Brevet FR2693278A1 — publié le 19940107

_f 2693278 Dispositif comportant un vibrateur fixé à un véhicule pour produire des vibrations sismiques La présente invention concerne un dispositif comportant un vibrateur fixé à un véhicule pour produire des vibrations sismiques. Des vibrateurs sismiques mobiles sont souvent utilisés pour la production de vibrations sismiques Ils sont généralement fixés à un véhicule construit spécialement à cet effet. Avec un vibrateur, au lieu d'une excitation par impulsion, c'est une série de vibrations durant quelques secondes et d'une amplitude de pression relativement faible qui est produite La fréquence de vibrations peut être modifiée suivant des fonctions de temps prédéfinies On peut également obtenir des variations de fréquences non linéaires de pratiquement n'importe quelle forme à l'aide de dispositifs de commande appropriés. Les éléments essentiels d'un vibrateur sont une plaque de sol et une masse de réaction qui peuvent être mises en vibration l'une par rapport à l'autre à l'aide d'une unité piston-cylindre L'ensemble du vibrateur est relié au véhicule par un dispositif de levage Pour la mise en oeuvre du vibrateur, la plaque de sol est abaissée sur le sol et pressée contre le sol à l'aide du dispositif de levage Cette pression est telle que le véhicule est soulevé à l'avant ou à l'arrière, de sorte que pratiquement tout son poids repose sur le vibrateur, comme charge statique préliminaire On peut ainsi atteindre des amplitudes de vibrations relativement grandes. Des ondes P sont généralement produites à l'aide de vibrateurs de ce type Une excitation synchrone décalée en phase d'un groupe de vibrateurs espacés les uns des autres permet d'obtenir une caractéristique directionnelle souhaitée Il est ainsi possible de produire également des ondes de cisaillement avec ces vibrateurs. D'après la demande DE-OS 25 09 704, on connaît un véhicule pourvu d'un vibrateur, dans lequel ce vibrateur est disposé au niveau de l'extrémité libre d'un support en forme de cadre monté de façon pivotante sur le châssis, et dans lequel un dispositif de levage est fixé entre le châssis et le support pivotant, à une certaine distance du vibrateur de sol Le dispositif de levage se compose d'une unité piston- cylindre dont les extrémités sont reliées, pivotantes, au châssis et au cadre support pivotant Celui-ci comporte des bras pivotants disposés au niveau du châssis, aux secondes extrémités desquels est fixée la plaque de support du vibrateur Au niveau des bras pivotants sont disposés des bras d'équilibrage parallèles qui permettent, grâce à leur configuration télescopique, de faire basculer la plaque de sol du vibrateur dans le sens longitudinal du véhicule. Bien que cet agencement ait fait ses preuves depuis de nombreuses années, sa réalisation est très coûteuse, et elle n'est plus adaptée aux possibilités de construction actuelles. D'après la demande DE-OS 14 73 922, on connaît un vibrateur fixé à un véhicule, qui peut être relevé et abaissé par l'intermédiaire de deux cylindres de levage disposés latéralement par rapport au véhicule Pour compenser les irrégularités du sol, l'élément de liaison entre la plaque de sol et l'élément de levage est élastique Mais l'inconvénient de cet agencement est qu'il nuit à l'énergie vibratoire transmissible et que l'élément élastique est soumis par ailleurs à une usure importante. D'après la demande US 3 866 709, on connaît un vibrateur dont l'extrémité supérieure est fixée à une barre de retenue comportant une extrémité sphérique Cela permet, là aussi, un basculement du vibrateur hors de l'horizontale. Mais cet agencement ne permet pas de faire porter tout le poids du véhicule sur le vibrateur. La demande DE-OS 27 37 991 montre un vibrateur sismique à large bande dont la plaque de sol peut basculer hors de l'horizontale grâce à une disposition spéciale de barres stabilisatrices Le système vibratoire et la masse de réaction restent cependant orientés verticalement par rapport au véhicule, de sorte qu'il peut se produire, en raison de la disposition angulaire de la plaque de sol par rapport à la masse de réaction, un effet de cisaillement qui peut entraîner une usure rapide du vibrateur et une excitation indésirable d'ondes de cisaillement. D'après la demande DE-OS 27 45 213, on connaît un véhicule comportant une source sismique selon le principe du battement, une unité de cylindre centrale à suspension cardan servant à soulever la plaque de sol et à la presser contre le sol. Si la force appliquée ne suffit pas, des unités piston-cylindre supplémentaires peuvent agir directement sur les plaques de sol, par l'intermédiaire de liaisons à fourche Mais l'inconvénient de l'action directe de ces unités est que les vibrations produites sont transmises entièrement au véhicule. L'invention a pour but d'indiquer un dispositif comportant un vibrateur fixé à un véhicule, pour produire des vibrations sismiques, qui permette également, moyennant une structure et des coûts réduits, un pivotement de la plaque de sol en vue d'une adaptation à des sols accidentés. Le dispositif conforme à l'invention permet de fixer l'ensemble du vibrateur au véhicule suivant une construction simple, et il permet un pivotement simple et notamment un entretien plus facile. Selon la présente invention, il est prévu entre autre que le vibrateur puisse être relevé et abaissé à l'aide de deux dispositifs de levage disposés latéralement par rapport à la masse de réaction et reliés à la plaque de support du vibrateur Dans un mode de réalisation, les unités piston- cylindre des dispositifs de levage sont fixées à une partie du véhicule à l'aide d'un palier formant ceinture, afin de permettre à la plaque de sol de pivoter pour s'adapter à des sols accidentés L'axe de palier formant ceinture est orienté de préférence transversalement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule La suspension des paliers formant ceintures peut notamment être fixée sur des longerons du véhicule Pour compenser des tolérances de construction, la suspension de palier formant ceinture peut comporter un coussinet excentrique tournant Pour maintenir le vibrateur normalement en position verticale par rapport au véhicule, il est prévu que les unités piston-cylindre soient de préférence reliées à une partie du véhicule par une liaison stabilisatrice chargée par ressort Celle-ci se compose en particulier d'un ressort double précontraint des deux côtés, qui est fixé d'un côté à l'unité piston-cylindre, à une certaine distance du palier formant ceinture, et de l'autre côté à une partie du véhicule. Pour la liaison entre la plaque de support du vibrateur et le piston des unités piston-cylindre, des éléments de serrage annulaires peuvent être utilisés, notamment Au lieu de ceux-ci, des paliers d'appui oscillants peuvent aussi être utilisés pour un serrage conçu de manière pivotante. Aux unités piston-cylindre sont associées en particulier des soupapes de limitation de pression intégrées, étant précisé que des clapets anti-retour pilotés peuvent aussi être intégrés dans ces unités afin de garantir une sécurité maximale du dispositif Les unités piston-cylindre sont notamment conçues comme des cylindres différentiels ou comme des cylindres à synchronisation. La présente invention permet une construction peu coûteuse du vibrateur, notamment grâce au fait que les cylindres de guidage et de travail forment une unité et que les dispositifs de sécurité nécessaires sont intégrés dans l'unité piston-cylindre La structure conforme à l'invention permet en outre de désaccoupler simplement le vibrateur des unités piston-cylindre et de le changer ou de le réparer, pour l'entretien. La configuration du vibrateur conforme à l'invention offre une protection accrue à l'encontre de dégradations quand la plaque de sol, par exemple, heurte un obstacle lors du déplacement du véhicule sur un terrain accidenté Grâce à la configuration du vibrateur pouvant basculer dans son ensemble, la plaque de sol peut être déposée sur une surface de sol de telle sorte qu'un bon couplage est obtenu contre le sol La masse de réaction vibre dans tous les cas dans la même direction par rapport à la plaque de sol, quelle que soit la position du vibrateur par rapport au véhicule. Le procédé pour produire les vibrations, la pose du vibrateur et sa pression contre le sol se font sensiblement de la manière connue. Avec le dispositif conforme à l'invention, il est également possible de placer le centre de gravité du vibrateur le plus bas possible Au- dessus du vibrateur proprement dit se trouve uniquement le cylindre de levage Le vibrateur peut être construit simplement, et dans la pratique, il est facile à entretenir et insensible. Avec un autre mode de réalisation de la présente invention, l'ensemble du vibrateur peut être fixé au véhicule suivant une construction simple, un simple pivotement de la plaque de sol étant possible. Il est également prévu que le vibrateur puisse être relevé et abaissé à l'aide de deux dispositifs de levage disposés latéralement par rapport à la masse de réaction et reliés à la plaque de support du vibrateur Les cylindres de levage sont fixés à des supports fixes qui sont reliés aux longerons du véhicule. Les extrémités inférieures des tiges de piston des cylindres sont reliées à la plaque de support du vibrateur à l'aide de paliers d'appui oscillants afin de permettre un pivotement de la plaque de support en vue d'une adaptation à des sols accidentés L'axe de palier d'appui oscillant est de préférence orienté transversalement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule. L'invention va maintenant être décrite plus en détail en référence aux dessins qui représentent des exemples de réalisation, et dans lesquels: la figure 1 est une vue d'ensemble d'un véhicule comportant un vibrateur, la figure 2 est une vue latérale d'un vibrateur, la figure 3 est une vue arrière d'un vibrateur, la figure 4 est une vue arrière d'une variante de réalisation de l'invention, et la figure 5 est une vue latérale d'un vibrateur selon la figure 4. Le véhicule représenté sur la figure 1 comprend une cabine de conducteur 3 et un mécanisme d'entraînement 2. Entre les essieux du véhicule est prévu, fixé à des longerons 6, un vibrateur 1 comportant un cylindre de levage et de guidage ou une unité piston-cylindre 4 et un stabilisateur 5. La figure 1 montre le vibrateur en position relevée. Pour la production d'une énergie sismique, les unités piston- cylindre 4 fixées aux longerons du véhicule, de chaque côté de la masse de réaction, sont actionnées, de sorte que la plaque de sol du vibrateur est pressée sur le sol Une extension supplémentaire des pistons des cylindres a pour effet de soulever du sol l'arrière du véhicule, de sorte que pratiquement tout le poids du véhicule repose sur le vibrateur 1 Dans cette position, la plaque de sol est ensuite mise en vibrations par rapport à une masse de réaction, d'une manière connue, grâce à l'actionnement d'une autre unité piston-cylindre. La figure 2 montre un vibrateur vu de côté L'unité piston-cylindre 4 représentée comprend une tige de piston 17 à l'extrémité inférieure de laquelle est fixé, par l'intermédiaire d'éléments de serrage annulaires 12, le vibrateur proprement dit Celui-ci se compose d'une plaque de support 18 et d'une plaque de sol 7 qui sont en appui l'une contre l'autre par l'intermédiaire de tampons à suspension pneumatique 8, 9 Les tampons servent au découplage acoustique de la plaque de sol 7 et de la plaque de support 18, de sorte que les vibrations produites entre la masse de réaction 27 et la plaque de sol 7 ne sont pas transmises au véhicule par l'intermédiaire de la plaque de support 18. Pour limiter la course d'abaissement de la plaque de sol 7, en position relevée du vibrateur, des chaînes 23 sont prévues entre la plaque de support 18 et la plaque de sol 7. Il est également prévu des bras oscillants parallèles 22 qui, par l'intermédiaire d'articulations 20, sur la plaque de support 18, et 21, sur la plaque de sol 7, empêchent une torsion et un déplacement de la plaque de sol par rapport à la plaque de support dès que le vibrateur est posé sur le sol. Les unités piston-cylindre 4 servent non seulement à abaisser le vibrateur, mais aussi à le guider verticalement. Les cylindres associés sont fixés aux longerons 6 du véhicule par l'intermédiaire de paliers formant ceintures 19 Le vibrateur peut donc pivoter avec le cylindre autour du palier formant ceinture 19 Il est ainsi possible de dévier la plaque de sol 7 par rapport à l'horizontale sur un sol accidenté. Pour maintenir la plaque de sol du vibrateur normalement en position horizontale, il est prévu, des deux côtés du véhicule, à une certaine distance du palier formant ceinture 19, une bride 10 qui est fixée au cylindre de l'unité piston-cylindre 4 et qui est fixée à une traverse 16 du véhicule par l'intermédiaire d'un stabilisateur 5 comportant un appui 13 Le stabilisateur est articulé par l'intermédiaire de paliers 14, 15, et il se compose essentiellement d'un ressort double précontraint qui maintient le cylindre normalement en position verticale Si la plaque de sol 7 heurte des obstacles, ou en présence d'un terrain accidenté, le stabilisateur permet une déviation du cylindre de l'unité piston- cylindre 4 par rapport à la position verticale, ce qui donne une meilleure adaptation au sol, et empêche en même temps le vibrateur de heurter des obstacles Lors d'une décharge, le cylindre du vibrateur revient dans sa position verticale. Le cylindre de l'unité piston-cylindre 4 est conçu de préférence comme un cylindre différentiel ou comme un cylindre de synchronisation Dans la tête du cylindre se trouvent de préférence une soupape de limitation de pression et un clapet de non-retour piloté Grâce à cette mesure, notamment, le cylindre peut servir en même temps de cylindre de levage et de cylindre de guidage. La figure 3 est une vue arrière du vibrateur Il est prévu deux cylindres 4 qui sont fixés à des longerons respectifs 6 du véhicule par l'intermédiaire de paliers formant ceintures 19 Ceux-ci sont logés dans des coussinets 28 qui sont de préférence excentriques, de sorte qu'ils peuvent être ajustés par l'intermédiaire de vis de réglage 29. A l'extrémité inférieure des tiges de piston 17 est fixée la plaque de support 18 Entre les deux cylindres se trouve la masse de réaction 27 dont la tige de piston centrale est fixée dans un support 24, notamment par l'intermédiaire d'une fixation de serrage annulaire Il est prévu ici deux bras oscillants parallèles 25, 26 alignés qui limitent la déviation latérale de la plaque de sol. On voit clairement qu'après le desserrage des éléments de serrage annulaires 12, la plaque de sol 7, avec la plaque de support 18 et la masse de réaction 27, peut être enlevée des cylindres de l'unité pistoncylindre 4, et offre donc un accès simple pour un échange ou pour l'entretien. La figure 4 montre un autre type de fixation du vibrateur Les cylindres de levage des unités piston-cylindre 4 sont fixés à des supports fixes 32 qui sont reliés aux longerons 6 du véhicule Les extrémités inférieures des tiges de piston des unités piston-cylindre 4 sont fixées dans des paliers d'appui oscillants 33 qui permettent un basculement de la plaque de support 18 par rapport aux tiges de piston des cylindres De cette manière, on obtient, là aussi, une adaptation de la plaque de sol 7 à des terrains accidentés. Il est prévu une limitation de course dynamique 34 qui agit à l'encontre d'un métal oscillant ou d'un ressort en acier 35 Les unités piston-cylindre peuvent être conçues comme celles des figures 2 et 3. La figure 5 est une vue latérale d'un mode de réalisation selon la figure 4 Le cylindre de l'unité piston- cylindre 4 est relié fermement à la traverse 32 par l'intermédiaire d'une fixation cylindre-bride L'extrémité inférieure de la tige de piston du cylindre aboutit dans un palier d'appui oscillant 33 Les pistons des unités piston- cylindre 4 n'ont besoin d'être déployés que jusqu'à ce que l'essieu arrière du véhicule se soulève juste du sol. C'est pourquoi on utilise de préférence une déconnexion de levage dépendante de la charge, avec laquelle les cylindres sont simplement alimentés à l'aide d'une pression hydraulique permettant juste un soulèvement de l'essieu arrière du véhicule Cette déconnexion de levage est de préférence obtenue grâce à l'utilisation, dans la tête des cylindres, d'une soupape proportionnelle à la pression connue en soi. L'avantage obtenu est qu'il ne se produit pas de coincements du vibrateur et que la course de travail des cylindres peut rester faible, entraînant une faible consommation de carburant et une plus grande durée de vie des cylindres. REVENDICATIONS 1 Dispositif comportant un vibrateur ( 1) qui est fixé à un véhicule, pour produire des vibrations sismiques, et qui comprend une plaque de sol ( 7) et une masse de réaction ( 27) qui peuvent être abaissées sur le sol par rapport au véhicule à l'aide de deux dispositifs de levage formés chacun d'une unité piston-cylindre, moyennant quoi la plaque de sol ( 7) peut être abaissée, à partir d'une position de transport relevée, vers une position de fonctionnement sur le sol, et être pressée contre celui-ci, caractérisé en ce que les unités piston- cylindre ( 4) agissent entre le vibrateur ( 1) et une partie de véhicule ( 6) de telle sorte que le vibrateur ( 1) peut être relevé et abaissé à l'aide des deux dispositifs de levage disposés latéralement par rapport à la masse de réaction et reliés à une plaque de support ( 18) du vibrateur, et en ce que les unités piston-cylindre ( 4) sont fixées à la partie de véhicule ( 6) à l'aide d'un palier formant ceinture ( 19) de manière à permettre un pivotement de la plaque de sol en vue d'une adaptation à des sols accidentés. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe des paliers formant ceintures est orienté transversalement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule. 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la suspension des paliers formant ceintures ( 19) est fixée aux longerons ( 6) du véhicule. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la suspension des paliers formant ceintures ( 19) comporte un coussinet excentrique tournant. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque unité piston-cylindre ( 4) comporte, par rapport à une autre partie de véhicule ( 16), une liaison stabilisatrice ( 5) chargée par ressort. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la liaison stabilisatrice consiste en un ressort il double précontraint des deux côtés, qui est disposé d'un côté au niveau de l'unité piston- cylindre, à une certaine distance du palier formant ceinture ( 19), et de l'autre côté au niveau de l'autre partie de véhicule ( 16). 7 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tiges de piston ( 17) des unités piston-cylindre ( 4) sont reliées à la plaque de support ( 18) du vibrateur ( 1) par l'intermédiaire d'éléments de serrage annulaires ( 12). 8 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tiges de piston des unités piston-cylindre sont reliées à la plaque de support ( 18) du vibrateur par l'intermédiaire de paliers d'appui oscillants ( 33). 9 Dispositif comportant un vibrateur ( 1) qui est fixé à un véhicule, pour produire des vibrations sismiques, et qui comprend une plaque de sol ( 7) et une masse de réaction ( 27) qui peuvent être abaissées sur le sol par rapport au véhicule à l'aide de deux dispositifs de levage, moyennant quoi la plaque de sol ( 7) peut être abaissée, à partir d'une position de transport relevée, vers une position de fonctionnement sur le sol, et être pressée contre celui- ci, caractérisé en ce que chaque dispositif de levage comporte une unité piston-cylindre ( 4) qui agit entre le vibrateur ( 1) et un longeron ( 6) du véhicule, de sorte que l'ensemble du vibrateur ( 1) peut être relevé et abaissé à l'aide des deux dispositifs de levage disposés latéralement par rapport à la masse de réaction et reliés à une plaque de support ( 18) du vibrateur, et en ce que les unités piston- cylindre ( 4) des dispositifs de levage sont fixées à des supports fixes ( 32) qui sont reliés aux longerons ( 6) du véhicule, et les extrémités inférieures des tiges de piston des unités piston-cylindre sont reliées à la plaque de support ( 18) du vibrateur par l'intermédiaire de paliers d'appui oscillants ( 33) pour permettre un pivotement de la plaque de sol en vue d'une adaptation à des sols accidentés. 10 Dispositif selon la revendication 1 ou 9, caractérisé en ce que des soupapes de limitation de pression intégrées sont associées aux unités piston-cylindre ( 4). 11 Dispositif selon la revendication 1 ou 9, caractérisé en ce que des clapets anti-retour pilotés intégrés sont associés aux unités piston-cylindre ( 4). 12 Dispositif selon la revendication 1 ou 9, caractérisé en ce que les unités piston-cylindre ( 4) sont conçues comme des cylindres différentiels ou comme des cylindres de synchronisation.