Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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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
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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 :
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- 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.
