Brevet FR2853024A1 — publié le 20041001

DISPOSITIF DE FIXATION D'UN EQUIPEMENT ET/OU D'UNE CHARGE UTILE SUSCEPTIBLES D'ETRE SOUMIS A UNE AMBIANCE VIBRATOIRE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte de manière générale au domaine des dispositifs de fixation d'équipements et/ou de charges utiles susceptibles 10 d'être soumis à une ambiance vibratoire. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE De l'art antérieur, on connaît plusieurs réalisations conventionnelles permettant de fixer des équipements fluidiques, électriques ou des pièces 15 mécaniques sur une structure susceptible d'être soumise à une ambiance vibratoire, ou permettant encore de fixer une charge utile sur cette même structure. Ainsi, ces réalisations conventionnelles peuvent par exemple prendre la forme de vis ou de 20 rivets, procurant une fixation sûre des différents éléments sur la structure. Cependant, il existe différents équipements pour lesquels il est préférable, voire indispensable, d'effectuer la fixation relativement tardivement dans 25 le cycle de réalisation. Ceci entraîne par conséquent la nécessité de procéder à des opérations préalables destinées à autoriser la réalisation des opérations de fixation des équipements, et provoque donc des surcoûts de production importants. SP 22373 AP Par ailleurs, il est indiqué que les équipements et la charge utile montés sur la structure sont soumis à un environnement dynamique et/ou pyrotechnique durant les situations de fonctionnement, 5 cet environnement particulier se traduisant respectivement par la présence de vibrations et de chocs importants, pouvant notamment engendrer la détérioration partielle ou totale de ces éléments montés. Ainsi, les réalisations conventionnelles de 10 l'art antérieur décrites ci-dessus n'étant pas en mesure, à elles seules, d'isoler les éléments de cet environnement, il est donc nécessaire de prévoir des protections supplémentaires ou encore de concevoir des équipements capables de supporter des conditions de 15- fonctionnement relativement sévères. De cette façon, dans chacune des solutions proposées susceptibles de faire face à l'environnement particulier rencontré durant les situations de fonctionnement, des surcoûts sont également engendrés. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention a donc pour but de proposer un dispositif de fixation d'un équipement et/ou d'une charge utile sur une structure susceptible d'être soumise à une ambiance vibratoire, le dispositif 25 remédiant au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus relatifs aux réalisations de l'art antérieur. Plus précisément, le but de l'invention est de proposer un dispositif de fixation d'un équipement 30 et/ou d'une charge utile sur une structure susceptible d'être soumise à une ambiance vibratoire, apte à isoler SP 22373 AP au moins partiellement l'équipement et/ou la charge utile d'un environnement dynamique et/ou pyrotechnique, et ne nécessitant pas de procéder à des opérations préalables lorsque l'on désire monter ces éléments tardivement dans le cycle de réalisation. Pour ce faire, l'invention a pour objet un dispositif de fixation d'un équipement et/ou d'une charge utile sur une structure susceptible d'être soumise à une ambiance vibratoire, le dispositif de 10 fixation étant apte à isoler au moins partiellement l'équipement et/ou la charge utile d'un environnement dynamique et/ou pyrotechnique. Selon l'invention, ce dispositif comporte des moyens auto-agrippants réversibles comprenant une première partie ainsi qu'une 15 seconde partie apte à s'engager avec ladite première partie et se désengager de celle-ci, les première et seconde parties disposant chacune d'une pluralité de picots. Avantageusement, il a été remarqué que ce 20 type de moyens autoagrippants réversibles, disposant des caractéristiques techniques précitées, était capable d'amortir des vibrations quelle que soit la fréquence de vibration. De plus, durant les essais réalisés, il a également été observé un facteur 25 d'atténuation de l'ordre de -30 dB à 35 kHz, tandis que les dispositifs de l'art antérieur ne garantissaient au mieux qu'un facteur de -18 dB, dans le même ordre de grandeur de fréquence. Ainsi, le dispositif de fixation selon 30 l'invention est donc tout à fait adapté pour limiter la transmission de chocs pyrotechniques et de vibrations SP 22373 AP basses fréquences vers des éléments sensibles, et est par conséquent largement approprié pour isoler au moins partiellement un équipement et/ou une charge utile d'une structure soumise à un environnement dynamique 5 et/ou pyrotechnique, tel que celui rencontré durant les situations de fonctionnement. Les essais effectués ont tout d'abord permis d'observer que de tels moyens auto-agrippants réversibles à picots, donc ouvrables et refermables, 10 étaient susceptibles de générer une dissipation des vibrations par frottement. En effet, lors de la transmission des sollicitations dynamiques vers l'équipement et/ou la charge utile, l'énergie de vibration est dissipée par 15 frottement entre les picots des première et seconde parties des moyens auto-agrippants, ces picots étant naturellement adaptés pour résister à la traction lorsqu'ils sont emboîtés les uns entre les autres. Par ailleurs, un second facteur important 20 d'atténuation des vibrations a été décelé. Il s'agit de la diffraction de l'onde de choc, transmise depuis la structure en direction de l'équipement et/ou de la charge utile. Effectivement, il a été remarqué qu'une 25 onde plane de choc se propageant dans la structure était diffractée par les picots des moyens autoagrippants, qui ne transmettaient alors qu'une partie de l'énergie en direction de l'équipement et/ou de la charge utile. Notons que plus la force désirée nécessaire au désengagement des première et seconde parties est SP 22373 AP élevée, plus le nombre de picots à prévoir est également important. A ce titre, il est bien entendu qu'un nombre élevé de picots sur les première et seconde parties favorise les phénomènes de dissipation des vibrations par frottement et par diffraction. En outre, les moyens auto-agrippants réversibles proposés dans le dispositif selon l'invention autorisent un assemblage simple et rapide de l'équipement et/ou de la charge utile sur la 10 structure, cet assemblage pouvant par exemple être réalisé par pression manuelle sur l'équipement, engendrant simultanément l'emboîtement des picots et l'engagement des première et seconde parties. D'autre part, l'équipement et/ou la charge utile peut être 15 facilement démonté de la structure, par un désengagement des première et seconde parties, ce désengagement prenant par exemple la forme d'un simple pelage. Enfin, il est noté qu'avec un tel 20 amortissement procuré par ce dispositif de fixation, les équipements et charges utiles ne nécessitent plus forcement d'être conçus pour supporter des conditions de fonctionnement extrêmement sévères. Selon un mode de réalisation préféré de la 25 présente invention, les première et seconde parties des moyens auto-agrippants réversibles sont chacune solidaires d'une couche en mousse acrylique adhésive. De manière avantageuse, cette couche en mousse acrylique adhésive permet non seulement 30 d'assurer la fixation des première et seconde parties des moyens auto-agrippants sur respectivement la SP 22373 AP structure et l'équipement et/ou la charge utile, mais engendre également une diminution de la transmission des vibrations, venant s'ajouter à celle provenant des facteurs déjà décrits ci-dessus. A cet égard, il est noté que la mousse acrylique permet à elle seule de constituer un amortisseur classique. Néanmoins, il est indiqué que le phénomène d'amortissement émanant directement de cette couche en mousse acrylique est sensiblement négligeable 10 par rapport à l'amortissement procuré par les frottements entre les picots et la diffraction générée par ces derniers. En outre, un facteur d'amortissement supplémentaire provient du fait qu'une onde de choc 15 transmise par la structure se propage d'abord dans la couche en mousse acrylique adhésive, pour ensuite atteindre les moyens auto-agrippants réversibles et sa pluralité de picots, réalisés par exemple en polyoléfine. Ainsi, l'onde de choc se réfléchit en partie au niveau de chaque interface, et la multiréflexion entre matériaux d'impédances de choc différentes génère une atténuation importante des chocs pyrotechniques. De plus, il a également été observé que 25 l'énergie de l'onde de choc est emmagasinée dans le dispositif de fixation comprenant les première et seconde parties ainsi que les couches en mousse acrylique adhésive, puis rediffusée progressivement en direction de l'équipement et/ou de la charge utile. SP 22373 AP D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels; - la figure 1 représente une vue schématique en coupe d'un dispositif de fixation selon un mode de réalisation préféré de la présente 10 invention, le dispositif étant interposé entre la structure principale et un équipement, - la figure 2 représente une vue en coupe prise le long de la ligne II-II de la figure 3, schématisant de façon agrandie les moyens auto15 agrippants du dispositif de fixation représenté sur la figure 1, - la figure 3 représente une vue en coupe prise le long de la ligne III- III de la figure 2, et - la figure 4 représente une vue similaire 20 à celle de la figure 3, lorsque le dispositif de fixation est soumis à des sollicitations dynamiques. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS En référence à la figure 1, il est représenté un dispositif de fixation 1 selon un mode de 25 réalisation préféré de la présente invention. Le dispositif de fixation 1 est destiné à assurer le montage d'un équipement 2 et/ou d'une charge utile, sur une structure principale 4. De plus, le dispositif 1 est également en mesure d'isoler au moins 30 partiellement l'équipement 2 et/ou la charge utile d'un SP 22373 AP environnement dynamique et/ou pyrotechnique, tel que celui rencontré durant les phases de vol d'un lanceur. Il est noté que dans la suite de la description, l'élément à fixer sur la structure 5 principale 4 sera appelé équipement 2, mais qu'il peut bien entendu s'agir de la charge utile, sans sortir du cadre de l'invention. Par ailleurs, il est également précisé que les équipements susceptibles d'être assemblés sur la structure principale 4 peuvent être du 10 type équipement fluidique, mécanique ou équipement électrique, tels que des lignes fluides, des réservoirs, des vannes, des câblages, ou encore des boîtiers mécaniques. Toujours en référence à la figure 1, on 15 peut apercevoir que le dispositif de fixation 1 comprend une première partie 6 comportant un support 8 ainsi qu'une pluralité de picots 10 solidaires du support 8, le support 8 et les picots 10 étant préférentiellement réalisés en polyoléfine. A titre 20 d'exemples indicatifs, le support 8 peut se présenter sous forme d'une pluralité de bandes ou d'un panneau unique, et est bien entendu susceptible de s'adapter à la géométrie de l'équipement 2 à fixer. En outre, sur une surface du support 8 25 opposée à la surface portant les picots 10, le dispositif 1 est solidaire d'une couche en mousse acrylique adhésive 11, permettant d'établir la fixation entre le support 8 de la première partie 6 et la structure principale 4. De façon analogue, le dispositif de fixation 1 dispose d'une seconde partie 12 comprenant SP 22373 AP un support 14 ainsi qu'une pluralité de picots 16 solidaires du support 14 et sensiblement identiques aux picots 10, le support 14 et les picots 16 étant préférentiellement réalisés en polyoléfine. Notons que 5 de façon générale, pour obtenir une coopération optimale entre les première et seconde parties 6 et 12, la forme du support 14 est sensiblement similaire à celle du support 8. En outre, sur une surface du support 14 10 opposée à la surface portant les picots 16, le dispositif 1 est solidaire d'une couche en mousse acrylique adhésive 18, permettant d'établir la fixation entre le support 14 de la seconde partie 12 et l'équipement 2. Ainsi, les première et seconde parties 6 et 12 du dispositif de fixation 1 forment des moyens de fixation auto- agrippants réversibles 20, dans la mesure o ces première et seconde parties 6 et 12 sont aptes à s'engager l'une avec l'autre par emboîtement de leurs 20 picots respectifs 10 et 16, et susceptibles de se désengager par désemboîtement de ces mêmes picots. A ce titre, il est noté que le nombre, la disposition et la forme des picots 10 et 16 déterminent la force nécessaire au désengagement des première et 25 seconde parties 6 et 12, cette valeur correspondant notamment à une valeur pour laquelle le nombre de picots prévus 10 et 16 est suffisamment important pour provoquer, de manière significative, les phénomènes de dissipation des vibrations par frottement et par 30 diffraction. De plus, cette valeur de force de désengagement correspond à une valeur permettant SP 22373 AP d'assurer une fixation sûre d'un équipement classique 2 sur la structure principale 4. Dans le mode de réalisation préféré représenté sur les figures, les picots 10 de la 5 première partie 6 sont disposés sous forme de rangées, chaque rangée étant constituée de deux lignes de picots situés en regard deux à deux. De la même façon, les picots 16 de la seconde partie 12 sont disposés sous forme de rangées, 10 chaque rangée étant constituée de deux lignes de picots 16 situés en regard deux à deux. Comme on peut le voir conjointement sur les figures 2 et 3, les rangées 22 de picots 10 et les rangées 24 de picots 16 coopèrent deux à deux, de sorte 15 que chaque picot 16 d'une première ligne d'une rangée 24 soit retenu simultanément par deux picots 10 de chacune des deux lignes d'une rangée 22, et de sorte que chaque picot 10 d'une première ligne d'une rangée 22 soit retenu simultanément par deux picots 16 de 20 chacune des deux lignes d'une rangée 24. Dans ce cas de figure, il est précisé que chaque picot 16 de la seconde ligne de la rangée 24 concernée est uniquement retenu par deux picots 10 de la première ligne de la rangée 22, tandis que chaque picot 10 de la seconde 25 ligne de la rangée 22 concernée est uniquement retenu par deux picots 16 de la première ligne de la rangée 24. Comme on peut l'apercevoir de façon claire sur la figure 3, les picots 10 et 16 disposent chacun 30 d'une forme de champignon. En d'autres termes, chacun de ces picots 10 et 16 comporte une tige 26 dont une SP 22373 AP extrémité est solidaire du support 8 ou du support 14, et dont l'autre extrémité porte un chapeau 28. De cette façon, lorsque les picots 10 et 16 sont emboîtés les uns entre les autres et que les 5 première et seconde parties 6 et 12 sont par conséquent engagées, le chapeau 28 de chaque picot 10 d'une première ligne d'une rangée 22 est simultanément en contact avec le chapeau 28 et une extrémité de la tige 26 de chacun des quatre picots 16 de la rangée 24 10 associée. De la même façon, le chapeau 28 de chaque picot 16 d'une première ligne d'une rangée 24 est simultanément en contact avec le chapeau 28 et une extrémité de la tige 26 de chacun des quatre picots 10 de la rangée 22 associée. Notons comme cela est visible 15 sur la figure 3 que lorsque les première et seconde parties 6 et 12 sont engagées, les contacts entre les chapeaux 28 des picots 10 et 16 se situent au niveau d'une surface inférieure de ces chapeaux, afin d'assurer la retenue et le maintien des supports 8 et 20 14 l'un par rapport à l'autre. Toujours en référence à la figure 3, on voit que la surface inférieure des chapeaux 28 est sensiblement plane, et que la surface supérieure prend préférentiellement la forme d'une calotte sphérique. Cependant, il est à noter que la coopération entre les picots 10 et 16 ainsi que la forme de ces derniers qui viennent d'être décrites à titre d'exemples illustratifs pourraient bien entendu être différentes, sans sortir du cadre de l'invention. 30 La figure 4 montre les première et seconde parties 6 et 12 lorsque les sollicitations leur sont SP 22373 AP transmises. On peut voir sur cette figure que les supports 8 et 14 se rapprochent l'un de l'autre, comme l'indiquent symboliquement les deux flèches représentées. A cet égard, on peut voir que chaque picot initialement en contact avec plusieurs picots 16 frotte contre la tige 26 de ces picots 16 concernés, lors du mouvement relatif entre les deux supports 8 et 14. De la même manière, lors de ce mouvement relatif 10 entre les deux supports 8 et 14, chaque picot 16 initialement en contact avec plusieurs picots 10 frotte contre la tige 26 de ces picots 10 concernés. Naturellement, les frottements rencontrés lors du déplacement longitudinal d'un picot 10 ou 16 donné 15 s'effectuent entre la surface supérieure en forme de calotte sphérique du chapeau 28 de ce même picot, et les tiges 26 des picots adjacents. Par conséquent, une partie de l'énergie de vibration transmise depuis la structure principale 4 du 20 lanceur peut être dissipée par frottement. D'autre part, les frottements entre les picots 10 et 16 provoquent un déplacement de ces derniers, de sorte que l'énergie provenant d'une onde de choc se propageant au travers des moyens auto25 agrippants 20 est partiellement dissipée, après que cette onde de choc ait été diffractée lors de son passage du support 8 aux picots 10 de la première partie 6. Bien entendu, diverses modifications 30 peuvent être apportées par l'homme du métier au SP 22373 AP dispositif de fixation 1 qui vient d'être décrit, uniquement à titre d'exemple non limitatif. SP 22373 AP REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation (1) d'un équipement (2) et/ou d'une charge utile sur une 5 structure susceptible d'être soumise à une ambiance vibratoire, ledit dispositif de fixation (1) étant apte à isoler au moins partiellement l'équipement (2) et/ou la charge utile d'un environnement dynamique et/ou pyrotechnique, caractérisé en ce qu'il comporte des 10 moyens auto-agrippants réversibles (20) comprenant une première partie (6) ainsi qu'une seconde partie (12) apte à s'engager avec ladite première partie (6) et à se désengager de celle-ci, les première et seconde parties (6,12) disposant chacune d'une pluralité de 15 picots (10,16). 2. Dispositif de fixation (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les picots (10,16) desdites première et seconde parties (6,12) des moyens auto-agrippants réversibles (20) disposent 20 chacun d'une forme de champignon. 3. Dispositif de fixation (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites première et seconde parties (6,12) des moyens auto-agrippants réversibles (20) sont en 25 polyoléfine. 4. Dispositif de fixation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites première et seconde parties (6,12) des moyens auto-agrippants réversibles (20) sont 30 chacune solidaires d'une couche (11,18) en mousse acrylique adhésive. SP 22373 AP 5. Dispositif de fixation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est apte à fixer des équipements fluidiques, mécaniques ou électriques sur la structure susceptible d'être soumise à une ambiance vibratoire. SP 22373 AP