Brevet FR2916497A1 — publié le 20081128

ENSEMBLE DE FIXATION A DOIGT ET DOUILLE EMBOITABLES La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux ensembles de fixation formés d'un élément mâle en forme de doigt et d'un élément femelle en forme de douille qui sont portés l'un par un support et l'autre par un équipement et qui sont propres à être emmanchés l'un dans l'autre pour la fixation amovible de l'équipement sur le support. Il est courant de monter de façon amovible des appareils électriques ou électroniques dans ou sur des supports appropriés, souvent dénommés racks , sur lesquels ces appareils sont maintenus par un système d'assemblage avec guidage faisant intervenir des éléments mâles en forme de doigts saillants propres à s'engager dans des éléments femelles complémentaires en forme de douilles. Pour des applications déterminées, le système d'assemblage doit être agencé de manière qu'en position de montage sur son support, l'appareil occupe une position immuable et prédéterminée par rapport au support, et donc par rapport à l'ensemble dans lequel ledit support est fixé. Par exemple, le support peut être solidaire d'un véhicule (engin volant, véhicule terrestre, engin flottant) et l'appareil peut être une centrale inertielle qui, pour être propre à assurer efficacement sa fonction (par exemple guidage du véhicule), doit occuper une position immuable par rapport au véhicule chaque fois qu'elle est installée sur son support. Ce problème de positionnement est résolu par 30 l'ensemble de doigt et de douille décrit et représenté dans le document FR 2 844 845. Toutefois, il est courant également, notamment s'agissant de véhicules et en particulier de véhicules terrestres, que le support soit soumis à toutes sortes de vibrations mécaniques, et notamment à des vibrations à hautes fréquences (c'est-à-dire des fréquences de l'ordre de la dizaine ou d'un petit nombre de dizaines de kilohertz). Ces vibrations mécaniques à hautes fréquences ne s'étaient pas révélées gênantes jusqu'à présent en raison des types de dispositifs gyroscopiques mis en œuvre, lesquels n'étaient sensibles qu'aux vibrations à basses fréquences dont il était possible de s'affranchir par une suspension appropriée du support. Cependant, on cherche actuellement à mettre en exploitation des centrales inertielles faisant appel à de nouveaux dispositifs gyroscopiques (par exemple à 15 résonateurs en cloche) qui, eux, sont sensibles aux vibrations mécaniques à hautes fréquences. Il est donc nécessaire de prévoir un système perfectionné de fixation de l'équipement sur le support qui permette d'assurer, outre la fonction de fixation avec 20 positionnement précis évoquée plus haut, également et au surplus une fonction de filtration des vibrations mécaniques à hautes fréquences permettant d'assurer à l'équipement des conditions optimales de fonctionnement, ce système devant de préférence être tel que cette 25 fonction additionnelle soit assurée sans modification de la structure du support de manière que celui-ci puisse recevoir indifféremment des équipements anciens non sensibles aux vibrations à hautes fréquences ou des équipements nouveaux sensibles aux vibrations à hautes 30 fréquences. Pour répondre à ces objectifs, l'invention propose un ensemble de fixation formé d'un élément mâle en forme de doigt et d'un élément femelle en forme de douille qui sont portés l'un par un support et l'autre par un équipement et qui sont propres à être emmanchés l'un dans l'autre pour la fixation amovible de l'équipement sur le support, lequel ensemble, étant agencé conformément à l'invention, se caractérise en ce que la douille comprend : une bague externe solidaire de l'un du support ou de l'équipement ; une bague interne disposée à l'intérieur de ladite bague externe sensiblement coaxialement à celle-ci et en étant radialement distante de celle-ci, ladite bague interne ayant, à l'état non contraint, un diamètre intérieur inférieur au diamètre extérieur du doigt ; - des moyens de liaison mécanique interposés entre les bagues interne et externe ; - des moyens élastiques déformables radialement qui sont fonctionnellement associés à la bague interne pour autoriser une déformation radiale de la bague 20 interne au contact du doigt ; et - des moyens de filtration interposés entre lesdites bagues externe et interne et propres à filtrer des vibrations hautes fréquences auxquelles le support peut être soumis. 25 Ains: agencée, la douille est propre à recevoir et retenir mécaniquement le doigt dans une position préétablie en même temps que l'équipement est isolé de vibrations mécaniques à hautes fréquences du support conformément aux buts recherchés. De plus les moyens mis 30 en oeuvre pour constituer la douille demeurent relativement simples et d'un coût acceptable. Au surplus, l'agencement conforme à l'invention consiste en une adaptation perfectionnée de la douille seule, tandis que le doigt n'a à subir aucune adaptation : il en résulte que, si le doigt est solidaire du support, ledit support est apte à recevoir indifféremment les équipements anciens et ceux munis de douilles conformes à l'invention. Dans un mode de réalisation préféré, la bague interne est circonférentiellement discontinue et formée d'une pluralité de tronçons juxtaposés circonférentiellement ; en pratique, une structure simple consiste en ce que la bague interne soit formée de deux demi-bagues. Dans un mode de réalisation simple, on prévoit que les moyens de liaison et les moyens de filtration soient combinés avec les moyens élastiques déformables en direction radiale, de sorte qu'il devient possible de réaliser une douille compacte et simple. Dans ce cas, il 15 est intéressant que les moyens élastiques déformables en direction radiale comprennent un matériau élastiquement déformable en direction radiale interposé entre les deux bagues externe et interne ; ce matériau peut être notamment un élastomère, choisi en fonction des fréquences 20 à filtrer. Le matériau de filtration élastiquement déformable peut être mis en oeuvre sous forme de plusieurs blocs disposés de façon circonférentiellement discontinue, ces blocs étant en nombre et implantés selon une disposition 25 choisis selon les applications et les contraintes. Pour éviter un endommagement du matériau élastiquement déformable sous l'action de contraintes mécaniques, il est souhaitable que ledit matériau élastiquement déformable n'ait pas à assurer l'intégralité 30 de la solidarisation mécanique des deux bagues externe et interne, voire que dans certains modes de réalisation on ne mette pas en oeuvre de matériau élastiquement déformable entre les deux bagues. Aussi peut-on prévoir que les 10 moyens de liaison mécanique élastiquement déformables radialement comprennent une pluralité de cloisons interposées entre les bagues externe et interne, lesdites cloisons pouvant avantageusement être inclinées par rapport au rayon des bagues afin de conférer à la bague interne la capacité souhaitée de déplacement par rapport à la bague externe. Dans un autre mode de réalisation possible, on prévoit que Les moyens élastiques déformables en direction radiale comprennent une pluralité de lamelles élastiquement déformables et supportées sur la face intérieure de la bague interne en étant maintenues élastiquement incurvées longitudinalement avec leur convexité tournée vers l'intérieur de la douille, ces lamelles étant de préférence régulièrement réparties sur le pourtour intérieur de la bague interne. On peut ainsi faire en sorte que ces lamelles élastiques soit procurent la capacité de déformation radiale de la douille alors que les moyens de filtration ne présentent pas une telle capacité de déformation radiale ou présentent une capacité de déformation radiale insuffisante, soit procurent une capacité de déformation radiale additionnelle qui vient s'ajouter à celle procurée par les moyens de filtration. Les dispositions conformes à l'invention semblent devoir trouver une application tout particulièrement préférée dans le cas où le doigt est solidaire du support et en saillie sur celui-ci et la douille est solidaire de l'équipement, la bague externe étant engagée et retenue dans un logement dudit équipement. L'invention sera mieux comprise à la lecture de certains modes de réalisation préférés donnés uniquement à titre d'exemples nullement limitatifs. Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une représentation très schématique, en perspective, d'un équipement et d'un support pour cet équipement qui sont pourvus d'au moins un ensemble de fixation du type visé par l'invention ; - les figures 2A et 2B montrent, respectivement en coupe transversale selon la ligne IIA de la figure 2B et en coupe longitudinale diamétrale selon la ligne IIB de la figure 2A, un premier mode de réalisation mettant en oeuvre les dispositions principales de l'invention ; - les figures 3 et 4 illustrent, en coupes transversales, des variantes de réalisation de l'agencement des figures 2A et 2B ; - les figures 5 et 6 montrent, en coupes transversales, deux variantes d'un autre mode de réalisation de l'invention ; et - les figures 7A et 7B illustrent, respectivement en coupe transversale selon la ligne VIIA de la figure 7B et en coupe longitudinale diamétrale selon la ligne VIIB de la figure 7A, encore un autre mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, à laquelle on se reporte tout d'abord, sont représentés de façon schématisée un équipement 1 et un support 2 destiné à recevoir et supporter :edit équipement 1 par l'intermédiaire d'ensembles de fixation 3. L'équipement 1, d'une part, et le support 2, d'autre part, peuvent être quelconques et leurs formes, volumes et constitutions, ainsi que la fonction de l'équipement 1 n'entrent pas en ligne de compte dans la mise en oeuvre des dispositions de l'invention à ceci près que l'équipement 1 doit, conformément aux buts de l'invention, être réuni au support 2 par l'intermédiaire des ensembles de fixation 3 de manière, d'une part, à être fixé mécaniquement au support 2 dans une position prédéterminée précise et, d'autre part, à être isolé de vibrations mécaniques à hautes fréquences auxquelles le support peut être soumis. Dans l'agencement schématique illustré à la figure 1, on a représenté trois ensembles de fixation 3 uniquement à titre d'exemple, deux de ces ensembles étant disposés à une extrémité de l'équipement en position haute et écartés transversalement l'un de l'autre tandis que le troisième ensemble est disposé à l'extrémité opposée de l'équipement, centralement et en position basse. Cependant, le nombre des ensembles de fixation est en pratique déterminé en fonction des contraintes rencontrées dans chaque application. Chaque ensemble de fixation 3 est formé d'un élément mâle en forme de doigt 4 et d'un élément femelle en forme de douille 5 qui sont portés l'un par le support 2 et l'autre par l'équipement 1 et qui sont propres à être emmanchés l'un dans l'autre pour la fixation amovible de l'équipement 1 sur le support 2. Dans l'exemple illustré à la figure 1, les doigts 4 sont solidaires du support 2 et font saillie sur des faces respectives de celui-ci et les douilles 5 sont solidaires de l'équipement 1 et sont encastrées dans des logements 5a prévus dans des faces respectives de celui-ci. Mais d'autres agencements, y compris des agencements inversés avec les douilles portées par le support 2 et les broches portées par l'équipement 1 et/ou avec les douilles 5 en saillie et les broches 4 encastrées, sont envisageables. Conformément à l'invention, chaque douille 5 comprend, comme visible aux figures 2A et 2B : - une bague 6 externe, solidaire de l'un du support 2 ou de l'équipement 1 ; et - une bague 7 interne, disposée à l'intérieur de ladite bague 6 externe sensiblement coaxialement à celle- ci et en étant radialement distante de celle-ci, ladite bague 7 interne ayant, à l'état non contraint, un diamètre Db intérieur inférieur au diamètre Dd extérieur du doigt 4. Les bagues 6 externe et 7 interne sont réalisables en tout matériau approprié en fonction de la résistance mécanique souhaitée, en relation avec chaque application spécifique. En pratique, les bagues sont avantageusement métalliques, par exemple en acier ou en alliage d'aluminium. En outre, des moyens de liaison mécanique sont interposés entre les bagues 7 interne et 6 externe. Des moyens élastiques déformables radialement sont fonctionnellement associés à la bague 7 interne pour autoriser une déformation radiale et/ou un déplacement radial de la bague 7 interne au contact du doigt 4 lors de leur emmanchement mutuel. Enfin, des moyens de filtration sont interposés entre lesdites bagues 6 externe et 7 interne et sont propres à filtrer des vibrations hautes fréquences auxquelles le support 2 peut être soumis. Des exemples concrets de réalisation des moyens de liaison mécanique, des moyens élastiques déformables radialement et des moyens de filtration seront donnés plus loin. Grâce à cet agencement, la douille 5 est propre à recevoir et retenir mécaniquement le doigt 4 dans une position préétablie precise, en même temps que l'équipement 1 est isolé de vibrations mécaniques à hautes fréquences que peut subir le support 2 (par exemple vibrations en provenance d'un appareil tel qu'un véhicule sur lequel le support est lui-même fixé). Bien que d'autres solutions techniques soient envisageables pour constituer la bague 7 interne déformable radialement, la solution qui semble la plus aisée et la moins onéreuse à mettre en oeuvre consiste en ce que la bague 7 interne soit circonférentiellement discontinue et formée d'une pluralité de tronçons juxtaposés circonférentiellement ; en pratique, on peut prévoir de façon simple que la bague 7 interne soit formée de deux demi-bagues 7a internes comme visible à la figure 2A ainsi qu'aux figures 3 à 6 et 7A. Les extrémités respectives face à face de ces deux demi-bagues 7a sont écartées l'une de l'autre d'un intervalle d de manière à autoriser un déplacement radial de l'une et/ou des deux demi-bagues 7a. Une structure simple de la douille consiste en ce que les moyens de liaison et les moyens de filtration soient combinés avec les moyens élastiques déformables en direction radiale, de telle manière que la fonction de filtration des vibrations mécaniques à hautes fréquences et la fonction de liaison des deux bagues 6, 7 avec une capacité à accompagner les déformations radiales que doit pouvoir subir la bague 7 interne soient assurées par le ou les mêmes organes. De façon simple et peu coûteuse, on peut prévoir à cet effet que les moyens élastiques déformables en direction radiale, interposés entre les deux bagues 6, 7, comprennent un matériau 8 élastiquement déformable en direction radiale, tel qu'un élastomère dont les caractéristiques seront choisies en fonction notamment de la ou des fréquences à filtrer, d'une part, et de l'effort de rappel élastique que la bague 7 interne doit être en mesure d'exercer sur le doigt 4 pour assurer le positionnement correct requis de l'équipement 1 sur le support 2. Le matériau 8 est mis en oeuvre sous forme de blocs 9 avec des dimensions et des formes, en nombre et avec des positionnements appropriés en fonction des résultats à obtenir, en particulier pour ce qui concerne les caractéristiques de la liaison mécanique à assurer entre les bagues 6, 7. Ainsi par exemple, dans le mode de réalisation illustré aux figures 2A et 2B, le matériau 8 se présente sous forme de deux blocs 9 en arcs de cercle de même étendue curviligne que les deux demi-bagues 7a internes et interposés respectivement entre les deux demi-bagues 7a internes et la bague 6 externe. Egalement à titre d'exemple, dans la variante de réalisation illustrée à la figure 3, le matériau 8 est mis en oeuvre sous forme de quatre blocs 9 de faible étendue curviligne et disposés respectivement aux extrémités des demi-bagues 7a internes, de sorte qu'aucun matériau n'est interposé entre les parties centrales des demi-bagues 7a internes et les parties en vis-à-vis de la bague 6 externe. Toujours à titre d'exemple, dans la variante de réalisation illustrée à la figure 4, le matériau 8 est mis en œuvre sous forme de six blocs 9 de faible étendue curviligne. Quatre de ces blocs 9 sont disposés respectivement au voisinage des extrémités des demi-bagues 7a internes, tandis que les deux autres blocs 9 sont disposés au milieu des demibagues 7a internes. Autrement dit, chaque demi-bague 7a interne est supportée, sur la bague 6 externe, par trois blocs 9 régulièrement répartis. On réalise ainsi une liaison discontinue entre la bague 6 externe et chacune des demi-bagues 7 internes, par opposition à la liaison continue assurée par l'agencement des figures 2A et 2B entre la bague 6 externe et les deux demi-bagues 7a internes. L'agencement qui vient d'être décrit en regard de plusieurs exemples de réalisation est remarquable par sa simplicité structurelle et fabrication de ses pièces donc la simplicité de et parties composantes. Toutefois, il faut considérer que pratique on a recours vieillit qualités mécaniques s'altèrent déchirer, rendant ainsi la douille l'élastomère auquel dans le temps : et il finit par non fonctionnelle. en ses se Il est également possible, comme cela sera envisagé dans un mode de réalisation qui sera exposé ultérieurement, de souhaiter ne pas mettre en oeuvre de matériau 8 élastiquement déformable en direction radiale entre les deux bagues externe et interne. A ces fins, on peut prévoir que les moyens de liaison mécanique élastiquement déformables radialement comprennent une pluralité de cloisons 10 interposées entre les bagues 6 externe et 7 interne. Ces cloisons sont de préférence constituées du même matériau que les bagues, et il est simple qu'elles soient intégrales avec les deux bagues : les deux bagues 6, 7 réunies par les cloisons 10 forment alors un ensemble structurel monobloc. La constitution de ces cloisons 10 représente un compromis : elles doivent être suffisamment dimensionnées pour pouvoir contribuer efficacement à la liaison mécanique des deux bagues 6, 7, alors que par ailleurs elles doivent être dimensionnellement réduites à un minimum de manière à minimiser l'effet de pont de transmission des vibrations à hautes fréquences de la bague 7 interne vers la bague 6 externe ; à cet effet, non seulement les cloisons 10 doivent avoir une épaisseur aussi réduite que cela est possible, mais on peut également prévoir des cloisons 10 discontinues longitudinalement. Dans l'exemple de réalisation montré à la figure 5, les cloisons 10 s'étendent sensiblement radialement entre les deux bagues 6, 7. Dans cet exemple, il est prévu quatre cloisons 10 disposées au voisinage respectivement des quatre extrémités des deux demi-bagues 7a internes. L'espace curviligne défini entre chaque demi-bague 7a interne, les deux cloisons 10 qui en sont solidaires et la portion de la bague 6 externe encadrée par les deux cloisons 10 est rempli d'un bloc 9 de matériau 8. Cet agencement peut ainsi être considéré comme équivalent à celui montré aux figures 2A, 2B dans lequel les moyens de liaison mécanique des bagues 6, 7 sont renforcés par les cloisons 10. Pour éviter d'avoir à réduire les dimensions des cloisons d'une façon incompatible avec la résistance mécanique souhaitée, on peut envisager d'adopter la configuration représentée à la figure 6. Dans cet agencement, les cloisons 10 sont non plus radiales comme dans l'agencement de la figure 5, mais sensiblement inclinées par rapport à la direction radiale, par exemple d'environ 45 . Ainsi, chaque cloison 10 est apte à se coucher entre les deux bagues 6, 7 lorsque la bague 6 tend à être rapprochée de la bague 7 sous l'action d'un effort externe (action du doigt 4). Dans l'exemple de réalisation montré à la figure 6, à chaque demi-bague 7a externe sont associées trois cloisons 10, tandis que deux blocs 9 de matériau 8 sont interposés entre la demi-bague 7a externe et la bague 6 interne dans les deux volumes définis par les trois cloisons 10, la demi-bague 7a externe et la portion de la bague 6 interne définie entre les deux cloisons 10 extrêmes. Aux figures 7A, 7B est illustré un autre mode de réalisation qui diffère sensiblement de ceux qui viennent d'être exposés. Dans ce mode de réalisation, les bagues 6 externe et 7 interne sont solidarisées par des cloisons 10 et ces cloisons 10 s'étendent de façon sensiblement radiale, de la même manière que ce qui a déjà été présenté plus haut en regard de la figure 5. Par contre, aucun matériau 8 n'est mis en place entre les deux bagues 6, 7. Il en résulte que la solidarisation mécanique des deux bagues 6, 7 repose uniquement sur les cloisons 10 sensiblement radiales, lesquelles, de ce fait, doivent être constituées et dimensionnées de manière à pouvoir procurer la résistance mécanique nécessaire. Mais, là aussi, ces cloisons 10 doivent à l'inverse être constituées et dimensionnées de manière à réduire dans toute la mesure du possible l'effet de pont entre les deux bagues 6, 7 afin de limiter la transmission des vibrations mécaniques à hautes fréquences de la bague 7 interne vers la bague 6 externe. Cependant, le compromis structurel permettant de satisfaire du mieux possible ces deux exigences antagonistes entraîne que les cloisons 10 ne peuvent pas conférer aux demi-bagues 7a internes une capacité de déformation ou de déplacement suffisante. Dans ces conditions, il faut agencer différemment la bague 7 interne de manière qu'elle incorpore sa propre capacité de déformation ou de déplacement. A cet effet, on prévoit que la bague 7 interne comporte, sur sa face intérieure, une pluralité de lamelles 11 s'étendant globalement sensiblement parallèlement à l'axe de la bague 7 ; ces lamelles 11 sont élastiquement déformables et maintenues élastiquement incurvées longitudinalement avec leur convexité tournée vers l'intérieur de la bague 7. A cet effet, en pratique il est possible de prévoir que les lamelles soient réparties en deux groupes formant deux peignes 12 disposés tête-bêche, avec leurs lamelles respectives imbriquées, qui sont retenus axialement contre deux épaulements 13, tournés en direction l'un de l'autre, prévus sur la face intérieure de la bague 7, comme visible à la figure 7B. REVENDICATIONS 1. Ensemble de fixation formé d'un élément mâle en forme de doigt (4) et d'un élément femelle en forme de douille (5) qui sont portés l'un par un support (2) et l'autre par un équipement (1) et qui sont propres à être emmanchés l'un dans l'autre pour la fixation amovible de l'équipement (1) sur le support (2), caractérisé en ce que la douille (5) comprend : - une bague (6) externe solidaire de l'un du support (2) ou de l'équipement (1) ; une bague (7) interne disposée à l'intérieur de ladite bague (6) externe sensiblement coaxialement à celle- ci et en étant radialement distante de celle- ci, ladite bague (7) interne ayant, à l'état non contraint, un diamètre intérieur inférieur au diamètre extérieur du doigt (4) ; des moyens (9, 10) de liaison mécanique interposés entre les bagues (7) interne et (6) externe ; des moyens (8 ; 11) élastiques déformables radialement qui sont fonctionnellement associés à la bague (7) interne pour autoriser une déformation radiale de la bague (7) interne au contact du doigt (4) ; et - des moyens de filtration interposés entre lesdites bagues (6) externe et (7) interne et propres à filtrer des vibrations hautes fréquences auxquelles le support (2) peut être soumis ; ce grâce à quoi la douille (5) est propre à recevoir et 30 retenir mécaniquement le doigt (4) dans une position préétablie en même temps que l'équipement (1) est isolé de vibrations mécaniques à hautes fréquences du support (2). 2. Ensemble de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (7) interne est circonférentiellement discontinue et formée d'une pluralité de tronçons juxtaposés circonférentiellement. 3. Ensemble de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (7) interne est formée de deux demi-bagues (7a). 4. Ensemble de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de liaison et les moyens de filtration sont combinés avec les moyens élastiques déformables en direction radiale. 5. Ensemble de fixation selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens élastiques déformables en direction radiale comprennent un matériau (8) élastiquement déformable en direction radiale interposé entre les deux bagues (6) externe et (7) interne. 6. Ensemble de fixation selon la revendication 5, caractérisé en ce que le matériau (8) élastiquement déformable est un élastomère. 7. Ensemble de fixation selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le matériau de filtration élastiquement déformable est sous forme de plusieurs blocs (9) disposés de façon circonférentiellement discontinue. 8. Ensemble de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de liaison mécanique comprennent une pluralité de cloisons (10) interposées entre les bagues (6) externe et (7) interne. 9. Ensemble de fixation selon la revendication 8, 30 caractérisé en ce que les cloisons (10) sont inclinées par rapport au rayon des bagues (6, 7). 10. Ensemble de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyensélastiques déformables en direction radiale comprennent une pluralité de lamelles (11) élastiquement déformables et supportées sur la face intérieure de la bague (7) interne en étant maintenues élastiquement incurvées longitudinalement avec leur convexité tournée vers l'intérieur de la bague (7). 11. Ensemble de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le doigt (4) est solidaire du support (2) et en saillie sur celui- ci et en ce que la douille (5) est solidaire de l'équipement (1), la bague (6) externe étant engagée et retenue dans un logement (5a) dudit équipement (1).