Brevet FR3084119A1 — publié le 20200124

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale le domaine des transducteurs d'émission/réception, en subaquatique, plus spécifiquement dénommés sonars. Elle concerne plus particulièrement des moyens de fixation d'une pièce rapportée contre l'extrémité d'une proéminence cylindrique dans un sonar ainsi qu'un sonar comportant de tels moyens de fixation. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Dans les transducteurs émission/réception sonar, il peut être nécessaire de fixer une pièce rapportée sur une proéminence cylindrique. Cette pièce rapportée est généralement recouverte d'une membrane constituée d'un polymère (CR, EPDM, CSM, ...) afin de pouvoir transmettre les ultra-sons. En effet, la membrane contient une huile végétale ainsi que le moteur acoustique, typiquement un transducteur basé sur une technologie piézoélectrique. Ce polymère a généralement une dureté comprise entre 65 et 85 shore A et la proéminence est un élément cylindrique rigide métallique (acier, aluminium, titane, ...). Ce polymère est choisi pour être compatible avec l'environnement d'utilisation et pour être pérenne. Ces membranes peuvent être fixées de différentes manières sur la proéminence, par exemple avec un cerclage métallique, par bridage avec un lien souple, par collage. Ces différentes solutions sont souvent longues à mettre en oeuvre et/ou nécessitent un processus de fabrication contraignant. Parmi toutes ces solutions, le bridage parait intéressant mais il n'est pas optimisé. OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier aux inconvénients de l'état de la technique, la présente invention propose de mettre en oeuvre un bridage de la pièce rapportée sur la proéminence avec plusieurs moyens de fixation permettant d'optimiser la fixation. Plus particulièrement, on propose selon l'invention des moyens de fixation d'une pièce rapportée contre l'extrémité d'une proéminence cylindrique dans un sonar, la proéminence étant rigide, la pièce rapportée étant recouverte ou constituée extérieurement d'une membrane en polymère et comportant une base cylindrique, le polymère ayant des propriétés d'élasticité. Selon l'invention, la pièce rapportée comporte à la périphérie de sa base une jupe cylindrique creuse formant un premier moyen de fixation, ladite jupe étant en polymère et étant configurée pour s'insérer autour de la proéminence cylindrique en étant élastiquement contrainte contre la proéminence et une bague de bridage formant un deuxième moyen de fixation est insérée autour de la jupe 2 afin que la jupe soit prise en sandwich entre la surface extérieure cylindrique de la proéminence et la face interne cylindrique de la bague de bridage une fois la bague de bridage en place, et la surface extérieure cylindrique de la proéminence comporte au moins un renfoncement et la face interne cylindrique de la bague de 5 bridage comporte au moins une indentation se projetant vers l'intérieur de la bague de bridage, l'indentation ou au moins une des indentations venant en correspondance avec le renfoncement ou au moins un des renfoncements lorsque la bague de bridage est en place afin de contraindre le polymère de la jupe à s'enfoncer dans le/les renfoncements en correspondance d'indentation(s), les 10 renfoncement(s) et indentation(s) formant un troisième moyen de fixation, et ladite au moins une indentation est configurée afin de pouvoir présenter une déformation élastique radiale vers l'extérieur lui permettant de s'effacer lors de l'installation de la bague de bridage et de permettre de contraindre le polymère de la jupe à s'enfoncer dans le/les renfoncements en correspondance une fois la bague en 15 place. D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses des moyens de fixation conformes à l'invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : - l'élasticité du polymère est supérieure à l'élasticité radiale de la/des indentations, 20 - la raideur du polymère est inférieure à la raideur radiale de la/des indentation, - dans le cas de plusieurs indentations, au moins une des indentations n'a pas de renfoncement en correspondance une fois la bague en place, - dans le cas de plusieurs renfoncements, au moins un des renfoncements n'a pas d'indentation en correspondance une fois la bague en place, 25 - dans le cas d'un renfoncement étendu, au moins une partie de la longueur du renfoncement n'a pas d'indentation en correspondance une fois la bague en place, - la base de la pièce rapportée est recouverte de polymère, le polymère de la base étant appliqué contre l'extrémité de la proéminence lorsque la pièce rapportée est 30 fixée sur la proéminence, - la jupe s'insère autour de la proéminence cylindrique par glissement axial, - la jupe s'insère autour de la proéminence cylindrique par vissage, - la bague de bridage s'insère autour de la jupe par glissement axial, - la bague de bridage s'insère autour de la jupe par vissage, 35 - la bague de bridage est en matière plastique, - la différence entre les diamètres interne de la jupe non contrainte et externe de la proéminence est telle que le polymère reste dans une zone d'élasticité lorsque la jupe est installée contrainte et serrée contre la proéminence, 3 - la proéminence est en métal, - le métal de la proéminence est choisi parmi l'acier, le titane, l'aluminium et leurs alliages, - ledit au moins un renfoncement est une gorge circulaire ou hélicoïdale, continue 5 ou non, autour de la surface extérieure cylindrique de la proéminence, - la bague de bridage comporte un ensemble d'indentations, - la proéminence comporte le long de sa hauteur des renfoncements disposés sur plusieurs plans formant plusieurs étages distincts et parallèles de renfoncements, - la bague de bridage comporte le long de sa hauteur des indentations disposées 10 sur plusieurs plans formant plusieurs étages distincts et parallèles d'indentations, - la proéminence comporte le long de sa hauteur des renfoncements disposés sur plusieurs plans formant plusieurs étages distincts et parallèles de renfoncements et la bague de bridage comporte un ensemble d'indentations disposé en couronne, dans un plan, vers une extrémité de la bague de bridage, 15 - la proéminence comporte le long de sa hauteur un renfoncement hélicoïdal, - la paroi de la jupe non contrainte est d'épaisseur uniforme, - la paroi de la jupe non contrainte est d'épaisseur non-uniforme, - la paroi de la jupe non contrainte comporte des motifs en relief, - la paroi de la jupe non contrainte comporte des motifs en creux, 20 - les motifs de la paroi de la jupe non contrainte sont circulaires ou hélicoïdaux, continus ou non, - les motifs de la jupe sont des renfoncement et/ou des indentations, - les indentations de la bague de bridage sont des griffes orientées vers l'intérieur, les griffes étant disposées sur des pattes et étant disposées à une extrémité de la 25 bague de bridage, - la proéminence est érigée sur une surface et l'extrémité libre de la jupe comporte une collerette radiale étendue vers l'extérieur et qui s'applique contre la surface, la collerette étant en outre contrainte contre ladite surface par la bague de bridage une fois ce dernier en place, 30 - la bague de bridage comporte en outre une collerette radiale étendue vers l'extérieur et qui est destinée à s'appliquer contre la collerette de la jupe. L'invention propose également un sonar comportant une pièce rapportée contre l'extrémité d'une proéminence cylindrique, la proéminence étant rigide, la pièce rapportée étant recouverte ou constituée extérieurement d'une membrane 35 d'un polymère déterminé et comportant une base cylindrique, le polymère ayant des propriétés d'élasticité, dans lequel la pièce rapportée est fixée à la proéminence par les moyens de fixation de l'invention. La présente invention concerne donc un système de bridage de membrane 4 polymère pour un dispositif d'émission/réception acoustique sous-marine ou SONAR. Ce système peut trouver des applications notamment dans les domaines du positionnement, de la détection, de la télémétrie ou de la communication acoustique sous- marine. Le système de bridage permet dans certaines modalités 5 de mise en oeuvre un blocage irréversible de la membrane. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. 10 Sur les dessins annexés : - la figure 1 représente une vue en coupe d'une partie d'un sonar mettant en oeuvre les moyens de fixation de l'invention, et - la figure 2 représente une vue en perspective d'un exemple de bague de bridage. 15 Dispositif Sur la figure 1, on a représenté un exemple de mise en oeuvre des moyens de fixation pour sonar 1. Le sonar 1 est installé sur une surface 4 rigide métallique. Cette surface 4 comporte une proéminence 40 cylindrique droite qui est aussi rigide et métallique. Une pièce rapportée 2 est fixée sur la proéminence 40. Cette 20 pièce rapportée est recouverte ou constituée extérieurement d'une membrane 21 d'un polymère ayant des propriétés d'élasticité, par exemple un élastomère. La pièce rapportée est globalement cylindrique et elle comporte une base 22 cylindrique qui est au contact de l'extrémité plane de la proéminence 40. La fixation de la pièce rapportée sur la proéminence 40 de la surface 4 25 s'effectue par l'intermédiaire d'une jupe 20 cylindrique creuse qui fait partie de la membrane 21 en la poursuivant vers l'arrière. La jupe 20 et la membrane 21 de la pièce rapportée sont d'une seule pièce. La jupe 20 est insérée autour de la proéminence 40 et elle est élastiquement contrainte contre la proéminence déjà du seul fait de leurs diamètres respectifs différents et cela correspond déjà à un 30 premier moyen de fixation. En effet, le diamètre interne global de la jupe non contrainte est légèrement inférieur au diamètre externe global de la proéminence. Plus généralement, la différence entre les diamètres jupe vs proéminence est telle que le polymère déterminé reste dans une zone d'élasticité lorsque la jupe est installée contrainte et serrée contre la proéminence. Notez que l'on utilise 35 le terme « global » pour définir les diamètres car la face interne de la jupe peut aussi bien être lisse/plane qu'être structurée tout comme la surface externe de la proéminence et ce qui est utile pour la fixation est qu'il existe au moins certaines zones de la jupe, de préférence circulairement et plus préférentiellement toute la 5 jupe, qui soient contraintes radialement, c'est-à-dire serrées élastiquement contre la proéminence. Il peut en fait exister des zones de la jupe où les contraintes élastiques de serrage, radiales, sont différentes des autres du fait de structurations locales particulières. Dans tous les cas, les contraintes élastiques 5 de serrage restent dans une zone d'élasticité du polymère lorsque la jupe est installée contrainte et serrée contre la proéminence, c'est-à-dire que l'installation de la jupe de la pièce rapportée sur la proéminence ne provoque pas de déformation irréversible de la jupe. Dans le mode d'installation de la jupe sur la proéminence par glissement 10 axial, il peut être utile de prévoir que le bord périphérique de l'extrémité de la proéminence soit chanfreiné ou biseauté afin de faciliter la mise en place de la jupe, la contrainte de serrage due au premier moyen de fixation (différence des diamètres) augmentant progressivement au début de l'installation et cela pouvant aussi faciliter le centrage de la jupe sur la proéminence. 15 Afin de compléter la fixation, un deuxième moyen de fixation sous la forme d'une bague de bridage 3 est inséré autour de la jupe afin que la jupe soit prise en sandwich entre la surface extérieure cylindrique de la proéminence et la face interne cylindrique de la bague de bridage. La bague de bridage est configurée pour être installé, extérieurement, contre la jupe qui est elle-même installée sur la 20 proéminence, tout en assurant un certain serrage de la jupe contre la proéminence. Cette configuration de la bague de bridage peut prendre plusieurs formes et correspond à ce que l'on a appelé un troisième moyen de fixation. Dans sa généralité, ce troisième moyen de fixation comporte des formes correspondant à 25 des renfoncements et des indentations qui viennent en correspondance pour toutes ou seulement une partie d'entre elles, les indentations étant de préférence sur la bague de bridage et les renfoncements sur la périphérie de la proéminence. Dans d'autres variantes, des renfoncements et des indentations sont réalisées aussi bien sur la bague de bridage, la proéminence qu'éventuellement la jupe, et 30 dans le cas de la jupe cela peut correspondre aux deux (renfoncements et indentations suivant la/les faces de la jupe), voire même correspondre à des ondulations de la jupe (non contrainte). L'installation de la bague de bridage peut être différente en fonction des formes de la configuration de la bague de bridage, : par coulissement axial, par 35 rotation, par vissage ou leurs combinaisons. De même, ces formes peuvent aussi avoir un effet sur la façon dont la jupe est installée sur la proéminence : par coulissement axial, par rotation, par vissage ou leurs combinaisons. En fait, le troisième moyen de fixation peut concerner des structurations de la bague de 6 bridage, de la surface radiale de la proéminence et même des faces interne et externe de la jupe. Par exemple, un filetage peut être créé sur la surface extérieure cylindrique de la proéminence, éventuellement un filetage complémentaire sur la face interne 5 de la jupe et un filetage sur la face interne de la bague de bridage, le filetage pouvant être continu ou discontinu selon l'élément concerné (les éléments étant la proéminence, la jupe, la bague de bridage). Dans le cas d'un filetage qui est une gorge ou renfoncement et/ou une indentation ou saillie hélicoïdale selon l'endroit considéré et l'élément considéré, on comprend qu'une installation par vissage est 10 possible. Dans d'autres cas, on prévoit une gorge ou renfoncement et/ou une indentation ou saillie circulaire et possiblement étagée à plusieurs niveaux, encore une fois continue ou non sur un ou plusieurs des éléments. Les positions de ces structurations qui sont complémentaires entre elles sur les différents éléments, sont telles qu'elles se retrouvent en face, complémentairement les unes des 15 autres, lorsque les éléments sont en place dans le sonar 1. Différentes formes de structuration peuvent être combinées sur les éléments avec même plusieurs modes d'installation : par exemple début par coulissement axial et final par rotation. Dans tous les cas, le but de ces structurations est de créer des 20 déformations dans la jupe pour la contraindre à se déformer différemment selon l'emplacement considéré, contre la proéminence. On comprendra mieux ce principe à la description de l'exemple représenté plus spécifiquement sur les figures 1 et 2. Sur la figure 1, la proéminence 40 comporte sur sa périphérie quatre gorges 25 circulaires 41 étagées dans lesquelles le polymère de la jupe vient s'insérer, du fait de son élasticité et qu'il est contraint, serré, contre la proéminence grâce au moins à la différence des diamètres (premier moyen de fixation), la bague de bridage 3 participant également à ce serrage. On peut aussi prévoir en plus que la jupe soit structurée pour comporter des saillies ou déformations locales qui 30 viennent s'insérer dans les gorges. La bague de bridage 3 comporte des indentations sous forme de griffes 31 mieux visibles sur la figure 2. Sur cet exemple, la bague de bridage comporte un seul étage de griffes 31 qui sont disposées vers l'intérieur à une extrémité de la bague de bridage 3. Afin que les indentations à griffes puissent s'effacer radialement lors de 35 l'installation de la bague de bridage 3, ces dernières sont réalisées à l'extrémités de pattes 30 formées dans l'extrémité de la bague de bridage 3. Ces pattes 30 des indentations sont délimitées et séparées entre elles par des créneaux 32 et la bague de bridage est de préférence réalisée en matière plastique, ce qui permet 7 d'obtenir une certaine élasticité radiale des pattes à griffes. On comprend que l'élasticité radiale des indentations n'est pas indispensable pour des indentations destinées à venir dans un filetage CONTINU avec vissage mais que dans le cas d'un filetage discontinu, notamment pour 5 limiter les possibilités de dévissage accidentel, cette élasticité radiale est utile. On peut noter que cette élasticité radiale peut être relativement faible si l'élasticité de la membrane est telle que le polymère peut s'effacer en partie lors du passage de l'indentation entre deux renfoncements. Sur la figure 1, les griffes se retrouvent au niveau d'une des gorges 10 circulaires 41 et repoussent le polymère de la jupe au fond de cette gorge. On comprend qu'il est possible de réaliser plusieurs étages de pattes à griffes des indentations, par exemple un étage de pattes à griffes pour chaque étage de gorge. Il est également possible de modifier les formes et dispositions de ces structurations des troisièmes moyens de fixation pour obtenir les mêmes 15 fonctions, notamment de serrage de la jupe, et les mêmes résultats. Dans le mode d'installation de la jupe sur la proéminence par glissement axial, il peut être utile de prévoir à l'extrémité de la jupe une collerette radiale étendue vers l'extérieur. Un outil tubulaire/creux peut servir à pousser cette collerette pour aider à ce que la jupe glisse axialement le long de la proéminence. 20 A la place de l'outil c'est la bague de bridage elle-même qui pousse la collerette et, ainsi, la jupe et la bague de bridage sont installées pratiquement ou quasi en même temps sur la proéminence. Dans une modalité de réalisation particulière, les griffes 31 de la bague de bridage 3 et les gorges 41 de la proéminence 40 sont configurées pour empêcher 25 le retrait de la bague de bridage 3 une fois celui-ci installé en place. Ainsi, on obtient un blocage irréversible de la membrane une fois l'installation terminée. Procédé La bague de bridage représentée sur les figures présente donc l'avantage d'une mise en place très rapide en appliquant une simple pression axiale de la 30 bague de bridage afin de la glisser axialement le long de la jupe qui a été installée sur la proéminence. Pour l'installation de la jupe représentée sur les figures, on utilise aussi une pression axiale pour la faire glisser le long de la proéminence. On a cependant vu qu'il est possible de réaliser des structurations des éléments du sonar permettant le vissage de la bague de bridage, voire également de la jupe. 35 Ainsi, la géométrie et structuration des éléments représentés sur les figures permet une mise en place de la bague de bridage sans guidage externe par un simple glissement axial. La pièce rapportée du sonar qui est encapsulée dans une membrane polymère et qui comporte une jupe cylindrique élastique de ce même 8 polymère est donc montée par glissement axial sur la proéminence cylindrique rigide dotée de demi tore pour assurer l'étanchéité, et la jupe se retrouve légèrement serrée contre la proéminence. La bague de bridage, glissée le long de la jupe, vient brider l'ensemble en plaquant la jupe contre la paroi latérale 5 cylindrique de la proéminence. La jupe est donc prise en sandwich entre la bague de bridage et la proéminence. La bague de bridage est dotée de créneaux lui donnant l'élasticité radiale nécessaire pour le passage des pattes à griffes lors du montage par glissement axial. Les indentations et les griffes peuvent être dans un plan ou plusieurs plan parallèles ou en spirale ce qui, dans le dernier cas permet 10 un montage avec vissage plutôt que par coulissement dans le premier cas. On comprend que le dimensionnement de la bague de bridage est adapté en fonction de la nature de la jupe/membrane REVENDICATIONS1. Moyens de fixation (20, 3, 41, 31) d'une pièce rapportée (2) contre l'extrémité d'une proéminence (40) cylindrique dans un sonar (1), la proéminence (40) étant rigide, la pièce rapportée (2) étant recouverte ou constituée extérieurement d'une membrane (21) en polymère et comportant une base (22) cylindrique, le polymère ayant des propriétés d'élasticité, caractérisé en ce que la pièce rapportée (2) comporte à la périphérie de sa base (22) une jupe (20) cylindrique creuse formant un premier moyen de fixation, ladite jupe (20) étant en polymère et étant configurée pour s'insérer autour de la proéminence (40) cylindrique en étant élastiquement contrainte contre la proéminence (40), en ce qu'une bague de bridage (3) formant un deuxième moyen de fixation est insérée autour de la jupe (20) afin que la jupe (20) soit prise en sandwich entre la surface extérieure cylindrique de la proéminence (40) et la face interne cylindrique de la bague de bridage (3) une fois la bague de bridage (3) en place, en ce que, la surface extérieure cylindrique de la proéminence (40) comportant au moins un renfoncement (41), la face interne cylindrique de la bague de bridage (3) comporte au moins une indentation (31) se projetant vers l'intérieur de la bague de bridage (3), l'indentation (31) ou au moins une des indentations (31) venant en correspondance avec le renfoncement (41) ou au moins un des renfoncements (41) lorsque la bague de bridage (3) est en place afin de contraindre le polymère de la jupe (20) à s'enfoncer dans le/les renfoncements (41) en correspondance d'indentation(s) (31), les renfoncement(s) (41) et indentation(s) (31) formant un troisième moyen de fixation, et en ce que ladite au moins une indentation (31) est configurée afin de pouvoir présenter une déformation élastique radiale vers l'extérieur lui permettant de s'effacer lors de l'installation de la bague de bridage (3) et de permettre de contraindre le polymère de la jupe (20) à s'enfoncer dans le/les renfoncements en correspondance une fois la bague en place. 2. Moyens de fixation (20, 3, 41, 31) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la différence entre les diamètres interne de la jupe (20) non contrainte et externe de la proéminence (31) est telle que le polymère reste dans une zone d'élasticité lorsque la jupe (20) est installée contrainte et serrée contre la proéminence (40). 3. Moyens de fixation (20, 3, 41, 31) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ledit au moins un renfoncement (41) est une gorge circulaire ou hélicoïdale, continue ou non, autour de la surface 10 extérieure cylindrique de la proéminence (40). 4. Moyens de fixation (20, 3, 41, 31) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague de bridage (3) 5 comporte un ensemble d'indentations (31). 5. Moyens de fixation (20, 3, 41, 31) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la proéminence (40) comporte le long de sa hauteur des renfoncements (41) disposés sur plusieurs plans 10 formant plusieurs étages distincts et parallèles de renfoncements (41). 6. Moyens de fixation (20, 3, 41, 31) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague de bridage (3) comporte le long de sa hauteur des indentations (31) disposées sur plusieurs 15 plans formant plusieurs étages distincts et parallèles d'indentations (31). 7. Moyens de fixation (20, 3, 41, 31) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la proéminence (40) comporte le long de sa hauteur des renfoncements (41) disposés sur plusieurs plans formant 20 plusieurs étages distincts et parallèles de renfoncements (41) et en ce que la bague de bridage (3) comporte un ensemble d'indentations (31) disposé en couronne, dans un plan, vers une extrémité dudit bague de bridage (3). 8. Moyens de fixation (20, 3, 41, 31) selon l'une quelconque des 25 revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la proéminence (40) comporte le long de sa hauteur un renfoncement (41) hélicoïdal. 9. Moyens de fixation (20, 3, 41, 31) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les indentations (31) de la 30 bague de bridage (3) sont des griffes (31) orientées vers l'intérieur, les griffes étant disposées sur des pattes (30) et étant disposées à une extrémité de la bague de bridage (3). 10. Sonar (1) comportant une pièce rapportée (2) contre l'extrémité d'une 35 proéminence (40) cylindrique, la proéminence (40) étant rigide, la pièce rapportée (2) étant recouverte ou constituée extérieurement d'une membrane (21) d'un polymère déterminé et comportant une base (22) cylindrique, le polymère ayant des propriétés d'élasticité, caractérisé en ce que la pièce rapportée (2) est fixée à 11 la proéminence (40) par les moyens de fixation de l'une quelconque des revendications précédentes.