Brevet FR2283361A1 — publié le 19760326

La présente invention a pour objet un amortisseur de sécurité destiné au freinage et/ou à l'immobilisation de masses en mouvement par absorption de leur énergie cinétique. On sait que, dans de nombreuses applications industrielles, risquent de survenir des circonstances rendant indispensable le freinage du mouvement de masses parfois considérables, jusqu'S obtenir leur immobilisation complète, ceci en dissipant l'énergie cinétique associée à leur mouvement. C'est notamment le cas du lancement des navires, dans lequel I'énergie cinétique de la coque en mouvement est dissipée par effet de friction dans des masses de chaînes auxquelles elle est rattachée. Un autre exemple est fourni, dans le domaine des transports férroviaires, par les dispositifs de butoir disposés aux extrémités des voies et le plus souvent constitués par des organes élastiques capables d'absorber des énergies cinétiquesimportantes.De tels organes ne permettent cependant pas un arrêt graduel des véhicules qui se heurtent contre euxy tar ils sont liés à des structures fixes et robustes et ne p isèdent que de faibles courses de déformation. Un autre exemple est encore fourni par les barrières d'arrêt pour les avions en bout de piste, l'arrêt de l'avion étant alors provoqué par une bride qui retient son train d'atterrissage. L'absorption d'énergie cinétique du véhicule est alors transférée par la bride elle-même à des éléments capables de dissiper cette énergie cinétique par conversion en travail mécanique. De tels dispositifs sont utilisés soit à terre, pour obtenir l'arrêt des avions en bout de piste, soit encore à bord des porte-avions.Un autre domaine d'application est fourni par les carrières ou les mines, dans lesquelles le déplacement de gros blocs, bien qu'exécuté avec de puissants appareils de manutention, implique toujours des manoeuvres dangereuses. Chaque fois que l'on a à déplacer des masses de grosse dimension, apparaît le risque qu'une fausse manoeuvre ou la rupture d'un organe de retenue provoquent une mise en mouvement inopinée de la masse; il est indispensable dans ce cas de prévoir des dispositifs de sécurité pour freiner l'éventuel mouvement de la masse, afin d'éviter que ne surviennent de graves accidents.Aux applications précitées peuvent encore s'ajouter d'autres dispositifs de sécurité pour provoquer l'arrêt graduel d'un mobile, par exemple des dispositifs parachutes pour ascenseurs ou élévateurs, des dispositifs amortisseurs pour arrêter graduellement un objet flottant afin d'éviter des coups de bélier contre les ouvrages proté3er, notamment lors de l'amar- rave des navires dans les bassins portuaires,etc. La présente invention a pour objet un alors tisseur de sécurité permettant de résoudre les problèmes cidessus exposes. L'amortisseur selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce qu il comprend un cylindre fermé empli d'une masse de matière inerte et relié par l'une de ses extrémités soit à la masse en mouvement soit à un ancrage fixe, et un outil en forme générale de piston porté ou formé ? l'extremite d'une tige qui pénètre dans le cylindre par l'autre extrémité de ce dernier et qui est reliée soit à l'ancrage fixe soit à la masse en mouvement, l'outil pouvant se déplacer axialement à l'intérieur du cylindre en déformant par pénétration la masse de matière inerte qui y est contenue de manière à absorber par conversion en travail mécanique l'énergie cinétique de la masse en mouvement. L'invention sera expliquée plus en détails à la faveur de deux exemples de réalisation ci-après décrits avec référence aux dessins ci-annexés en lesquels la figure (I) représente en coupe schématique longitudinale une forme de réalisation de l'amortisseur selon 11 invention, conçue pour travailler à la traction; la figure (2) représente, également en coupe schématique longitudinale, une autre forme de réalisation con çue pour travailler à la compression; et la figure (3) est une vue en coupe transversale à travers l'une ou l'autre des formes de réalisation des figures précédentes, cette coupe étant pratiquée au niveau de l'outil. Sur la figure (I) des dessins ci-annexés, l'amortisseur de sécurité selon l'invention comprend un cylindre creux et fermé (I) empli d'une masse de matière inerte (2) présentant des caractéristiques de plasticité, de malléabilité, et de ductilité, de manière à pouvoir absorber par conversion en travail mécanique une certaine quantité d'énergie cinétique. Ce résultat est obtenu au moyen d'une déformation de la masse de matière inerte (2) par pénétration d'un outil (4) en forme générale de piston, cet outil étant porté ou formé à l'extrémité d'une tige (3) disposée axialement à l'intérieur du cylindre (I). Cet outil dont la forme est clairement illustrée par les figures (I) et (3) des dessins ci-annexés, est constitué d'ailerons uni formément répartis autour de la tige (3) de transmission d'effort. La forme particulière de réalisation de la figure (I) est destinée à travailler à la traction afin de servir au freinage et/ou à l'immobilisation d'une masse en mouvement s'éloignant d'un ancrage fixe. A cette fin, l'une des extrémités du cylindre est reliée, par l'intermédiaire d'un pivot d'attache (6) reposant sur un siège d'appui (5), à un ancrage fixe non représenté, tandis que la tige (3) portant l'outil (4) est elle-même reliée, au-delà du fond (7) du cylindre (I), à une attache (8) associée par l'intermédiaire d'une chaîne ou d'un autre organe équivalent de transmission dieffort à la masse en mouvement.Dans sa position initiale, l'outil (4) se trouve au sommet du cylindre, à proximité du pivot d'attache (6). Il va de soi qu' aux moyens de liaisons ci-dessus peuvent être substitués tous autres organes équivalents tels qutétriers, chevilles, boulons, etc... Lorsqu'un effort de traction suffisamment important est exercé entre les attaches (6) et (8), l'outil (4) commence à pénétrer dans la masse de matière inerte (2) et tend à se rapprocher graduellement du fond de cylindre (7); ce faisant, ses ailerons constitutifs imposent à la masse de matière inerte une déformation qui entraîne une dissipation de l'énergie motrice représentée par l'é- nergie cinétique de la masse en mouvement.La masse de matière inerte contenue dans le cylindre (I) peut être de nature homogène et offrir ainsi une résistance de valeur au moins approximativement constante à la pénétration de l'outil (4). Elle peut aussi bien être de nature hétérogène de façon à présenter une résistance à la pénétration de l'outil (4) qui varie selon une loi prédéterminée. L'amortisseur de sécurité ci-dessus décrit peut notamment être fixé à l'une de ses extrémités et relié par l'autre à une barrière ou à tout autre organe équivalent destiné à ralentir et ê immobiliser une masse en mouvement dans une direction tendant à l'éloigner de l'ancrage fixe. L'amortisseur peut être employé seul ou en combinaison avec d'autres amortisseurs identiques ou non, avec lesquels il peut être groupé soit en série, soit en parallèle, soit encore selon toute autre combinaison appropriée. En cas de pluralité d'amortisseurs, ces amortisseurs peuvent être de caractéristiques identiques, ou bien encore présenter des caractéristiques différentes de manière à ce que leurs seuils respectifs d'intervention soient échelonnés selon l'importance des efforts de traction à absorber. La figure (2) des dessins représente, à titre d'autre exemple, une forme de réalisation de l'amortisseur de sécurité selon l'invention destinée à travailler à la compression. Le principe de fonctionnement de l'amortisseur est le même que dans le cas de la figure (I), avec toutefois cette différence que la position initiale de l'outil (4a) que la tige (3a) relie ou associe de toute façon convenable à la masse en mouvement est à l'opposé de l'extrémité du cylindre (Ia) qui est associée à l'ancrage fixe. Dans le cas choisi pour la représentation du dessin, cette dernière extrémité est fermée et est encastrée dans une maçonnerie, tandis que l'extrémité de la tige (3a) est elle-même reliée à un organe (9a) du type tampon de chemin de fer.La forme de réalisation illustrée par la figure (2) correspond ainsi à la constitution d'un butoir d'extrémité de voie pour les chemins de fer, toutefois il doit être bien entendu que ce type d'application n'est cité qu'à titre indicatif et ne constitue en aucune façon une limitation des possibilités d'application de l'invention. Plus généralement en effet, un tel amortisseur travaillant à la compression peut être utilisé pour le freinage et/ou l'immobilisation de toute masse en mouvement se rapprochant dlun ouvrage fixe ou encore d'une autre masse en mouvement. Tout comme précédemment, l'amortisseur de la figure (2) peut être employé soit seul, soit en combinaison avec d'autres amortisseurs identiques ou non. Selon une autre forme de réalisation possible de l'invention, non illustrée par les dessins ci-annexés, il serait-encore possible de concevoir l'amortisseur de sécurité selon l'invention pour travailler à la traction aussi bien qu'à la compression, ceci afin de servir au freinage et/ou à l'imm.o- bilisation d'une masse dont le sens du mouvement relatif est incertain ou inconnu, l'outil se trouvant alors initialement dans une position située sensiblement au centre du cylindre. Quelque soit le mode de fonctionnement envi sagé, il va de soi que les dimensions et la nature des matériaux constitutifs des divers organes de l'amortisseur selon l'invention doivent être choisies en fonction des efforts supportés et de l'importance des énergies cinétiques co dissiper. Le cylindre (I) peut être de section circulaire, ou polygonale, ou encore ovale ou équivalente, et être realisé en acier ou en tout autre matériau convenable, avec des fonds solidaires ou rapportés. De même, la tige (3) portant l'outil (4) ainsi que ce dernier peuvent être de formes et de dimensions variées, et être réalisés en tout matériau convenable en fonction du but recherché ainsi que de considérations technologiques et économiques. L'outil peut, selon les caractéristiques de malléabilité, de plasticité et ductilité de la matière inerte (2), varier dans sa forme et présenter des arêtes aiguës ou arrondies, des bords d'attaque vifs ou chanfreinés, etc... Ce même outil peut se composer de quatre éléments comme représenté sur les dessins ci-annexés, ou encore de tout autre nombre convenable d'éléments selon l'importance de l'énergie cinétique à dissiper. Quant à la matière inerte (2), elle peut être constituée, selon le type d'application envisagé, soit par du plomb pur, soit par des alliages, ou par d'autres matériaux présentant les caractéristiques recherchées de malléabilité, de ductilité et de plasticité; ne seront en tout cas pas employés de matériaux liquides ou gazeux. I1 va enfin de soi que la portée de l'invention n'est pas limitée par les exemples de réalisation ci-dessus décrits, lesquels n'ont été choisis qu'à simple fin illustrative, mais qu'elle s'étend au contraire à toutes variantes faciles à imaginer et s'inspirant des mêmes principes, notamment celles obtenues par substitution de moyens équivalents. PEVENDICATTONS I. Amortisseur de sécurité destiné au freinage et/ou a l'immobilisation de masses en mouvement par absorption de leur anergie cinétique, caractérisé par le fait qu'-il com- prend un cylindre fermé empli d'une masse de matière inerte et relié par l'une de ses extrémités soit à la masse en mouvement soit à un ancrage fixe, et un outil en forme générale de piston porté ou formé à l'extrémité d'une tige qui pénètre dans le cylindre par l'autre extrémité de ce dernier et qui est reliée soit à l'ancrage fixe soit à la masse en mouvement, l'outil pouvant se déplacer axialement à l'intérieur du cylindre en déformant par pénétration la-masse de matière inerte qui y est contenue de manière à absorber par conversion en travail mécanique l'énergie cinétique de la masse en mouvement. 2. Amortisseur selon la revendication I, caractérisé par le fait qu'il est prévu pour travailler à la traction afin de servir au freinage et/ou à l'immobilisation d'une masse en mouvement s'éloignant de l'ancrage fixe. 3. Amortisseur selon la revendication I, caractérisé par le fait qu'il est prévu pour travailler à la compression afin de servir au freinage et/ou à l'immobilisation d' une masse en mouvement se rapprochant de l'ancrage fixe. 4. Amortisseur selon la revendication I, caractérisé par le fait qu'il est prévu pour travailler à la traction et à la compression afin de servir au freinage et/ou à l'immobilisation d'une masse dont le sens du mouvement relatif est incertain, l'outil se trouvant initialement dans une position située sensiblement au centre du cylindre. 5. Amortisseur selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé par le fait que la masse de matière inerte contenue dans le cylindre est de nature homogène et offre une résistance de valeur au moins approximativement constante à la pénétration de l'outil. 6. Amortisseur selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé par le fait que la masse de matière inerte contenue dans le cylindre est de nature hétérogène de manière à présenter une résistance à la pénétration de l'outil variant selon une loi prédéterminée. 7. Dispositif d'amortissement constitué d'une pluralité d'amortisseurs selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé par le fait que ces amortisseurs sont groupés en série et/ou en parallèle. 8. Dispositif d'amortisseur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que lesdits amortisseurs sont de caractéristiques identiques. 9. Dispositif d'amortisseur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que lesdits amortisseurs, ou au moins certains d'entre euxJ sont de caractéristiques différentes de manière à échelonner leurs seuils respectifs dtinter- vention.