Brevet FR2766280A1 — publié le 19990122

B16755 i DESCRIPTION Disposition de fixation destinée à fixer un miroir à un support à l'aide d'un adhésif Champ technique L'invention concerne une disposition de fixation munie d'au moins deux points de fixation générés par collage à l'aide d'un adhésif et destinée à fixer un membre optique muni de surfaces de fixation à un support ou dans celui-ci. Il peut s'agir à cette occasion de la fixation de lentilles ou de miroirs par exemple situés dans une structure de systèmes optiques. Dans beaucoup de cas d'application de miroirs fixés sur des supports, il est important que des déformations du support provoquées par des influences extérieures (changements de forme forcés et forces de liaison) ne soient pas transmises au miroir lui-même et ne provoquent pas de changements de forme du miroir. En effet, de tels changements de forme du miroir influencent les qualités optiques du miroir (planéité du miroir p. ex.) et, de ce fait, également les propriétés de tout le système optique. Les surfaces de fixation du membre optique (du miroir p. ex.) sont fixes par rapport à un plan choisi du membre optique (du plan réfléchissant p. ex.). Elles peuvent être planes et former un angle avec le plan choisi (plan réfléchissant) ou être parallèles, ou posséder une autre forme que la forme plane. Les influences extérieures provoquant des déformations du support peuvent être par exemple des sollicitations de vibrations, de chocs ou de températures (modifications de la température, gradients thermiques). Technique connue Lors de la fixation de miroirs à des supports, il est connu de prendre des mesures destinées à éviter des changements de forme d'un miroir fixé à un support transmis par la fixation. Cependant, les mesures connues sont souvent insuffisantes, par exemple lors de la fixation d'un miroir à haute précision optique. Il est connu de procéder à la fixation par des raccords à vis. Dans ce but, le miroir possède des points d'appui définis munis d'encoches d'allégement prévues dans le miroir. Grâce à ces encoches d'allègement, on essaye d'éviter des tensions dans le miroir. On ne peut cependant pas éviter le fait que, pour ce mode de fixation, le miroir soit déformé dans le domaine des têtes des vis. Il est en outre connu de relier le miroir au support par l'intermédiaire dc fines traverses. Une telle connexion soulage certes amplement le miroir quant à la transmission d'influenccs extérieures, mais ne pennet aucune connexion suffisamment rigide cntre Ic support et le miroir. Il est en outre connu de procéder à la fixation par des collages. On doit trouver à cette occasion un compromis entre une rigidité et une élasticité suffisantes. Si le collage est trop rigide on n'obtient pas de découplage suffisant du support. Si le collage est trop élastique, le miroir ne se situe pas de façon assez définie par rapport au support. Révélation de l'invention Lors de la connexion de miroirs à des supports, on pose donc souvent certaines exigences. Afin de maintenir le miroir dans une situation définie, il faut que les points de fixation possèdent une rigidité suffisante dans tous les sens dans l'espace. En outre, des changements de forme forcés du miroir partant des changements de forme du support doivent être aussi réduits que possible. Il faut également faire attention à ce que le miroir ne soit pas déformé par le mode de fixation en lui-même. Aucun des modes de fixation connus n'est apte à remplir ces exigences. L'invention a pour but d'améliorer les propriétés de fixation d'une disposition de fixation de l'espèce nonmmnée ci-dessus de telle façon que les propriétés optiques du membre optique et d'un système optique comprenant le membre optique ne soient pas affectées. L'invention a spécialement pour but de minimiser les effets des changements de forme forcés et des forces de liaison du support sur le membre optique d'une façon suffisante conformément aux exigences respectives et d'obtenir en même temps une rigidité de la fixation suffisante. Conformément à l'invention, ce problème est résolu par le fait que les endroits de collage possèdent, à au moins deux points de fixation, des propriétés mécaniques différentes. 2 5 Lcs propriétés mécaniques différentes peuvent être suscitées à cette occasion par une composition chimique différente des adhésifs et/ou par un façonnage différent des endroits de collage. L'un des endroits de collage peut veiller par exemple à une rigidité élevée de la connexion alors que l'autre endroit de collage vcillc à une élasticité de la connexion suffisante. On peut obtenir ceci par le fait que (a) l'endroit de collage possède une rigidité élevée dans tous les sens à au moins un premier point de fixation, et (b) l'endroit de collage possède, à au moins un deuxième point de fixation, une rigidité plus élevée dans le sens vertical par rapport à un plan choisi du membre optique et de la surface de fixation respectivement du membre optique associée à ce point de fixation que dans des sens parallèles au plan choisi du membre optique et de la surface de fixation respectivement du membre optique associée à ce point de fixation. Par ce moyen, on arrive à ce que, par l'intermédiaire du premier point de fixation, la fixation soit suffisamment rigide et fixe par rapport à des sollicitations de vibrations dans les trois sens dans l'espace, le membre optique n'étant influencé lui-même que de façon minime. Ce point de fixation agit pour ainsi dire en "point fixe" par rapport au support et ainsi en serrage. Grâce au deuxième point de fixation on arrive à ce que des sollicitations, des déports forcés et des forces de liaison qui ont lieu dans le support par exemple à la suite de la courbe de réponse thermique (coefficients d'extension thermiques différents) ou de la répartition de la température, soient réceptionnés par la fixation elle-même et ne sont transmis respectivement au membre optique que pour une partie très faible. Ce deuxième point de fixation agit donc en "logement flottant", c. à. d. qu'il peut par exemple posséder, verticalement par rapport au plan choisi (et à la surface de fixation respectivement), la même rigidité que le "point fixe", cependant, dans le plan choisi (et le plan de la surface de fixation respectivement) il peut s'assouplir par cisaillement. Cette propriété est obtenue d'un côté par la propriété du matériau de la colle qui présente un comportement gommeux, c. à. d. qu'il est incompressible (indice de contraction transversale par exemple de ti=0,5), et d'un autre côté par le façonnage de l'endroit de collage qui est développé de préférence de façon plate. Grâce au développement plat de l'endroit de collage on obtient une rigidité plus élevée dans un sens étant donné que l'adhésif n'est présent dans ce sens qu'en fine couche. Aralit AV138 (mma:q) est par exemple une colle appropriée au premier point de fixation ("point fixe"). Des colles ressemblant à de la silicone s'approprient par exemple au deuxième point de fixation ("logement flottant"). Pour un "logement flottant", le membre optique repose seulement sur les points de collage. Il n'existe aucun contact mécanique direct entre le membre optique et le support. De cette manière, on obtient donc une connexion durable dans tous les trois sens dans l'espace entre le membre optique et le support même en cas de sollicitations de vibrations et de chocs, les propriétés optiques (p. ex. planéité du miroir) du membre optique collé n'étant influencées que de façon minimale en cas d'influence des vibrations, des chocs et de la température. En outre, des fréquences propres élevées sont susceptibles d'être réalisées en choisissant de façon correspondante la composition des colles. Trois points de fixation sont avantageusement prévus, à savoir un prétendu "point fixe" et deux prétendus "logements flottants". Les endroits de fixation du support, les surfaces de fixation du membre optique et/ou les endroits de collage peuvent être arrangés de telle façon que le membre optique n'est maintenu en appui contre le support que par les points de fixation, à savoir de telle façon que le membre optique est maintenu à un tel écart du support qu'il ne vient pas toucher le support même lors de vibrations. On exclue par ce moyen le fait que le membre optique vienne rebondir lors de vibrations par exemple sur le support et ne soit endommagé. Ainsi que cela a été mentionné, les propriétés conformes à l'invention de la disposition de fixation sont assistées par la configuration géométrique particulière des endroits de collage. Les endroits de collage peuvent posséder à cette occasion par exemple une forme longitudinale ou être en forme de lentille. Le membre optique peut être un miroir à haute précision optique. En outre, le membre optique et le miroir respectivement peuvent avoir une rigidité optimisée. La fixation du membre optique au support ou dans celui-ci peut avoir lieu de telle façon que des trous traversants sont d'abord placés dans le membre optique. Ces trous se trouvent de préférence dans le domaine des endroits de collage ultérieurs. Les trous peuvent s'étendre en biais ou verticalement par rapport aux surfaces devant être pourvues de colle. Afin de former des couches de colle entre le membre optique et le support, on introduit ensuite des colles diverses dans les trous. Une colle rigide après durcissement est introduite dans au moins l'un des trous. L'endroit de collage correspondant agit ensuite ultérieurement en tant que susdit "point fixe" entre le membre optique et le support. Une autre colle élastique après durcissement est introduite dans au moins un autre trou. L'endroit de collage correspondant agit ensuite ultérieurement en tant que susdit "logement flottant" entre le membre optique et le support. Il faut faire attention à ce que cet endroit de collage soit développé de façon plate de telle façon qu'on obtient une rigidité plus élevée de l'endroit de collage dans un sens déterminé que dans des sens verticaux par rapport à ce sens déterminé. Un exemple d'exécution de l'invention est expliqué ci-après, plus en détail, en référence au dessin annexé. Courte description du dessin L'unique figure est une représentation schématique en partie coupée et montre un exemple d'exécution de la disposition de fixation conforme à l'invention destinée à fixer un miroir à un support. Exécution préférée de l'invention Un miroir à haute précision optique est désigné par 10 dans la figure. Le miroir 10 se compose d'un élément de renforcement 14 pourvu de nervures de renforcement et destiné à optimiser la rigidité du miroir 10. Certaines de ces nervures de renforcement sont désignées par 12 dans la figure. Une surface réfléchissante plane (non-montrée dans la figure) est prévue à cet élément de renforcement 14 sur la face du miroir 10 opposée aux nervures de renforcement 12. La surface réfléchissante peut s'étirer à cette occasion sur toute la dimension de la face dc l'élément de renforcement 14 opposée aux nervures dc renforcement 12 ou seulement sur une partie de celui-ci. Le miroir 10 possède trois surfaces de fixation. Ces surfaces de fixation se trouvent sur la face du miroir 10 opposée aux nervures de renforcement 12 et sont cachées dans la figure et ne sont pas visibles. L'élément de renforcement 14 et le cas échéant la surface réfléchissante sont pourvus dans le domaine de ces surfaces de fixation de perçages traversants 16, 17, 18, 19, 20 et 21, les perçages 16, 17, 18 et 19 et 20 respectivement et 21 étant associés chaque fois à une surface de fixation. Un support 28 est montré en une représentation coupée dans la partie inférieure de la figure. Trois endroits de fixation 30 et 32 associés aux trois surfaces de fixation du miroir et destinés à fixer le miroir 10 sont prévus au support 28, endroits dont seulement deux sont visibles dans la figure. Ces trois endroits de fixation 30 et 32 se composent chaque fois d'une surface plane. Les surfaces 34 et 36 sont les surfaces de référence pour le collage du miroir 10. Afin de fixer le miroir 10 au support 28, le miroir 10 est orienté avec un dispositif approprié avec une translation dans le sens X et Y ainsi qu'avec une rotation autour de l'axe Z. La situation du miroir 10 par rapport au support est fixée de façon définie à l'aide de pièces d'écartement appropriées situées entre les surfaces de référence 34 et 36 et la surface réfléchissante dans l'axe Z ainsi qu'autour de l'axe X et Y. Par ailleurs, la fente de collage située entre les surfaces 30, 32 et les surfaces de fixation du miroir est clairement déterminée par ce moyen. Un adhésif est ensuite guidé sous forme liquide du côté des nervures de renforcement 12 de l'élément de renforcement 14 à travers les perçages 16, 17, 18, 19, 20 et 21. L'adhésif se répand alors sur les surfaces associées 30 et 32 du support et sur les surfaces de fixation associées du miroir 10. Mentionnons le fait que même un seul perçage ou également plus de deux perçages peuvent être chaque fois prévus par endroit de fixation. Le nombre des perçages dépendra en général de la nature de l'adhésif respectif et la forme souhaitée dépendra de la configuration géométrique des endroits de collage. Après le durcissement on enlève les pièces d'écartement si bien que le miroir 10 n'est pas du tout en contact direct avec le support 28. Dans l'exemple d'exécution représenté, le premier point de fixation (endroit de fixation 30) est formé par un adhésif (par exemple "Aralit AV 138") ayant une rigidité, élevée dans les trois sens dans l'espace. Ce point de fixation sert donc de "point fixe". Lcs deux autres points de fixation (endroit de fixation 32 et le troisième endroit de fixation non- montré) sont formés par un adhésif élastique. L'endroit de collage est développé de façon plate à ces deux points de fixation. Par ce moyen, on obtient une rigidité élevée à ces points de fixation dans le sens vertical par rapport aux surfaces respectives 36 des endroits de fixation 32. Cependant, l'endroit de collage s'assouplit par cisaillement dans les sens parallèles par rapport aux surfaces respectives 36. De tels adhésifs peuvent contenir de la silicone et sont de type commercial. Dans l'exemple d'exécution représenté, les endroits de l'adhésif se composent de deux figures rectangulaires. Mais il est également possible de donner aux endroits de l'adhésif une figure ronde ou p. ex. une forme allongée. Le miroir 10 décrit dans l'exemple d'exécution peut être prévu pour être utilisé dans un système optique d'un missile. Pour cette application, les propriétés du miroir 10 conformes à l'invention sont très importantes. D'une part, les missiles sont exposés à des influences extérieures soumises à de grandes variations. D'autre part, les exigences faites à un système optique d'un missile autodirecteur par exemple sont très élevées. Revendications 1. Disposition de fixation munie d'au moins deux points de fixation (30, 32) générés par collage à l'aide d'un adhésif et destinée à fixer un membre optique (10) muni de surfaces de fixation à un support (28) ou dans celui-ci, caractérisé par le fait que les endroits de collages possèdent des propriétés mécaniques différentes à au moins deux points de fixation (30,32). 2. Disposition de fixation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que (a) l'endroit de collage possède une rigidité élevée dans tous les sens à au moins un premier point de fixation (30), et (b) l'endroit de collage possède, à au moins un deuxième point de fixation (32), une rigidité plus élevée dans le sens vertical par rapport à un plan choisi du membre optique (10) et de la surface de fixation respectivement du membre optique (10) associée à ce point de fixation (32) que dans des sens parallèles au plan choisi du membre optique (10) et de la surface de fixation respectivement du membre optique (10) associée à ce point de fixation (32). 3. Disposition de fixation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par trois points de fixation (30, 32) générés par collage à l'aide d'un adhésif, les endroits de collage étant chaque fois dimensionnés de telle façon que (a) l'endroit de collage possède une rigidité élevée dans tous les sens à un premier point de fixation (30), et (b) les endroits de collage présentent, aux deux autres points de fixation (32), une rigidité plus élevée dans le sens vertical par rapport à un plan choisi du membre optique (10) et des surfaces de fixation respectivement du membre optique (10) associées à ces points de fixation (32) que dans des sens parallèles au plan choisi du membre optique (10) et de la surface de fixation respectivement du membre optique (10) associée à ce point de fixation (32). 4. Disposition de fixation selon l'une des revendications 1-3, caractérisée par le fait que les endroits de fixation (30,32) du support (28), les surfaces de fixation du membre optique (10) et/ou les endroits de collage sont arrangés de telle façon que le membre optique (10) n'est maintenu en appui contre le support (28) que par les points de fixation (30,32). 5. Disposition de fixation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les endroits de fixation (30,32) du support (28), les surfaces de fixation du membre optique (10) et/ou les endroits de collage sont arrangés dc telle façon que le membre optique (10) est maintenu à un tel écart du support (28) qu'il ne vient pas toucher le support (28) même lors de vibrations. 6. Disposition de fixation selon l'une des revendications 1-5, caractérisée par le fait que le membre optique est un miroir (10) à haute précision optique. 7. Procédé destiné à fixer un membre optique (10) à un support (28) ou dans celui-ci et muni des étapes de procédé suivantes: (a) placement de trous traversants (16,17,18,19, 20,21) dans le membre optique (10), (b) introduction d'une colle rigide après durcissement au moins à travers l'un des trous (16,17,18,19) afin de former des couches d'adhésif entre le membre optique (10) et le support (28), (c) introduction d'une colle élastique après durcissement au moins à travers un autre trou (20,21) afin de former des couches d'adhésif plates entre le membre optique (10) et le support (28).