (X-X). Comme on le voit sur les figures 1 et 2 notamment, le dispositif de suspension et de guidage en translation pour un appareil 1 destiné à être déplacé, parallèlement à son axe longitudinal (X-X), par rapport à un support fixe 2, et apte à porter, en 3, un instrument optique (non représenté), comporte une paire d'éléments de suspension 4A, 4B. Les éléments de suspension 4A, 4B sont espacés suivant l'axe longitudinal (X-X) et agencés au moins sensiblement trans- versalement audit axe (X-X) en étant souples parallèlement audit axe (XX). Selon l'invention, conformément à ce premier mode de réalisation, chaque élément de suspension 4A, 4B est constitué d'une paire de lames 5A, 5B; 6A, 6B, dont une extrémité de l'une desdites lames (5A, respective- ment 6A) est solidaire du support 2 et une extrémité de l'autre desdites lames (5B, respectivement 6B) est solidaire de l'appareil 1, les autres extrémités des lames 5A, 5B; 6A, 6B étant solidaires l'une de l'autre. Plus précisément, comme on le voit sur la figure 1, les lames 5A, 6A se présentent, chacune, sous la forme de deux branches dont l'extrémité inférieure 5A.1, 6A.1 de chacune d'entre elles est fixée au support 2 en étant, par exemple, encastrée dans une pièce d'appui respective 7, liée au support 2, tandis que l'extrémité inférieure 5B.1, 6B.1 des lames 5B, 6B, en une pièce, est encastrée à l'extrémité d'une patte respective 8 solidaire de l'appareil 1. Par ailleurs, les branches des lames 5A, 6A sont reliées, à leurs extrémités supérieures 5A.2, 6A.2, par une lame transversale 9A, 9B solidarisant ces dernières entre elles, ainsi qu'à l'extrémité supérieure 5B.2, 6B.2 des lames 5B, 6B. De plus, comme on le voit sur la figure 2, le point d'appli- cation de l'effort exercé par des moyens d'actionnement (uniquement symbolisés par la flèche 10 sur le dessin) sur les lames élastiques doit s'exercer sur l'axe (X-X), de sorte que, si (L) est la distance séparant les extrémités supérieures et inférieures d'encastrement des lames 5A, 5B; 6A, 6B, l'axe (X-X) est situé de façon telle que, au moins sensiblement, la distance séparant les extrémités supérieu- res d'encastrement de l'axe (X-X) est égale à la distance séparant les extrémités inférieures d'encastrement de l'axe (X-X), c'est-à-dire à (L/2); cela de façon à obtenir un défaut angulaire nul lors de l'application de l'effort. Comme on le voit sur la figure 3, l'application d'un effort suivant l'axe longitudinal (X-X) entraîne effectivement une déformation des lames 5A, 5B; 6A, 6B et un décentrement d, mais qui ne joue pas sur l'axe (X-X) du fait que le décen- trement d affecte les extrémités "libres" (supérieures) des lames. Toutefois, comme déjà indiqué, si, pour une course nulle des moyens d'actionnement, l'ensemble est bien rigide suivant le sens de la gravité (généralement verticalement) car les lames travaillent alors en traction/compression, une fois la course amorcée, ladite raideur tend à chuter rapidement et cela entraîne des décentrements, sous l'effet de la pesan- teur, qui peuvent être importants. Cette souplesse, pour une course non nulle, sous l'effet de la pesanteur peut égale- ment se répercuter sur le défaut angulaire. Pour éviter ces inconvénients, on a conçu une réalisation du dispositif de suspension et de guidage en translation, illustrée par les figures 4 à 8, similaire au demeurant à la réalisation précédente, mais dans laquelle chacun des éléments de suspension 4A, 4B est constitué par deux paires de lames 5A, 5B; 6A, 6B précédemment décrites, agencées de façon symétrique (ou en opposition) par rapport au plan longitudinal médian de l'ensemble formé par les deux dites paires de lames en condition de repos des moyens d'actionne- ment 10, et dans laquelle les extrémités supérieures, solidaires l'une de l'autre, de chaque paire de lames 5A, B; 5A, 5B, d'une part, et 6A, 6B; 6A, 6B, d'autre part, sont reliées par un élément de solidarisation 11, travail- lant en traction/compression, constitué de deux lames 11A, 11B dont la largeur s'étend parallèlement à l'axe (X-X), reliant les extrémités supérieures et inférieures, respecti- vement, des lames transversales 9A, 9B. On obtient ainsi une structure de "poutre ou profilé creux" de section transver- sale quadrangulaire conférant à l'élément de suspension respectif 4A, 4B une raideur très élevée suivant l'axe de la pesanteur et pratiquement constante quelle que soit la course des moyens d'actionnement 10. On doit noter, toute- fois, que la présence des lames 11A, 11B peut entraîner de légers décentrements (et, éventuellement, un faible défaut angulaire), mais qui demeurent très faibles: par exemple, inférieurs à 2 micromètres pour une course de 10 mm. Comme on le voit mieux sur la figure 5, chaque élément de suspension 4A, 4B présente, en condition de repos des moyens d'actionnement 10, une forme générale de W renversé, dont chaque branche "extérieure" est encastrée dans une pièce d'appui respective 7 liée au support 2, tandis que les branches "intérieures" sont fixées, en commun, à l'extrémité d'une patte 8 solidaire de l'appareil 1. On notera, de plus, que, comme dans la première réalisation, les lames ont une longueur et des positions d'encastrement telles que le point d'application de l'effort exercé par les moyens d'actionne- ment 10 reste "central". Les figures 6 à 8 illustrent les déformations des lames 5A, B; 6A, 6B pour différentes courses de l'appareil 1 suivant l'axe (X-X). REVENDICATIONS 1. Dispositif de suspension et de guidage en translation pour un appareil (1) destiné à être déplacé, parallèlement à son axe longitudinal (X-X), par rapport à un support fixe (2), du type comportant au moins une paire d'éléments de suspension (4A, 4B) espacés suivant ledit axe longitudinal (X-X) et agencés au moins sensiblement transversalement audit axe (X-X) en étant souples parallèlement audit axe (X-X), une extrémité de chacun desdits éléments de sus- pension étant solidaire dudit appareil (1) et une autre extrémité de chacun desdits éléments de suspension étant solidaire dudit support (2), et des moyens d'actionnement commandables (10) destinés à exercer, sur lesdits éléments de suspension, un effort parallèlement audit axe longitudi- nal (X-X), caractérisé en ce que chacun desdits éléments de suspension (4A, 4B) est constitué d'au moins une paire de lames (5A, B; 6A, 6B), une extrémité de l'une desdites lames étant solidaire dudit support (2) et une extrémité de l'autre desdites lames étant solidaire dudit appareil (1), les autres extrémités desdites lames étant solidaires l'une de l'autre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour chaque paire de lames de chaque élément de suspension (4A, 4B), une desdites lames (5A, 6A) se présente sous la forme de deux branches dont l'extrémité inférieure (5A.l, 6A.1) de chacune d'entre elles est fixée audit support (2), tandis que l'extrémité inférieure (5B. 1, 6B.1) de l'autre desdites lames (5B, 6B), en une pièce, est fixée à l'extrémité d'une patte (8) solidaire dudit appareil (1). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure (5A.1, 6A.1) de chacune desdites branches est encastrée dans une pièce d'appui respective (7), liée audit support (2). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que les branches desdites premières lames (5A, 6A) sont reliées, à leurs extrémités supérieures (5A.2, 6A.2), par une lame transversale (9A, 9B) solidarisant ces dernières entre elles, ainsi qu'à l'extrémité supérieure (5B.2, 6B.2) desdites secondes lames (5B, 6B). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chacun desdits éléments de suspension (4A, 4B) est constitué par deux paires desdites lames (SA, B; 6A, 6B), agencées de façon symétrique par rapport au plan longitudinal médian de l'ensemble formé par les deux dites paires de lames en condition de repos desdits moyens d'actionnement (10), et en ce que les extrémités supérieu- res, solidaires l'une de l'autre, de chaque paire de lames dudit ensemble, sont reliées par un élément de solidarisa- tion (11) travaillant en traction/compression. 6. Dispositif selon la revendication 4 et la revendication , caractérisé en ce que ledit élément de solidarisation (11) est constitué de deux lames (11A, liB) dont la largeur s'étend parallèlement à l'axe (X-X), reliant les extrémités supérieures et inférieures, respectivement, desdites lames transversales (9A, 9B). 7. Dispositif selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que chaque élément de suspension (4A, 4B) présente, en condition de repos desdits moyens d'actionne- ment (10), une forme générale de W renversé. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque branche extérieure de l'élément de suspension en forme de W renversé est encastrée dans une pièce d'appui respective (7) liée audit support (2), tandis que les branches intérieures sont fixées, en commun, à l'extrémité d'une patte (8) solidaire dudit appareil (1). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le point d'application de l'effort exercé par lesdits moyens d'actionnement (10) sur les lames élastiques s'exerce au moins sensiblement sur l'axe (X-X), de sorte que, si (L) est la distance séparant les extrémités supérieures et inférieures d'encastrement desdites lames, l'axe (X-X) est situé de façon telle que, au moins sensible- ment, la distance séparant les extrémités supérieures d'encastrement de l'axe (X-X) est égale à la distance séparant les extrémités inférieures d'encastrement dudit axe, c'est-à-dire à (L/2). 10. Appareil destiné à être déplacé, parallèlement à son axe longitudinal (X-X), par rapport à un support fixe, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif de suspension et de guidage en translation selon l'une quel- conque des revendications 1 à 9.