Brevet FR3015624A1 — publié le 20150626

DISPOSITIF DE FIXATION D'UN ELEMENT ALLONGE Domaine Technique La présente invention concerne un dispositif de fixation d'un élément allongé, notamment mais pas nécessairement un élément allongé cylindrique. Elle trouve des applications, notamment, pour la fixation de capteurs sur un support, par exemple à l'interface entre deux milieux séparés par une cloison traversée par l'élément allongé. Il peut s'agir, par exemple, d'un capteur de niveau de liquide à fixer sur la paroi d'une cuve. Un autre exemple non limitatif d'application de l'invention se rapporte à un tripode, par exemple pour appareil photographique, caméra, ou instrument de géomètre-topographe comme un distancemètre ou un télémètre laser. Arrière-plan Technologique Dans de nombreux domaines techniques, un élément allongé tel qu'une tige, un tuyau, une canalisation ou un conduit souple ou rigide doit être immobilisé selon un certain angle d'orientation par rapport à un plan déterminé, par exemple par rapport au plan d'une surface d'un support ou par rapport au sol. En plus du réglage angulaire réalisé, il peut être nécessaire de procéder en outre à un réglage de la position axiale de l'élément allongé suivant un axe correspondant à un axe longitudinal dudit élément. Dans certaines applications, en outre, et notamment lorsque le support allongé est cylindrique en sorte qu'il présente une symétrie de rotation autour de son axe longitudinal, il peut encore être nécessaire de régler et figer la position angulaire de cet élément, eu égard à sa capacité de rotation autour de son axe longitudinal. L'invention s'applique lorsque l'élément allongé présente au moins deux parmi les trois degrés de liberté précités auxquels correspondent trois réglages indépendants. Il existe ainsi un besoin de perfectionnement des systèmes de fixation d'un élément allongé, permettant d'obtenir une pluralité de réglages parmi un réglage de l'orientation de l'axe longitudinal de l'élément par rapport à un plan, 1 un réglage de la position de l'élément en translation suivant l'axe longitudinal et un réglage de la position angulaire de l'élément par rapport à sa capacité de rotation autour dudit axe. Art Antérieur Des systèmes de fixation d'éléments allongés sont décrits dans l'art antérieur. Le document GB 410166 décrit un dispositif de mesure de niveau dans un récipient, comprenant une tige reliée à un flotteur et traversant des moyens de fermeture, eux-mêmes en liaison avec une prise. La tige passe à travers un capillaire traversant également les moyens de fermeture et un joint à rotule situé entre les moyens de fermeture et la prise. Le joint à rotule permet de légers mouvements angulaires du capillaire dans toutes les directions, le diamètre du capillaire étant légèrement inférieur au diamètre de la lumière par laquelle il traverse les moyens de fermeture et la prise. Cependant, ce système ne prévoit pas de moyen de blocage en translation du capillaire à travers les moyens de fermeture et la prise. Le document EP 0445088 décrit encore un moyen de fixation pivotant pour la fixation d'un objet sur une surface de support. Ce moyen de fixation comprend une partie de fixation inférieure destinée à être attachée à la surface du support et présentant un boulon formant entretoise, ainsi qu'une partie de fixation supérieure comprenant une plaque de fixation destinée à être fixée sur l'objet. Un écrou de fixation est placé autour du boulon formant entretoise et un corps sphérique est fixé sur l'extrémité extérieure du boulon, dans l'espace compris entre la partie de fixation inférieure et l'écrou de fixation. Aucun moyen de blocage en translation du boulon n'est prévu dans ce dispositif. Le document FR 2606625 décrit un support de sonde pour fixer une sonde d'échographie sur une zone de mesure comprenant une embase, des moyens de support entourant la sonde, des moyens exerçant une pression élastique sur la sonde et une bague de blocage destinée à verrouiller les moyens de support sur l'embase. 2 Les moyens de support sont constitués d'une rotule venant en butée sur l'embase, d'une mâchoire appliquée sur la sonde et la guidant en translation, et d'un fourreau entourant la mâchoire et traversant la rotule. La bague de blocage permet de bloquer angulairement la rotule par un premier vissage, puis une vis de butée traversant la mâchoire permet ensuite de bloquer sur le plan longitudinal la translation de la sonde par rapport à ladite mâchoire. Ce système permet ainsi d'obtenir à la fois un blocage angulaire de la rotule et un blocage en translation de la sonde dans une position longitudinale déterminée. Cependant ces deux blocages sont permis par des moyens distincts, et ne sont obtenus qu'en deux actions successives et indépendantes l'une de l'autre. Résumé de l'Invention La présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur précités en proposant un dispositif de fixation d'un élément allongé, ledit dispositif comprenant : - une rotule orientable angulairement, ayant un conduit traversant d'axe longitudinal déterminé suivant lequel l'élément allongé peut se déplacer en translation et/ou autour duquel l'élément allongé peut se déplacer en rotation - des moyens de serrage de la rotule aptes à bloquer la rotule dans une position angulaire déterminée, dans lequel la rotule présente une élasticité permettant aux moyens de serrage de déformer tout ou partie de la rotule de manière à bloquer, en outre, l'élément allongé en position longitudinale déterminée et/ou en position angulaire déterminée dans le conduit. Dans un exemple, la nature du matériau constituant la rotule lui permet de présenter une élasticité suffisante pour que les moyens de serrage, lorsqu'ils sont mis en oeuvre pour bloquer la rotule, permettent de déformer la 3 rotule au moyen d'un jeu de pression, afin de bloquer également la translation longitudinale de l'élément allongé. Le blocage de l'angle de la rotule qui détermine l'orientation de l'élément allongé, ainsi que le blocage de la position de l'élément allongé le cas échéant en translation suivant son axe longitudinal et/ou en rotation autour de cet axe, peuvent alors être obtenus simultanément au cours d'une seule action mettant en oeuvre les moyens de serrage. De manière avantageuse, les moyens de serrage de la rotule peuvent 10 comprendre un premier et un second élément de serrage aptes à coopérer l'un avec l'autre et agencés de part et d'autre de la rotule, respectivement. Ceci permet d'obtenir un blocage efficace de la rotule. Dans un mode de réalisation particulier, le premier élément et le 15 second élément de serrage se peuvent se présenter sous la forme de bagues offrant un passage pour l'élément allongé. Cette configuration permet d'optimiser la coopération des deux éléments de serrage l'un avec l'autre et représente une forme simple à réaliser et économique. 20 De manière avantageuse, le premier élément et le second élément de serrage peuvent comporter des moyens complémentaires permettant leur engagement mutuel par vissage, afin de procurer un effet de serrage linéaire et un blocage stable. 25 Dans un mode de réalisation particulier, tout ou partie d'une face interne respective de chacun des premier et second éléments de serrage tournée vers la rotule peut être sensiblement complémentaire de la forme de la rotule. Cette complémentarité permet d'améliorer l'engagement des éléments de serrage avec la rotule et offre ainsi un blocage plus efficace. 30 Dans un mode de réalisation particulier, le conduit traversant de la rotule peut présenter une forme cylindrique. De préférence, l'élément allongé 4 présente également une forme cylindrique, complémentaire du conduit traversant afin de faciliter les mouvements de rotation selon l'axe radial dudit élément allongé. Cette forme géométrique donne à l'élément allongé une capacité de rotation autour de son axe longitudinal à l'intérieur du conduit traversant de la rotule. Dans des modes de réalisation, les moyens de serrage peuvent être aptes à assurer en outre le maintien du dispositif sur une paroi ou un support plan quelconque comprenant au moins un orifice offrant un passage pour l'élément allongé. Le dispositif peut ainsi être fixé sur la surface d'un objet à travers laquelle doit passer l'élément allongé avec une orientation selon un certain angle par rapport au plan de cette surface, et avec une longueur déterminée de pénétration à travers cette surface. De manière avantageuse, les moyens de serrage peuvent assurer le maintien du dispositif sur la paroi et le blocage de l'élément allongé de manière étanche. L'élément allongé peut également se mouvoir à l'intérieur du conduit traversant de la rotule de manière étanche afin de limiter toute intrusion de part et d'autre de la paroi sur laquelle est fixé le dispositif. Ces modes de réalisations conviennent aux applications dans lesquelles la paroi sépare deux milieux distincts et étanches l'un envers l'autre. Dans un mode de réalisation particulier, la rotule peut présenter des griffes élastiques longitudinales au niveau d'au moins une extrémité du conduit afin d'accroître ses propriétés élastiques et améliorer ainsi la stabilité du blocage de l'élément allongé. Ces griffes peuvent par exemple être obtenues par la réalisation de fentes longitudinale, s'étendant parallèlement à l'axe du conduit traversant la rotule. La présente invention concerne également un appareil comprenant une paroi dotée d'au moins un orifice, ainsi qu'au moins un dispositif tel que décrit ci-avant, agencé pour maintenir un élément allongé en position déterminée, de 5 manière solidaire avec la paroi. L'appareil peut ainsi présenter une pluralité de dispositifs fixés au niveau d'orifices présents respectifs sur sa paroi et à travers lesquels des éléments allongés doivent être positionnés selon un certain angle d'orientation par rapport à une surface de la paroi et avec une certaine longueur de pénétration à travers la paroi, qui sont déterminés. Dans un mode de réalisation particulier, la paroi peut être au moins localement plane au niveau de l'orifice ce qui permet de faciliter la fixation du dispositif au niveau de l'appareil, ainsi que l'étanchéité. De manière avantageuse, l'élément allongé maintenu sur la paroi peut porter un capteur permettant de réaliser différentes mesures d'un corps, par exemple un liquide, situé de l'autre côté de la paroi. Brève Description des Dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des figures 1 à 9 qui sont des représentations schématiques de dispositifs de fixation d'un élément allongé selon l'invention parmi lesquelles : - La figure 1 est une vue en trois dimensions d'un dispositif de fixation d'un élément allongé selon l'invention en position non assemblée, - La figure 2 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation du dispositif de fixation d'un élément allongé selon l'invention fixé sur une paroi, - La figure 3a est une vue de dessus d'une rotule d'un dispositif de fixation d'un élément allongé selon la figure 1, - La figure 3b est une vue de coté d'une rotule d'un dispositif de fixation d'un élément allongé selon la figure 1, 6 - La figure 4a est une vue de dessus d'un premier élément de serrage d'un dispositif de fixation d'un élément allongé selon la figure 1, - La figure 4b est une vue de coté d'un premier élément de serrage d'un dispositif de fixation d'un élément allongé selon la figure 1, - La figure 4c est une vue de coté en coupe d'un premier élément de serrage d'un dispositif de fixation d'un élément allongé selon la figure 1, - La figure 5 est une vue de coté d'un second élément de serrage d'un dispositif de fixation d'un élément allongé selon la figure 1, - La figure 6a est une vue de dessus d'un écrou de serrage positionné sur un dispositif de fixation d'un élément allongé selon la figure 1, - La figure 6b est une vue de côté d'un écrou de serrage positionné sur un dispositif de fixation d'un élément allongé selon la figure 1, - La figure 7 est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de fixation d'un élément allongé fixé sur une paroi, - La figure 8 est une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif de fixation d'un élément allongé fixé sur une paroi, - La figure 9 est une vue en coupe d'un quatrième mode de réalisation d'un dispositif de fixation d'un élément allongé fixé sur une paroi. Description détaillée d'un mode de réalisation La description d'un mode de réalisation d'un dispositif de fixation d'un élément allongé est détaillée ci-après en référence aux figures mentionnées ci-dessus. La figure 1 montre en trois dimension un dispositif de fixation d'un élément allongé 5 non fixé sur une paroi et non assemblé, comprenant une rotule 2 traversée par ledit élément allongé 5 et positionnée entre un premier élément de serrage 1 et un second élément de serrage 3. La figure 2 montre en vue de coupe, le dispositif de fixation d'un élément allongé selon un mode de réalisation de l'invention sur une paroi 6 d'un réservoir passant par l'axe central du dispositif. Le dispositif comprend une rotule 2 de forme 7 grossièrement sphérique, et traversée longitudinalement par un conduit 8 se présentant sous la forme d'un évidement central débouchant de part en part de ladite rotule 2. Le conduit 8 est apte à recevoir un élément allongé 5, avec faculté de déplacement de ce dernier dans le conduit 8, en particulier un déplacement en translation axiale d'axe longitudinal de l'élément allongé 5 qui correspond aussi à l'axe longitudinal du conduit 8. De manière facultative, le conduit 8 peut présenter une forme cylindrique afin de permettre des mouvements de rotation de l'élément allongé 5autour de son axe longitudinal. La forme et les dimensions de la section de l'évidement correspondent de préférence à celles de la section de l'élément allongé dans un plan perpendiculaire à son axe longitudinal. Dans l'exemple montré aux figures 1 à 5, cette section est circulaire. Dans le présent exemple, l'élément allongé 5 est en effet de forme cylindrique et le conduit traversant 8 de la rotule 2 est lui aussi cylindrique avec des dimensions adaptées pour recevoir ledit élément allongé 5 et permettre à celui-ci d'effectuer des mouvements de translation longitudinale selon l'axe « d » à l'intérieur dudit conduit 8 ainsi que des mouvements de rotation autour de son axe longitudinal. Rien ne s'oppose cependant à ce que l'élément allongé 5 et le conduit 8 présentent une forme non cylindrique avec une section en forme de polygone ou toute autre figure géométrique. De préférence, la forme du conduit 8 est complémentaire à celle de l'élément allongé 5 afin de faciliter le coulissement et la rotation de l'élément allongé dans le conduit suivant, respectivement autour de la direction longitudinale, et de limiter les jeux suivants les autres directions. La figure 3a montre, en vue de dessus, un exemple de réalisation de la rotule 2 dans lequel ladite rotule 2 présente une forme globalement sphérique. Le conduit 8 traversant la rotule 2 se présente sous la forme d'un orifice de section circulaire, de diamètre légèrement inférieur à celui de la rotule 2. Dans cet exemple, l'élément allongé 5 (non représenté sur la figure 2) présente une forme cylindrique complémentaire de celle du conduit. La surface de la rotule 2 8 fait apparaître des entailles 12 s'étendant de manière radiale du centre de la rotule 2 vers sa périphérie et formant au niveau de la paroi de la rotule 2 des griffes élastiques longitudinales 9 au niveau d'au moins une extrémité du conduit 8. La figure 3b montre ladite rotule 2 en vue de côté. Des éléments de serrage 1 et 3 tels qu'illustrés sur les figures 4a, 4b, 4c et 5 sont répartis de part et d'autre de la rotule 2 et permettent de positionner et bloquer ladite rotule 2 selon un angle d'orientation « a » déterminé. L'action de ces éléments de serrage 1 et 3 sur la rotule 2 impose une pression sur cette dernière de telle sorte que la rotule 2 subit une déformation du fait de son élasticité intrinsèque. Cette déformation de la rotule 2 se répercute sur le conduit 8 qui traverse ladite rotule 2 en réduisant le périmètre de section dudit conduit 8. Cette réduction de périmètre du conduit 8 est d'autant plus prononcée que la rotule 2 possède des griffes au niveau de sa paroi qui accentuent encore plus sa déformation sous l'effet des éléments de serrage 1 et 3. Du fait de la réduction de périmètre du conduit 8, les points de contact de l'élément allongé 5 avec le conduit 8 deviennent plus nombreux ce qui a pour conséquence d'assurer le serrage de la rotule 2 contre les éléments de serrage 1 et 3, à savoir plus particulièrement entre les éléments de serrage dans l'exemple considéré. Et ceci dans une mesure qui permet de bloquer la translation longitudinale de l'élément allongé 5 à l'intérieur du conduit 8. Les éléments de serrage 1 et 3 permettent ainsi, grâce à leur interaction avec la rotule 2, d'obtenir un double blocage : l'angle de la rotule 2 et la position longitudinale de l'élément allongé 5 sont en effet fixés par une seule action obtenue par la mise en oeuvre des éléments de serrage 1 et 3. De manière avantageuse, les éléments de serrage comprennent un premier élément de serrage 1 et un second élément de serrage 3 aptes à coopérer l'un avec l'autre, enserrant respectivement de part et d'autre la rotule 2 et bloquant de ce fait avec fermeté ladite rotule 2 en position angulaire. La coopération des éléments de serrage 1 et 3 l'un avec l'autre améliore ainsi le 9 blocage angulaire de la rotule 2 et le blocage en position longitudinale de l'élément allongé 5. Cette coopération peut être optimisée lorsque le premier et le second élément de serrage 1 et 3 se présentent sous la forme de bagues à travers laquelle l'élément allongé 5 peut passer et se déplacer en translation longitudinale. Cette forme de réalisation présente l'avantage d'être simple et économique à réaliser, en permettant d'obtenir une bonne qualité de blocage. De préférence, les éléments de serrage 1 et 3 peuvent comporter des moyens complémentaires permettant leur engagement mutuel par vissage. Un pas de vis situé sur l'élément de serrage 1 vient alors coopérer avec un autre pas de vis complémentaire situé sur l'élément de serrage 3, permettant de solidariser de manière complète les deux éléments de serrage 1 et 3 en prise avec la rotule 2. Pour obtenir un meilleur blocage de la rotule 2 par rapport aux éléments de serrage 1 et 3, ceux-ci peuvent présenter de manière avantageuse tout ou partie de leur face interne tournée vers la rotule 2 sensiblement complémentaire de la forme de ladite rotule 2, à savoir une forme sphérique dans l'exemple considéré ici. De cette manière, les points de contact entre les éléments de serrage 1 et 3 et la rotule 2 sont augmentés et la mise en oeuvre des moyens de serrage 1 et 3 relativement à la rotule 2 offre un blocage d'autant plus important. Dans le présent exemple, la forme de la rotule 2 étant grossièrement sphérique, les éléments 1 et 3 présentent une face interne tournée vers la rotule 2 grossièrement sphérique, concave, qui est complémentaire de la forme sphérique, convexe, de la rotule 2. Dans le cas où la rotule aurait une forme non sphérique, la face interne tournée vers la rotule 2 des éléments de serrage 1 et 3 adopterait de manière tout aussi complémentaire une forme capable de s'adapter à cette forme non sphérique, c'est-à-dire d'offrir le maximum de surface de contact. Comme illustré sur la figure 1 et les figures 4a, 4b et 4c, les moyens de serrage 1 et 3 sont aptes à assurer le maintien du dispositif sur une paroi 6 10 comprenant au moins un orifice offrant un passage pour l'élément allongé 5. Le moyen de serrage 1 peut, par exemple, comporter des ergots 13 avec une partie comprenant un diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre de l'orifice et une autre partie avec un diamètre extérieur sensiblement supérieur au diamètre de l'orifice de manière à ce que le dispositif puisse être fixé sur la paroi 6 par encliquetage à travers ledit orifice. Ces ergots 13 peuvent éventuellement coopérer avec un écrou de serrage 4, tel qu'illustré sur les figures 6a et 6b, positionné sur l'élément de serrage 1, de l'autre côté de la paroi 6 par rapport aux ergots 13, en étant par exemple plaqués contre l'élément allongé sous l'effet de l'écrou de serrage. D'autres moyens de maintien des éléments de serrage 1 et 3 sur l'orifice de la paroi 6 peuvent également être envisagés, que ce soit de manière substitutive ou cumulativement à l'exemple détaillé ci-dessus. La figure 7 illustre ainsi un autre mode de réalisation dans lequel l'élément de serrage 1 présente un renflement annulaire 14 venant en appui sur la paroi 6 et permettant de stabiliser la fixation de l'ergot 13 situé de l'autre côté de la paroi 6. La figure 8 illustre une fixation renforcée de l'élément de serrage 1 avec la pose de clous 15 transperçant le renflement annulaire 14 et la paroi 6. La figure 9 illustre encore une autre fixation renforcée de l'élément de serrage 1 avec la pose de boulons 16 traversant le renflement annulaire 14 et la paroi 6. De manière avantageuse, la fixation du dispositif sur la paroi 6 peut être réalisée de manière étanche. A cet effet, un joint d'étanchéité 7 peut être disposé entre la paroi 6 et les éléments de serrage 1 et 3 de manière à ce qu'aucune fuite ne puisse survenir d'un côté à l'autre de ladite paroi 6. Le dispositif ainsi décrit est avantageusement maintenu sur la paroi 6 d'un appareil, ladite paroi 6 étant dotée d'au moins un orifice. De manière préférée, la paroi des appareils sur lesquels sont fixés les dispositifs est au moins localement plane au niveau de l'orifice, de manière à faciliter sa fixation. 11 Il peut s'agir de tout type d'appareil nécessitant de positionner un élément allongé 5 à travers une paroi 6 selon un certain angle et avec une position longitudinale déterminée. De tels appareils peuvent nécessiter, par exemple, la mesure de distance de fond d'une cuve ou la mesure de seuil de détection par ultra-sons, par tige magnétostrictive, laser ou autre... L'intérêt du dispositif positionné sur de tels appareils est qu'il permet le réglage avec précision des deux paramètres que sont l'angle d'orientation et la longueur de pénétration de l'élément allongé 5, et le blocage de l'élément allongé en position stable suivant ces deux paramètres, et ce en une seule action. 12 REVENDICATIONS1. Dispositif de fixation d'un élément allongé (5), ledit dispositif comprenant : - une rotule (2) orientable angulairement, ayant un conduit traversant (8) d'axe longitudinal déterminé suivant lequel l'élément allongé (5) peut se déplacer en translation et/ou autour duquel l'élément allongé peut se déplacer en rotation, - des moyens de serrage (1,3) de la rotule (2) aptes à bloquer la rotule dans une position angulaire déterminée, dans lequel la rotule (2) présente une élasticité permettant aux moyens de serrage (1,3) de déformer tout ou partie de la rotule (2) de manière à bloquer, en outre, l'élément allongé (5) en position longitudinale déterminée et/ou en position angulaire déterminée dans le conduit (8). 2. Dispositif de fixation d'un élément allongé (5) selon la revendication 1, dans lequel les moyens de serrage (1,3) de la rotule (2) comprennent un premier (1) et un second (3) éléments de serrage aptes à coopérer l'un avec l'autre et agencés de part et d'autre de la rotule (2), respectivement. 3. Dispositif de fixation d'un élément allongé (5) selon la revendication 2, dans lequel le premier élément (1) et le second élément (3) de serrage se présentent sous la forme de bagues offrant un passage pour l'élément allongé (5). 4. Dispositif de fixation d'un élément allongé (5) selon la revendication 2 ou la revendication 3, dans lequel le premier élément (1) et le second élément (3) de serrage comportent des moyens complémentaires permettant leur engagement mutuel par vissage. 5. Dispositif de fixation d'un élément allongé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel tout ou partie d'une face interne respective de 25 30 13chacun des premier (1) et second (3) éléments de serrage tournée vers la rotule (2) est sensiblement complémentaire de la forme de la rotule (2). 6. Dispositif de fixation d'un élément allongé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le conduit traversant (8) de la rotule (2) présente une forme cylindrique. 7. Dispositif de fixation d'un élément allongé (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les moyens de serrage (1,3) sont aptes à assurer le maintien du dispositif sur une paroi (6) comprenant au moins un orifice offrant un passage pour l'élément allongé (5). 8. Dispositif de fixation d'un élément allongé (5) selon la revendication 7, dans lequel les moyens de serrage (1,3) assurent le maintien du dispositif sur la paroi (6) et le blocage de l'élément allongé (5) de manière étanche. 9. Dispositif de fixation d'un élément allongé (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la rotule (2) présente des griffes élastiques longitudinales (9) au niveau d'au moins une extrémité du conduit (8). 10. Appareil comprenant une paroi (6) dotée d'au moins un orifice, ainsi qu'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 maintenu sur la paroi (6). 11. Appareil selon la revendication 10, dans lequel la paroi (6) est au moins localement plane au niveau de l'orifice. 12. Appareil selon la revendication 10 ou 11, dans lequel l'élément allongé (5) porte un capteur. 14