CA1192989A - Dispositif pour eviter les rebonds multiples sur un element-cible d'une masse chutant sur celui-ci suivant une trajectoire rectiligne - Google Patents

Dispositif pour eviter les rebonds multiples sur un element-cible d'une masse chutant sur celui-ci suivant une trajectoire rectiligne

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CA1192989A
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Pierre-Claude Layotte
Jean-Claude Dubois
Andre James
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IFP Energies Nouvelles IFPEN
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Abstract

PRECIS DE LA DIVULGATION: L'invention concerne un dispositif pour éviter les chocs multiples sur un élément-cible couplé avec la surface du sol, d'une masse associée à des éléments de guidage et chutant suivant une trajectoire rectiligne vers l'élément-cible, ces chocs étant dus aux rebonds de la masse après le premier impact, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément déformable assujetti aux élements de guidage et des élements de commande adaptés à appliquer l'élément déformable contre la paroi laté- rale de la masse après son premier rebond et à immobiliser celle-ci. Ce dispositif permet ainsi d'éviter les chocs multiples d'une masse associée à des élements de guidage et chutant suivant une direction rectiligne vers un élément- cible couplé avec le sol, dus aux rebonds de la masse après le premier impact.

Description

9~ La presente invention R pour objet un dispositif pour eviter les chocs mul-tiples sur un elément-cible, d'une masse chutant vers celui-ci suivant une trajectoire rectiligne, les chocs etant dus aux rebonds de la masse après le premier impact. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif pour éviter les chocs multiples d'une masse associéeà des moyens de guidage et chutant suivant une direction rectiligne vers un élément-cible couplé avec le sol, dus aux rebonds de la masse après le premier impact. Ce dispositif peut etre utilise, p~r exemple, en combinai30n avec un appareil pour engendrer dans le sol des ondes acoustiques lon- gitudinales. Un tel appareil est decrit dans le brevet français N 2.398.316. Il comporte essentiellement un élément-cible fixé à une première extremite d'un tube de guidage constituant les moyens de guidage et agence pour venir en contact avec le sol lorsque le tube est sensiblement vertical, une masse adaptee à venir percuter l'element- cible et dont la chute est guidée par le tube de guidage et des moyens pour amener cette masse jusqu'à une position haute à la seconde extré- mite du tube et la retenir par intermittence dans cette position jus- qu'aux instants choisis de déclenchement. L'inconvénient de cet appareil tient au fait qu'il est dépourvu de moyens pour contrôler le mouvement libre de la masse après le premier impact et que celle-ci effectue en géneral de multiples rebonds d'am- plitude décroissante, provoquant ainsi des chocs multiples sur l'élément- cible. De multiples impulsions secondaires vi.ennent s'ajouter à l'im- pulsion primaire due au premier impact, ce qui a pour effet de perturber les enregistrements et de diminuer le pouvoi~ de résolution de l'ap- pareillage sismique utilisé. Le dispositif selon l'invention permet d'eviter cet inconvé- nient en supprimant les chocs multiples de la masse après le premier impact. A cet effet, il comporte au moins un élément déformable assu- jetti aux moyens de guidage et des .noyens de commande adaptés à appliquer ~1~29~ l'élément deformable contre la paroi la-térale de la masse après son premier rebond e-t à immobiliser celle-ci. Les moyens de commande com- portent par exemple au moins un organe mobile et des moyens moteurs reliés au~ moyens de guidage pour déplacer l'organe mobile en direc-tion de la paroi latérale de la masse. L'organe mobile est de préférence constitue par la -tige d'un vérin hydraulique qui est adaptée à venir s'appliquer par intermittence contre une plaque de poussée fixée à l'élément déformable. Les moyens de commande peuvent comporter des moyens capteurs adaptés à engendrer un signal en reponse à l'impact de la masse sur l'élément-cible, les moyens moteursétant actionnés par ce signal. Avec un tel agencement, la masse se trouve maintenue la-téra- lement au moment du premier rebond et ne peut plus redescendre et venir de nouveau heurter l'élément-cible. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description d'un mode de réalisation, choisi à titre d'exemple non limitatif, et en se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement en coupe la partie infé- rieure des moyens de guidage constitués d'un tube associé à l'élément- cible, la masse étant~ en fin de chute et avant son rebond, en contact avec l'élément-cible, en combinaison avec un premier mode de réali- sation du dispositif comportant deux éléments déformables associés à leurs moyens de commande respectifs, ces éléments déformables étant en position d'écartement ; - la figure 2 représente schématiquement en coupe la partie infé- rieure du tube de guidage associé à l'élément-cible, la masse étant irnmobilisée après son premier rebond par les deux éléments déformables appuyés contre ses parois latérales ; - la figure 3 représente schématiquement deux demi-coupes juxtaposées d'un vérin hydraulique de commande de chaque élément déformable associé à un élément déform~ble muni de sa plaque de poussée, l'organe mobile étant sur l'une en position d'extension e-t sur l'autre, en position escamotée ; - la figure 4 représente schématiquement une vue en coupe transver- sale du tube de guidage et du dispositif de la figure 1 associé à un circuit hydraulique de commande ; - la figure 5 représente schématiquement une électro-vanne du cir- cuit hydraulique de commande dans sa seconde position lorsqu'elle estalimentée par un signal de commande ; et - la figure 6 représente schématiquemen-t une vue en coupe transver- sale du tube de guidage associé à une variante du mode de réalisation du dispositif illustré à la figure 1. Le dispositif représenté schématiquement aux figures l et 2 comporte un tube de guidage 1 de diamètre supérieur à celui d'une masse cylindrique 2 disposée à l'intérieur. Quatre glissières 3 opposées deux à deux sont fixées suivant les génératrices du tube de guidage (figure 4). L'écartement entre les glissières est choisi de manière que la masse 2 s'appuie sur elles, lorsqu'elle se déplace à l'intérieur du tube de guidage l. A une première extrémité de celui-ci es-t fixée une première plaque 4 percée dans sa partie centrale d'une ouverture 5 de section supérieure à celle de la masse 2. Cette première plaque est assuje-ttie à une seconde plaque 6 par des moyens de fixation déformables constitués par des boulons 7 coopérant avec des ressorts 8. La seconde plaque 6 est solidaire de l'élément-cible 9 à sa périphérie. Celui-ci est pourvu d'une plaque de frappe 10 pour la masse et d'une surface 11 d'application sur le sol. La plaque de frappe 10 est réalisée en un matériau amortis- seur (du polyuréthane par exemple) qui assure une pro-tection de l'élé- ment-cible et permet de modifier éventuellement la forme du signal sismique transmis au sol. Des éléments saillants 12 (den-ts ou pointes, par exemple) peuvent être fixés éven-tuellement à la base de l'élément-cible pour faci- liter le couplage de celui-ci avec le sol, mais, lorsqu'il est 1~2~ utilis~ sur les routes, l'élément-cible est dépourvu d'asp~ri-tés à sa base pour ne pas endommager les chaussées. Deux éléments déformables allongés, constitués chacun d'une bande 13 réalisée en un matériau élastique par exemple, son-t disposés entre les glissières 3 et parallèlement à celles-ci sur deux portions de la paroi intérieure du -tube de guidage se faisant face, et fixés à celui-ci a leurs deux extrémités. A la partie médiane de chaque bande est fixée une plaque de poussée 14 sur laquelle vient s'appuyer par intermittence un organe mobile associé à des moyens rnoteurs, cet organe mobile étant constitué de la tige 15 d'un vérin hydraulique 16 qui sera décrit plus en détail en se référant à la figure 3. Les bandes 13 sont disposées à la partie inférieure du tube de guidage 1 de manière à se trouver en face de la paroi latérale de la masse 2 lorsque celle-ci rebondit après son impact sur l'élément-cible 9. Des moyens (non repré- sentés) permettent d'amener la masse à la seconde extrémité du tube opposée à celle qui est fixée à l'élément-cible. Ces moyens peuvent être constitués, comme le décrit le brevet francais antérieur précé- demment cité, par un sys-tème de manoeuvre adapté à faire basculer le tube de guidage de telle manière que sa seconde extrémité soit plus élevée que sa première extrémité, ce qui permet à la masse de descendre par gravité vers la seconde extrémité où elle est immobilisée par intermittence par un électro-aimant. Ces moyens peuvent également être constitués par exemple, par un câble enroule sur un treuil coopérant avec des moyens moteurs, ce câble pouvant être fixé à la masse. Chacun des vérins de commande 16 (figure 3) comporte un corps 17 pourvu d'une embase 18, fixé à un flasque 19, solidaire de la paroi extérieure ~u -tube de guidage 1. Des ouvertures sont pratiquées dans la paroi du tube, le flasque 19 et l'embase 18 de chaque corps de vérin 17 pour le passage de la -tige 15 de celui-ci. La tige 15 est pourvue d'une tête 20 munie de joints d'étanchéité 21, dont la section est adap-tée à la sec-tion intérieure du corps de vérin 17. Un ressort de rappel 22, s'appuyant sur la tête 20 d'une part, e-t sur une paroi de l'embase 18 pousse la tige 15 vers l'intérieur du corps de vérin 17 (posi-tion de retrait). L'extrémité de la tige 15 pénétran-t à l'intérieur du -tube de guidage vient s'appliquer contre une des plaques de poussée 1~. z~ L'extrémité du corps de vérin 17 opposée à l'embase 18 est pourvue d'une ouverture communiquant avec un circuit nydraulique. Ce circuit hydraulique comporte (figure 4) deux canalisations 23 débouchant à une première extrémité à l'intérieur des corps 17 des vérins 16 et communiquant à une seconde extrémité avec une canalisation commune 24 connectée à la sortie d'une électro-vanne 25 d'un type connu. Les deux entrées de cette électro-vanne communiquent respec- tivement par des canalisations 26, 27 avec un accumulateur de liquide sous pression 23 et un réservoir de liquide à basse pression 29 ~pres- sion atmosphérique). Une pompe 30 alimen-tée par le réservoir 29, charge l'accumulateur 28 à travers une soupape anti-re-tour 31. L'électro-vanne 25 comporte un tiroir 32 à deux posi-tions perme-ttant de me-ttre la canali- sation 24 en communication avec l'une ou l'autre des canalisations 26 ou 27. Dans une première position du tiroir 32, représentée à la fi- gure 4 (position de repos), la vanne fait communiquer les canalisa- tions 24 et 27 et une pression égale à la pression atmosphérique est appliquée aux corps 17 des vérins 16. Dans une seconde position repré- sentée à la figure 5, le tiroir 32 ayant été déplacé, la vanne fait communiquer les canalisations 24 e-t 26 et la haute pression régnant dans l'accumulateur 28 est appliquée aux vérins 16. Le tiroir 32 de la vanne 25 est déplaçable par des moyens électro-magnétiques alimen- tés par un boîtier de commande 33 lequel est activé par un signal approprié TB. Ce signal est engendré par des moyens capteurs cons-ti- tués par exemple d'un géophone disposé sur l'élément-cible 9 ou sur le sol au voisinage immédiat de l'élément-cible et non représenté. Il est adapté à détecter l'impulsion sismique transmise au momen-t du choc de la masse sur l'élément-cible, cette impulsion définissan-t l'instant initial de référence. Les vérins 16 et l'ensemble du circuit hydraulique constituent les moyens moteurs lesquels, en combinaison avec les orga- nes mobiles adaptés à pousser les élements deformables et les moyenscapteurs, constituent les moyens de commande. Le dispositif fonctionne de la manière suivante : 2~8~ - Le tube de guidage 1 ayant été dressé sensiblement à la verticale de manière que l'élément-cible 9 soit en contact avec le sol et la masse 2 ayant été préalablement déplacée jusqu'à la seconde ex- trémité dudit tube, on procède au déclenchement à un instant choisi. La masse 2 coulisse sous l'action de son propre poids vers la première extrémité du tube de guidage 1, guidée par les glissières 3. En fin de course, elle vient heurter l'élément-cible 9 et sous le choc rebondit en sens inverse. La vanne 32 se trouve dans sa position de repos pour laquelle les canalisations 23, 2~ communiquent avec la canalisation 27 et le réservoir à basse pression 29. L'organe mobile (14, 15) de chaque vérin 16 est en position de retrait (demi-coupe droite de la figure 3) et la plaque-poussoir 14 est appliquée contre la paroi infé- - rieure du tube de guidage 1. Les bandes déformables 13 sont en position de relâchement et leur écartement est supérieur au diamètre de la masse 2. - Les moyens capteurs ayant détecté l'impulsion transmise définissant l'instant de choc, engendrent un signal TB qui active le boitier de commande 33. Les moyens électro-magnétiques de la vanne 25 déplacent le tiroir 32 vers sa seconde position (représentée à la fi- gure 5) pour laquelle les canalisations 23, 24 sont mises en communi- cation avec la canalisation 26 issue de l'accumulateur 28 de liquide sous-pression. - Les tiges 15 des vérins 16 repoussent les plaques de poussée 14 fixées aux bandes déformables vers l'intérieur du t~be de guidage 1 (demi-coupe gauche de la figure 3). Les parties centrales des bandes déformables 13 se rapprochent l'une de l'autre suffisamment pour s'ap- pliquer avec force sur les parois latérales de la masse 2 et l'immobi- liser après son rebond (position représentée à la figure 2). La masse ne peut plus redescendre et provoquer d'impulsions sismiques parasites. En outre, la souplesse des bandes déformables 13 assure une certaine progressivité dans le freinage et l'immobilisation de la masse et évite la création d'impulsions sismiques parasites qui résulteraient d'un brusque blocage. Cet effet est complété par le découplage entre le tube et l'élément-cible assuré par l'ensemble des ressorts de suspension 8. On peut remarquer que les contraintes mécaniques au moment du blocage ne sont pas transmises aux tiges 15 des vérins 16, du fait que ce,lles- 8~ ci ne sont pas solidaires des plaques de poussée 14. - Les moyens pour déplacer la masse vers la seconde extrémité du tube de guidage sont alors mis en oeuvre et le tiroir 32 de l'élec-tro- vanne est ramené vers sa première position. Le fluide dans les corps 1~ des vérins 16 et les canalisations 23, 24 se trouve porté à la basse pression régnant dans le réservoir de liquide 29 et les -tiges 15 des vérins sont ramenées à leur position de retrait par les ressorts de rappel 22. Les bandes déformables 13 s'écartent en libérant la masse 2. Suivant le mode de réalisation de la figure 6, le disposi-tif comporte trois vérins disposés à 120 les uns des autres et fixés dans un même plan diamétral du tube de guidage, à sa partie inférieure et de la manière indiquée à la figure 3. Les tiges des vérins 16 sont adaptées ~ venir s'appuyer contre les plaques de poussee 14 fixees aux parties medianes des trois bandes déformables 13 egalement disposees suivant les génératrices du tube 1 et fixees à la paroi de celui-ci au voisinage de leurs extré- mités, et à pousser les trois bandes vers l'intérieur de celui-ci. La masse 2 es-t guidée dans son déplacement à l'intérieur du tube de guidage 1 par trois glissières 3 intercalées à 120 les unes des autres entre les vérins hydrauliques 16 et fixées à la paroi intérieure du tube de guidage sur toute sa longueur. Les trois canalisations 23 issues des vérins 16 se raccordent à une canalisation unique 24 alimentée par un système hydraulique (non représenté) identique à celui du mode de réali- sa-tion de la figure 4. Le node de réalisation de la figure 6 fonctionne de manière identique à celui précédemment décrit. On ne sortirait pas du cadre de l'inven-tion en remplaçant les corps des vérins ainsi que le circuit hydraulique par tout moyen moteur tel que des moyens électro-magnétiques.

Claims (11)

  1. Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit: 1. Dispositif pour éviter les chocs multiples sur un élément-cible couplé avec la surface du sol, d'une masse associée à des moyens de guidage et chutant suivant une tra- jectoire rectiligne vers l'élément-cible, ces chocs étant dus aux rebonds de la masse après le premier impact, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément déformable assujetti aux moyens de guidage et des moyens de commande adaptés à appliquer l'élément déformable contre la paroi latérale de la masse après son premier rebond et à immobiliser celle-ci.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande comportent au moins un organe mobile et des moyens moteurs reliés aux moyens de guidage, pour déplacer l'organe mobile en direction de la paroi latérale de la masse.
  3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens moteurs comportent au moins un vérin hydraulique fixé aux moyens de guidage, l'organe mobile étant constitué par la tige du vérin et étant adapté à venir s'ap- pliquer par intermittence contre une plaque de poussée fixée à l'élément déformable.
  4. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément déformable est constitué par une bande réalisée en un matériau souple et disposée sensiblement suivant l'axe de déplacement de la masse.
  5. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de commande comportent également des moyens capteurs adaptés à engendrer un signal en réponse à l'impact de la masse sur l'élément-cible, les moyens moteurs étant actionnés par ledit signal. -8-
  6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens moteurs comportent un circuit hydraulique coopérant avec une électro-vanne actionnée par ledit signal.
  7. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le circuit hydraulique comporte une canalisation d'alimentation de chaque vérin communiquant par l'intermédiaire de l'électro-vanne soit avec un réservoir de fluide à basse pression, soit avec un accumulateur de fluide à haute pression alimenté par une pompe.
  8. 8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de guidage comportent un tube de section supérieure à celle de la masse et une pluralité de glissières disposées suivant les génératrices du tube, et en ce que l'élé- ment déformable et ses moyens de commande sont assujettis à la paroi du tube entre les glissières.
  9. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le tube est fixé à une première extrémité à l'élé- ment-cible par des moyens de liaison élastiques et coopère avec des moyens pour déplacer la masse de la première extré- mité à l'extrémité opposée dudit tube et la maintenir par intermittence.
  10. 10. Dispositif selon la revendication 8, caracté- risé en ce qu'il comporte une pluralité d'éléments déformables constitués par des bandes élastiques disposées suivant les génératrices du tube à la partie inférieure de celui-ci et fixées au voisinage de leurs extrémités à la paroi du tube et une pluralité de vérins hydrauliques fixés au tube de guidage de manière que leurs tiges s'appliquent contre les bandes élastiques sensiblement au milieu de leur longueur par l'intermédiaire de plaques de poussée.
  11. 11. Dispositif selon la revendication 2, carac- térisé en ce que les moyens de commandes sont électro- magnétiques. -9-
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