Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
L'invention a pour objet un dispositiE pour evi-ter
les impacts secondaires d'une masse con-tre un élément-cible,
dus à des rebonds de la masse apres un premier impac-t.
Plus particu:Lierement, l'invention concerne un
dispositif permettant de supprimer les impacts secondaires
d'une masse, fixëe à une extrémité d'un bras rigide pouvant
pivoter par rapport a un support, contre un élément-cible
qu'elle vient heurter en fin de chute.
Un tel dispositif peut avantageusement être adjoint
à un appareil permettant d'engendrer dans le sol des impul-
sions acoustiques transversales utilisables pour la prospec-
tion sismique du sous-sol et, en particulier, au dispositif
décrit dans le brevet français n~ 2 276 599. Ce dispositif
comporte un élément-cible pourvu d'une surface d'application
sur le sol, au moins une masse pour frapper l'élément-cible
et des moyens pour communiquer à la masse une vitesse ayant
une composante parallèle a la sur:~ace d'application, ces
moyens comportant par exemple un support rigide orientable,
un bras rigide supportant la masse à son extrémité et des
moyens de manoeuvre pour élever la masse par pivo-tement du
bras ri~ide par rapport au support ri~ide.
Le premier impact est en ~énéral suivi d'un ou de
plusieurs impacts secondaires dus aux rebonds de la masse sur
l'el~ement-cible. Les impacts secondaires sont en général
beaucoup plus faibles que le premier mais ils enyendrent néan-
moins des impulsions secondaires dont les echos sur les cou-
ches reElechissantes du sous-sol viennent perturber les
enregistrements sismiques des echos de l'impulsion principale.
Le dispositif selon l'invention permet de remédier
aux inconvénients mentionnés ci-dessus. Il permet également,
dans le cas d'utilisation d'une seconde masse, de bloquer
l'une des masses durant le temps d'action de l'autre.
Selon la présente invention, il es-t prevu un
dispositif pour éviter les impacts secondaires d'une masse
~. i .
.6~
contre un element-cible dus à des xebonds de la masse après
un premier impac-t, la masse etant fixée à une extremite d'un
bras rigide adapté à pivoter sur un axe par rapport à un
support, caractérise en ce qu'il comporte des moyens pour
maintenir le bras rigide ecarte de l'element-cible après le
premier rebond, ces moyens comportant un cliquet pouvant
pivoter par rapport
~ la -
7~6~
zu support, au moins un logement pour le cliquet, ménagé dans le bras
rigide et un moyen de temporisation pour permettre au cliquet de s'intro-
duire dans son logement seu]ement après le premier rebond de la masse
contre l'élément-cible, l'introduction du cliquet dans son logement blo-
quant le mouvement de descente du bras rigide.
D'autres caractéristiques et avantages apparaltront à la lec-
ture de la description d'un mode de réalisation du dispositif decrit à
titre d'exemple non limitatif et en se reférant aux dessins annexés sur
lesquels :
10 - la figure 1 montre schématiquemert un exemple d'appareil adapté à engen-
drer dans le sol des ondes acoustiques transversales par percussion
d'une masse fixée à l'extrémité d'un bras rigide pivotant)cor.tre un
élément-cible couplé avec le sol, auquel le dispositif selon l'inven-
tion peut être associé, la masse étant représentée au voisinage de sa
position basse;
la figure 2 représente une vue diamètralement opposée du même appareil,
la masse étant maintenue dans sa position haute;
- la figure 3 représente schématiquement le dispositif associé à chaquebras rigide et permettant d'éviter les impacts secondaires de la masse
contre l'élément-cible, le bras rigide se trouvant en position
haute;
- la figure 4 représente schématiquement une vue suivant l'axe 3 de la
figure 3;
- la figure 5 représente schématiquement le dispositif de la figure 3,
le bras rigide se trouvant en position intermédiaire en cours de chute
vers l'élément-cible;
- la figure 6 represente schématiquement le dispositiE ce la figure 3,
le bras rigide étant en position basse et la ~asse au contact de
6`~
l'élément-cible;
- la figure 7 représente schématiquement le dispositif de la figure 3, le bras rigide rebondissant après le choc, et
- la figure 8 représente schématiquement le dispositif de la figure 3, le bras rigide étant bloqué et la masse maintenue à une certaine
distance de l'élément-cible après son rebond.
L'appareil pour engendrer des impulsions acoustiques trans-
versales représenté aux figures 1 et 2 comporte un élément-cible I pou-
vart être couplé avec le sol et étant pourvu d'une plaque de frappe 2,
10 et au moins une masse 3 fixée à l'extrémité d'au moins un bras rigide
4 adapté à pivoter autour d'un axe 5 sous l'action de moyens de manoeuvre
6. Ces moyens de manoeuvre sont assujettis à un support r gide 7 quelcon-
yue pouvant etre associé par exemple à un véhicule porteur. Le support
ri.gide 7 comporte un prolongement radial 8 pourvu d'un logement pour un
axe 9 et une pièce coudée 10 disposée au-dessous du prolongement radial
8 et pourvue au voisinage de son extrémité d'un logement pour l'axe de
pivotement 5 du bras rigide 4.
Les moyens de manoeuvre comportent un bras de levage 11
constitué de deux branches solidaires lla, 1 lb d'inégales longueurs,
la plus courte et la plus longue étant respectivement visibles sur les
figures 1 et 2. A une certaine distance de l'une de ses extrémités, la
branche la plus longue llb du bras de levaOe 11 est pourvue cie moyens
de fixation de la tige 12 d'un vérir. 13. A l'extrémité opposée du bras
c'e levage 11 est fixé un moyen de retenue par intermittence constitué
yar exemple d'un électro-aimant 14. Le bras rigide 4 comporte une piè-
ce métallique 15 contre laquelle peut e~re appliqué l'électro-aimant
14, quelle que soit la position de ce bras, par un dép]acemenL de la
tige du vérin 13 faisant pivoter le bras de levage 11 autour de son axe
5.
Les ~oyens de .. anoeuvre sont agencés ce telle manière clue
le plan dans lequel la masse 3 se aéplace, soit perpendiculaire à la
plaque de frappe 2 disposée sur une face laterale de l'elément-cible
]. La longueur du bras rigide 4 est bien sur calculée pour que la masse
3 vienne,en position basse)en contact avec la plaque de frappe 2.
L'appareil pour engendrer des impulsions acoustiques trans-
versales peut avantageusement comporter deux massessupportées par deux
bras rigides adaptés à pivoter dans un plan transversal à l'élément-
cible et manoeuvrées simultanément ou successivement, de manière à pro-
voquer à volonté des impacts suivant deux directions opposées.
L'appareil pour engendrer des ondes acoustiques transversa-
]o les fonctionne de la manière suivante :
- l'élément-cible étant couplé avec la surface du sol au lieu choisi et
le bras rigide 4 se trouvant en position haute ( position
du bras représentée sur la figure 2), on actionne le verin 13 de ma-
nière à rétracter sa tige 12. Le bras de levage 11 pivote autour de
son axe 5 jusqu'à sa position basse (position du bras de levage telle
: que representée sur la figure 1) où l'électro-aimant 14 peut venir
: s'appliquer contre la piece métallique 15 du bras rigide 4 en posi-
tion basse;
- on excite alors l'électro-aimant 14 pour solidariser le bras rigide 4
avec le bras de levage 11;
- le vérin 13 est alors actionné de manière à faire coulisser sa tige
12 vers sa position d'extension. Le mouvement de la tige fait pivo-
ter le bras de levage 11 qui entralne le bras rigide 4 solidarise par
l'électro-aimant 14 vers sa position haute (position du bras rigide
4 représentée à la figure 2);
- à l'instant choisl de déclenchement, on coupe l'alimentation de l'élec-
tro-aimant 14. Le bras rigide 4 cessant d'être soutenu, pivote autour
de son axe 5 sous l'action de son propre poids et vient percuter la
plaque de frappe 2 de l'élément-cible. Celui-ci etant couple avec
6~
le sol, le choc engendre des ondes transversales.utilisables pour la
prospection sismique.
Pour éviter que la masse ne vienne frapper de nouveau la
plaque ..de frappe 2 après son rebond, on associe aux moyens de manoeuvre
6 le dispositif selon l'invention, décrit ci-après en se référant aux
figures 3 à 8.
. Le dispositif est disposé sur l'axe de rotation 5 par exem-
ple, commun au bras de levage 11~ à la pièce coudee 10 solidaire du sup-
port rigide 7 (figure 1) et au bras rigide 4 supportant la masse 3. Dans
]O l'intervalle entre les deux branches lla, llb du bras de levage est dis-
posee (figure 4) la pièce coudee 10 constituée elle-~ême de deux plaques
parallèles IOa, lOb entre lesquelles est disposée la tête du bras rigi-
de 4. Cette tête est pourvue de deux flasques ae forme circulaire 16, 17
reunis par une entretoise 18. Chaque flasque est pourvu d'un logement
ou encoche 19 de forme adaptée à celle d'un ergot 20 fixe à l'extrémité
d'un cliquet 21 (figure 3) pouvant pivoter sur un axe 22 porté par les
deux plaques parallèles lOa, 10~ de la pièce coudée 10. Une couronne
:réalisée en un matériau souple (polyuréthane par exemple) pourra être
disposée entre l'axe 22 et le cliquet 21. Cette couronne permettra de
: 20 protéger l'axe 22 des effets du choc au moment du blocage (voir descrip-
tion du fonctionnement ci-dessous) et d'amortir les réactions du bras
rigide 4. Au cliquet 21 est fixé un axe 23 sur lequel pivote un galet
tournant 24. Celui-ci est adapté à venir s'appuyer sur le contour d'une
came circulaire 25 pouvant tourner librement sur l'axe cor.lmun 5. Le dia-
mètre du galet 2~1 est supérieur à la hauteur de l'ergot 20. Cette came
circulaire 25 est pourvue de deux méplats 26 et 27. Au méplat 26 est
fixée une tige coudée 28 (figure 3~. Une plaque de freinage 29 en forme
de L et réalisee en un matériau souple est assujettie à l'autre méplat
27 de la came. Deux taquets d'arrêt 30 et 31 sont fixés à la paroi ex-
térieure de la plaque lOa de la pièce coudée 10. Chacun de ces deux
taquets comporte une rampe de freinage 329 33. La distance entre la pla-
que IOa de la piece coudée 10 et la came 25 est choisie de telle maniere
qu'une partie de la plaque de freinage déEormable 29 vienne s'appuyer
contre les rampes de freinage 32, 33 pour deux positions distinctes de
la came 25 par rapport à la plaque ]Oa dela pièce coudée. En outre, deux
doigts d'entraine.nent 34 et 35 sont fixés au.flasque 16 de la tête du
bras rigide 4. Leur longueur est choisie de telle manière qu'ils viennent
s'appuyer sur la tige coudée 28 fixee au meplat 26 de la came, pour deux
positions respectives de celle-ci par rapport au bras de support 4. La
came constitue un moyen de temporisation permettant au cliquet de péne-
trer dans les encoches 19 seulement après le choc de la masse 3 contre
l'elément-cible 1.
La positicn respective des différents élements du dispositif
pour eviter les chocs multiples sera precisee au cours de la description
de son fonctionnement et en se reférant aux figures 1 à 3 et 5 à 8.
- Le bras de levage 11 ayant ete abaisse pour amener l'electro-
aimant 14 en contact avec la piëce metallique 15 du bras rigide 4 et
ledit électro-aimant ayant été excité (figure 1), le vérin hydraulique
13 est actionné. Le bras rigide 4 est alors entraîné vers sa posi-
tion haute (figures 2 et 3). ~u cours de sa remontée, le doigt 34
(figure 3) fixé au flasque 16 de la tëte du bras rigide 4 vient s'appuyer
contre la tige coudee 28 et fait tourner la came 25 jusqu'à une première
position extrême reprësentee à la figure 3. Dans cette première position,
la plaque de freinage 29 vient s'appliquer contre la rampe 32 du taquet
30 et immobilise la came.
- Le bras rigide 4 ayant eté relâché commence à pivoter vers
sa position basse. Pour une position déterminée du bras rigide ~figure
5), le doigt 35 vient s'appuyer contre la tige coudee 28 et entraine la
came 25. La plaque de freinage souple 29 se degage alors du taquet 30
et la came tourne librement sur l'axe 5 sous l'impulsion re,cue du doigt
35 (figure 6).
- Lorsque le bras rigide 4 arrive au voisinage de sa posi.tion
basse et que la masse 3 vi.ent heurter la plaque de frappe 2 (figure 6),
l'ergot 20 se trouve en face des encoches 19 ménagées dans les Elasques
16, 17 de la téte du bras rigide mais ne peut y tomber car le galet 24
s'appuie alors sur une partie circulaire de ].a came 25. Le bras de sup-
port peut donc librement venir jusqu'à sa position basse.
- Sous lleffet du choc de la masse 3 contre la plaque de frap-
pe 2, le bras rigide 4 rebondit en sens inverse (figure 7). Dans le même
temps, en raison de la vitesse acquise, la came continue de tourner dans
le même sens jusqu'a ce que le méplat 27 dè celle-ci arrive en face du
galet 24. La fleche de ce méplat étant choisie supérieure a la hauteur
de l'ergot 20, le cliquet 21 ne repose plus alors sur son galet 24
mais sur le contour du flasque circulaire 16.
- Le mouvement de recul du bras rigide 4 ayant ramené les
encoches 19 en face de l'ergot 20, celui-ci y tombe et bloque le bras
rigide 4 lorsque celui-ci apres son rebond commence a redescendre vers
l'élément-cible (figure 3).
- Le libre mouvement de la came 25 sous l'impulsion initiale
du doigt 35 est interrompu (2eme position extrême) lorsque le méplat 27
de celle-ci se trouve a côté des encoches 19, car dans cette position,
la plaque de freinage souple 29 vient s'appliquer contre la rampe 33 de
l'autre taquet 31 (figure 8). Un nouveau cycle commence lorsque le re-
levement du bras rigide vers sa position haute provoque de nouveau l'en-
tralnement de la came par le doigt 34.
En associant un tel dispositif a chaque bras rigide 4, on
obtient des impulsions transversales uniques permettant d'effectuer des
enregistrements sismiques de qualité.
Dans le cas où l'appareil permettant d'engendrer dans le sol
des ondes acoustiques transversales comportent deu.Y bras rigides pivotants
disposés symétriquement par rapport au supportl le dispositif de blocage
selon l'invention permet de maintenir l'un des bras au voisinage de sa
position basse pendant que l'autre est utilisé pour frapper l'élé~ent-
cible. On évite ainsi les impacts secondaires de la masse non utilisée
qui seraient provoqués en l'absence de blocage par l'impact primaire de
la masse en service.
