Brevet FR2930306A1 — publié le 20091023

La présente invention a pour objet un dispositif de fixation servant à assembler des objets, puis à les libérer rapidement, et qui comprend à cet effet d'une part un élément d'accrochage solidaire de l'un des objets à maintenir réunis, et d'autre part un moyen de retenue solidaire de l'autre objet et configuré pour retenir avant libération ledit moyen d'accrochage, ledit moyen de retenue étant constitué du rapprochement, autour d'une partie arrimable dudit moyen d'accrochage, de plusieurs pièces séparables maintenues rapprochées par l'intermédiaire de moyens de précontrainte désengageables. On connaît déjà des dispositifs de fixation de ce type qui trouvent une application essentiellement dans le domaine spatial, où ils sont utilisés pour le gerbage des appendices sur satellite, par exemple les générateurs solaires. En position de lancement, les appendices repliés sont fixés par ces dispositifs de fixation. Après lancement ces dispositifs de fixation sont activés, ce qui a pour effet de libérer les moyens d'accrochage, et de permettre le déploiement des appendices du satellite. Le désengagement des moyens de précontrainte est généralement réalisé de manière pyrotechnique, ce qui présente l'inconvénient de provoquer des chocs dans la structure des satellites ou de leur appendice, ces chocs étant dus soit aux fonctionnement pyrotechnique, soit à la libération brutale de l'énergie potentielle accumulée par la contrainte sur les pièces des moyens de retenue. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif mécanique de fixation permettant une libération tout en neutralisant les chocs induits par la libération de l'énergie potentielle de précontrainte. Le dispositif de fixation selon l'invention, qui sert à assembler des objets, puis à les libérer rapidement, comprend d'une part un élément d'accrochage solidaire de l'un des objets à maintenir réunis, et d'autre part un moyen de retenue solidaire de l'autre objet et configuré pour retenir avant libération ledit moyen d'accrochage, ledit moyen de retenue étant constitué du rapprochement, autour d'une partie arrimable dudit moyen d'accrochage, de plusieurs pièces séparables maintenues rapprochées par l'intermédiaire de moyens de précontrainte désengageables, et il se caractérise essentiellement en ce que d'une part lesdites pièces dudit moyen de retenue sont liées les unes aux autres au travers de moyens déformables élastiquement, et d'autre part lesdites moyens de précontrainte consistent en un élément filaire constituant un lien, enroulé autour desdites pièces en sorte de les maintenir refermées sur ledit élément d'accrochage, et dont au moins une extrémité est fixée à un mécanisme de maintien de la tension exercée sur ce lien , qui comprend des moyens permettant de libérer cette tension à la demande. Selon l'utilisation finale du dispositif de fixation, 15 l'assemblage de l'élément d'accrochage avec les moyens de retenue peuvent présenter des formes différentes. Il est ainsi possible que l'élément d'accrochage présente en extrémité un élément sphérique, ou partiellement sphérique, tandis que les pièces séparables des moyens de retenue 20 délimitent, lorsqu'elles sont maintenues rapprochées, une cavité sphérique apte à retenir ledit élément sphérique, et même à lui permettre d'y évoluer en rotation et par conséquent autoriser un pivotement relatif dudit élément d'accrochage. Selon une variante, l'extrémité de l'élément d'accrochage 25 est filetée, et les pièces séparables des moyens de retenue délimitent, lorsqu'elles sont maintenues rapprochées, une cavité taraudée permettant le vissage de ladite extrémité filetée. Selon un mode de réalisation particulier, le moyen de retenue se présente sous la forme d'une pince obtenue à partir 30 d'un élément tubulaire muni de fentes partielles longitudinales formant des pétales ayant une souplesse particulière. Le lien pourra consister en un jonc d'acier de qualité ressort, un câble métallique ou tout cordage correctement dimensionné. L'une des extrémités de ce lien est fixée à un 35 mécanisme de maintien et de libération de la tension exercée, tandis que l'autre est solidarisée à un élément fixe ou à un mécanisme identique à celui précité. Le fonctionnement du dispositif de fixation selon l'invention est le suivant, l'extrémité de l'élément d'accrochage est placée entre les pièces séparables du moyen de retenue, le lien est enroulé autour en une ou plusieurs couches autour pour resserrer lesdites pièces, puis il est fixé au mécanisme de maintien et de libération. On notera que le nombre de spires, conjugué à l'a ngle d'inclinaison du filet, dans le cas d'une fixation par filetage, peut garantir un rapport très grand entre la tension d'assemblage et la tension de maintien . Lorsque le mécanisme de maintien et de libération libère l'élément filaire, ou la tension exercée sur celui-ci, la pince 15 s'ouvre et libère l'élément d'accrochage. On notera qu'avantageusement, la faible tension de maintien nécessaire permet un dimensionnement et une miniaturisation aisée du mécanisme de maintien et de libération. Dans le cas de l'utilisation du dispositif selon 20 l'invention dans l'industrie spatiale on peut prévoir un mécanisme apte à pouvoir relâcher ou sectionner le lien à ses deux extrémités, ou deux fois à une seule de ses extrémités, en doublant le mécanisme dédié à cette fonction. Cette possibilité permet ainsi de créer la redondance de fonctionnement 25 Dans le cas d'un nombre de couches d'enroulement du lien sur la poulie supérieure à un et d'un lien réalisé avec un matériau ayant des caractéristiques plastiques, le déroulement du lien se fera par couche. Ainsi à partir d'une certain pourcentage de déroulement la résistance du lien, maintenu par 30 l'adhérence et les effets d'Euler, ne sera plus suffisante et aura pour conséquence un allongement du lien par déformation plastique. Cet effet permettra une légère ouverture initiale de la pince qui relâchera la précontrainte de l'élément d'accrochage, supprimant ainsi l'énergie potentielle accumulée 35 dans l'élément fileté et donc le choc induit par sa libération brusque. Le mécanisme de maintien et de libération peut fonctionner de différentes manières et consister par exemple, non limitativement, en une gâchette à électro-aimant, une résistance chauffante réalisant la fusion d'un lien en polymère, un micro mécanisme pyrotechnique. Dans un mode de réalisation particulier, le mécanisme de libération est constitué d'un couteau rotatif, dont le pivotement est motorisé par un ressort initialement précontraint. Un doigt, axe d'un électroaimant, maintient le couteau dans sa position d'attente. Un second axe accroché à une flamme permet de garantir les fonctions de sécurité au montage, verrouillage du mécanisme pendant des phases de connections électriques, verrouillage du mécanisme sans la fonction électroaimant, essais manuels du dispositif. Le ressort est géométriquement disposé de manière à réduire significativement son effort de maintien tout en garantissant une efficacité à la coupe. On jouera sur le bras de levier de l'effort du ressort à cet effet. Les avantages et les caractéristiques du dispositif selon l'invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente plusieurs modes de réalisation non limitatifs. Dans le dessin annexé : - la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'un dispositif de fixation selon l'invention. - la figure 2 représente une vue schématique en perspective d'une partie du même dispositif, dans une phase d'utilisation différente. - la figure 3 représente une vue schématique en 30 perspective d'une variante du même dispositif. - la figure 4 représente une vue schématique en perspective et en coupe longitudinale médiane de la même variante. - la figure 5 représente une vue schématique et 35 perspective d'une partie d'une autre variante. En référence à la figure 1 on peut voir un dispositif de fixation selon l'invention, qui comprend un élément d'accrochage 1, un moyen de retenue 2 constitué de plusieurs pièces 20 liées les unes aux autres au travers de parties déformables élastiquement 21, et maintenues serrées sur l'élément d'accrochage par l'enroulement autour d'elles d'un lien 3, les extrémités 30 et 31 de ce lien étant maintenues en tension, l'une au moins étant reliée à un mécanisme, non représenté, de maintien et de libération de cette tension. On notera que l'extrémité, non visible, de l'élément d'accrochage 1, serrée par les pièces 20, ainsi que le profil intérieur de celles-ci, sont configurés pour permettre la rétention. En référence à la figure 2, on peut voir que le relâchement de la tension exercée sur le lien 3, provoque le relâchement de la contrainte qu'il exerce sur les pièces 20 qui, du fait des propriétés élastiques des parties 21, s'écartent pour permettre la libération de l'élément d'accrochage 1, non représenté. Sur les figures 3 et 4, on peut voir que selon une variante, l'extrémité 10 du moyen d'accrochage 1 se présente sous la forme d'une sphère, tandis que les pièces 20 sont conformées pour reconstituer après rapprochement, une cavité sphérique 22 apte à accueillir l'extrémité 10 et permettre une mobilité de l'élément d'accrochage 1 par rapport au moyen de retenue 2. En référence maintenant à la figure 5, on peut voir que dans une autre variante, les parties déformables élastiquement 21, se présentent sous la forme de trois bras 23 flexibles , reliant chacune des pièces 20, qui sont au nombre de trois, à une platine de fixation 24. Les bras 23 sont de forme globalement allongée, convergente en un point de l'axe du moyen de retenue. Ces bras 23 sont réalisés de manière à présenter des souplesses en flexion tout en gardant une grande rigidité en traction, la liaison 25 de chacun des bras 23 à une pièce 20, ainsi que la liaison 26 de chacun des bras 23 à la platine 24, est une liaison de type rotule. REVENDICATIONS1. Dispositif de fixation servant à assembler des objets, puis à les libérer rapidement, comprenant d'une part un élément d'accrochage (1) solidaire de l'un des objets à maintenir réunis, et d'autre part un moyen de retenue (2) solidaire de l'autre objet et configuré pour retenir avant libération ledit moyen d'accrochage (1), ledit moyen de retenue (2) étant constitué du rapprochement, autour d'une partie arrimable (10) dudit moyen d'accrochage (1), de plusieurs pièces (20) séparables maintenues rapprochées par l'intermédiaire de moyens de précontrainte désengageables (3), caractérisé en ce que d'une part lesdites pièces (20) dudit moyen de retenue (2) sont liées les unes aux autres au travers de moyens déformables élastiquement (21; 23), et d'autre part lesdites moyens de précontrainte consistent en un élément filaire (3) constituant un lien, enroulé autour desdites pièces (20) en sorte de les maintenir refermées sur ledit élément d'accrochage (1), et dont au moins une extrémité (30, 31) est fixée à un mécanisme de maintien de la tension exercée sur ce lien (3), qui comprend des moyens permettant de libérer cette tension à la demande.20