Brevet FR2940445A1 — publié le 20100625

Dispositif d'essai de choc La présente invention concerne un dispositif d'essai de choc pour tester le comportement d'un objet lors d'un choc. Dans de nombreux domaines, en particulier dans le domaine de 5 l'industrie automobile, il est utile et important de tester le comportement des véhicules, par exemple, de leur carrosserie, durant un choc. Les documents US 6, 675 631 et US 5,483 845 décrivent des dispositifs d'essai de choc utilisant des chariots mobiles. Ces chariots sont mis en mouvement par l'action d'un vérin pneumatique. Les caractéristiques lo cinématiques du chariot peuvent être contrôlées par le contrôle de l'action de ce vérin pneumatique. Dans le domaine des essais de choc de faible énergie, on connaît, des documents JP 2003-156421, JP 2002-318181 et JP 2006-200912, des dispositifs d'essai de choc par gravité. Dans ces dispositifs, un élément is impactant est placé à une certaine hauteur, au-dessus d'une portion de la surface d'un objet à tester. On laisse, ensuite, l'élément impactant tomber sur cette portion de surface, sous l'effet de son poids. Or, la Demanderesse a mis en évidence le fait que l'élément impactant n'a pas toujours une trajectoire rectiligne avant d'impacter l'objet à tester. Ceci 20 est vrai, en particulier lorsque l'élément impactant est lancé selon une trajectoire horizontale. II est alors soumis à son propre poids, ce qui provoque une déviation de sa trajectoire. De plus, lors du choc, l'élément impactant est aussi fortement dévié de sa trajectoire initiale ce qui l'endommage et, parfois même, endommage le dispositif d'essai lui-même. 25 Un but de la présente invention est de proposer un dispositif d'essai de choc, du type qui comporte un élément impactant, projeté sur un objet à tester, qui permet de minimiser les risques de déviation de la trajectoire de l'élément impactant. Dans le but de résoudre ce problème, la présente invention propose un 30 dispositif d'essai de choc pour tester le comportement d'un objet à tester lors d'un choc, ledit dispositif étant du type comportant, de manière connue : - un élément impactant, apte à venir en collision avec ledit objet à tester ; et -un dispositif de poussée apte à mettre en translation ledit élément impactant ; De manière caractéristique, selon l'invention, le dispositif comporte - une tige de guidage qui présente une extrémité solidaire dudit élément impactant et une longueur parallèle à la direction de translation dudit élément impactant ; et - un palier de guidage en translation de ladite tige de guidage ; io ledit palier comporte une première et une seconde paire de rouleaux parallèles, lesdits rouleaux sont montés à rotation, chacun autour de son axe longitudinal, dans ledit palier, lesdits rouleaux de ladite première paire s'étendent perpendiculairement, d'une part, aux rouleaux de ladite seconde paire et d'autre part, à la longueur de ladite tige de guidage, et ladite tige de guidage est en 15 contact avec la surface cylindrique desdits rouleaux et les entraîne en rotation, lorsqu'elle se déplace en translation. Si on considère le cas d'une tige de guidage horizontale, le dispositif comporte ainsi des rouleaux qui sont disposés en dessous et au-dessus de la tige, et un rouleau disposé de chaque côté de la tige de guidage. Les rouleaux 20 supérieur et inférieur permettent de guider la tige de guidage en évitant qu'elle ne fléchisse, sous l'effet de son poids, par exemple. Les rouleaux latéraux évitent d'abîmer la tige de guidage lors du choc, que celle-ci reste solidaire de l'élément impactant lors du choc, ou qu'elle se sépare de l'élément impactant et reste en retrait mais risque de recevoir l'élément impactant qui rebondit vers 25 elle lors du choc. Selon l'invention, la tige de guidage peut également se déplacer en translation verticale. La direction de translation de la tige de guidage n'est pas limitative de l'invention. Selon un mode de réalisation, le palier comporte une troisième et une 30 quatrième paire de rouleaux parallèles, ladite troisième paire est parallèle à ladite première paire et distante de cette dernière selon la longueur de ladite tige de guidage et ladite quatrième paire est parallèle à ladite deuxième paire et distante de ladite deuxième paire selon la longueur de ladite tige de guidage. Les rouleaux espacés dans le palier permettent d'obtenir un meilleur guidage de la tige de guidage. Selon un mode de réalisation, les rouleaux comportent à chacune de leur extrémité un roulement, qui est monté fixe dans ledit palier, moyennant quoi lesdits rouleaux sont montés libres en rotation dans ledit palier. Les roulements permettent de réduire les frottements dans le palier, frottements qui risqueraient de ralentir la tige de guidage. La deuxième paire et ladite troisième paire peuvent être disposées côteà-côte le long de ladite tige de guidage, de manière à réduire l'encombrement io du palier. Selon un mode de réalisation, ledit dispositif de poussée comporte un vérin dans lequel se déplace une tige de vérin, creuse, dans laquelle coulisse ladite tige de guidage et ledit palier est monté au niveau de l'extrémité de ladite tige de vérin qui est apte à sortir dudit vérin, moyennant quoi le déplacement de is ladite tige de vérin entraine en déplacement ledit élément impactant, d'une position initiale, dans laquelle il est au contact dudit palier, vers ledit objet à tester. La section de la tige de guidage n'est pas limitative de l'invention. La tige de guidage peut présenter une section transversale rectangulaire, ce qui 20 procure une usure régulière de la tige de guidage qui conserve le même profil de section. Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte : - un chemin de guidage qui comporte une pluralité de cylindres parallèles, disposés dans un même plan, parallèle à la trajectoire dudit élément 25 impactant, lesdits cylindres sont montés à rotation autour de leur axe longitudinal et s'étendent perpendiculairement à ladite trajectoire ; - un bras, monté de chaque coté dudit élément impactant et qui comporte à son extrémité libre un patin qui est disposé sur ledit chemin de guidage et qui est apte à glisser sur ledit chemin de guidage, lors du déplacement en 30 translation dudit élément impactant. Ces moyens de guidage de l'élément impactant peuvent être mis en oeuvre indépendamment de la tige de guidage et du palier de guidage précités et quel que soit le dispositif de poussée utilisé. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : s - la Figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un dispositif selon la présente invention, l'élément impactant étant en position de lancement ou position initiale ; - la Figure 2 représente une vue du dispositif de la Figure 1, l'élément impactant étant lancé ; io - la Figure 3 représente une vue partielle, en perspective, du palier équipant le dispositif représenté sur les Figures 1 et 2 ; et - la Figure 4 représente une vue en perspective des moyens de guidage de l'élément impactant qui équipent le dispositif des Figures 1 et 2. La Figure 1 illustre un mode de réalisation particulier de la présente 15 invention. Le dispositif comporte un support 1, horizontal, un vérin 2, placé à une extrémité du support 1 et un objet à impacter 3, disposé à l'opposé du vérin 2. Le vérin 2 comporte une tige de vérin 21. Cette tige de vérin 21 est creuse. Une tige de guidage 4 coulisse, sans frottements, dans la tige de vérin 21. La tige de guidage 4 présente une première extrémité 41 (voir Figure 2), logée 20 dans la tige de vérin 21, et une seconde extrémité extérieure 42, orientée vers l'objet à impacter 3. Cette seconde extrémité 42, qui est extérieure au vérin 2, est solidaire d'un élément impactant 5. La tige de vérin 21 présente une extrémité 23, apte à sortir du vérin 2. Un raccord 6 est monté sur l'extrémité 23 de la tige de vérin 21. Ce raccord 6 est un tube, de même axe que la tige de 25 vérin 21 et dans lequel coulisse, sans frottement, la tige de guidage 4. Un palier de guidage 7 est monté à l'extrémité du raccord 6. Le raccord 6 relie ainsi l'extrémité 23 de la tige de vérin 21 au palier 7. La tige de vérin 21, le raccord 6 et le palier 7 sont alignés selon un axe horizontal X qui correspond à la longueur de la tige de guidage 4. 30 Comme représenté sur les Figures 1 et 2, le palier 7 comporte une ouverture d'entrée 71 et une ouverture de sortie 72 qui sont opposées l'une à l'autre et alignées selon l'axe X. La tige de guidage 4 traverse ces ouvertures 71 et 72, sans frottements. Les ouvertures 71 et 72 présentent pour ce faire, des dimensions supérieures à la section de la tige de guidage 4. Le palier 7 comporte également une cage de roulement, interne, dans laquelle sont montés huit rouleaux de guidage 8. Cette cage de roulement comporte deux supports de montage 73 qui s'étendent horizontalement, parallèlement à la tige de guidage 4. Ces supports de montage 73 sont parallèles et disposés en regard l'un de l'autre, au-dessus et en dessous de la tige de guidage 4. Les extrémités des rouleaux 8 sont équipées de roulements 83, qui sont montés fixes dans la cage de roulement. Les roulements 83 sont montés en force dans des logements prévus à cet effet, dans les supports de montage 73. Les rouleaux 8 tournent donc autour de leur axe longitudinal, sans bouger dans la cage de io roulement du palier 7. Les rouleaux 8 seront plus amplement décrits en référence à la Figure 3. Comme représenté sur la Figure 3, la tige de guidage 4 présente une section rectangulaire. La cage de roulement contient une première paire de rouleaux verticaux 81 et 82, disposée à proximité du raccord 6. Les deux is rouleaux 81 et 82 sont parallèles et disposés en regard, chacun d'un côté de la tige de guidage 4. Ces rouleaux 81 et 82 s'étendent selon une direction Y, verticale, perpendiculaire à X. La cage de roulement contient également une seconde paire de rouleaux verticaux 83 (le second rouleau a été omis par souci de simplification), disposés en regard l'un de l'autre, un de chaque côté de la 20 tige de guidage 4. Cette seconde paire de rouleaux verticaux est parallèle à la première paire de rouleaux 81 et 82. La seconde paire de rouleaux verticaux est disposée à distance le long de l'axe X à proximité de la seconde ouverture 72 du palier 7. Deux paires de rouleaux horizontaux, respectivement 85, 86 et 87 (le second rouleau horizontal de cette paire a été omis par souci de 25 simplification) sont disposées entre les deux paires de rouleaux verticaux précitées (voir Figures 1 et 2). Chaque paire de ces rouleaux horizontaux comporte un rouleau disposé au-dessus de la tige de guidage 4 et un rouleau disposé sous la tige de guidage 4. Les rouleaux horizontaux s'étendent selon une direction horizontale perpendiculaire à x et à Y. Les paires de rouleaux 30 horizontaux sont disposées à proximité l'une de l'autre, entre les paires de rouleaux verticaux précités. Les rouleaux horizontaux et les rouleaux verticaux ne sont pas en contact l'un avec l'autre. La tige de guidage 4 est en contact avec la surface cylindrique externe de tous les rouleaux précités et les entraîne en rotation, chacun autour de son axe longitudinal, lors de son déplacement en translation, selon la direction X. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention va maintenant être décrit en référence aux Figures 1 et 2. A l'état initial, comme représenté sur la Figure 1, la tige de vérin 21 est disposée dans le vérin 2, son extrémité 23 est disposée dans le vérin 2. Le raccord 6 est disposé à la sortie du vérin 2. L'élément impactant 5 est disposé contre la bague de guidage 77 qui entoure l'ouverture de sortie 72 du palier 7. La tige de guidage 4 est rentrée dans le raccord 6 et dans la tige de vérin 21. io Comme représenté sur la Figure 2, lorsqu'on actionne le vérin 2, la tige de vérin 21 avance le long de l'axe X, vers l'objet à impacter 3. Comme elle est solidaire du raccord 6 qui est lui-même solidaire du palier 7, la tige de vérin 21 entraîne en translation le raccord 6 et le palier 7. Le palier 7 étant en contact avec l'élément impactant 5, il pousse ce dernier en translation selon l'axe X 15 vers l'objet à impacter 3. Lorsque la tige de vérin 21 arrive en fin de course, comme représenté sur la Figure 2, l'élément impactant 5 ayant accumulé de l'énergie cinétique, il poursuit sa course rectiligne selon l'axe X vers l'objet à impacter 3. Les rouleaux 8 du palier 7 permettent de maintenir horizontale la tige de 20 guidage 4 et d'en éviter la déformation lors du choc entre l'élément à impacter 3 et l'élément impactant 5. Un mode de réalisation particulier des moyens de guidage de l'élément impactant 5 va maintenant être décrit en référence aux Figures 1 et 4. Ces moyens de guidage peuvent également être mis en oeuvre dans le cadre d'un 25 dispositif d'essai qui comporte simplement un élément impactant et un dispositif de poussée de cet élément impactant. Les moyens de guidage de l'élément impactant peuvent être dissociés des moyens de guidage de la tige de guidage précités. Comme représenté sur la Figure 1, le dispositif comporte de chaque côté 30 de la tige 4, sur le support horizontal 1, un chemin de guidage 9. Chacun de ces chemins de guidage est formé d'une pluralité de cylindres, montés à rotation autour de leur axe longitudinal. Les cylindres sont tous parallèles les uns aux autres et s'étendent selon une direction perpendiculaire à x et contenue dans le plan du support 1. Comme représenté sur la Figure 4, l'élément impactant 5 comporte de chaque côté, un bras 91. Ces bras 91 sont disposés chacun d'un côté de l'axe X ; l'axe X correspond à la trajectoire rectiligne de l'élément impactant 5. Ce bras 91 comporte une portion horizontale qui est solidaire de l'élément impactant 5 et s'étend selon une direction horizontale, parallèle aux cylindres des chemins de guidage 9 (c'est-à-dire selon une direction perpendiculaire à x). Le bras 91 comporte également une portion verticale qui est connectée à la portion horizontale précitée et dont l'extrémité libre est équipée d'un patin de glissement 93. Ce patin de glissement 93 s'étend perpendiculairement à la portion verticale du bras 91, c'est-à-dire que le patin io 93 est horizontal. Les patins 93 sont disposés chacun sur un chemin de guidage 9. Chacun des patins 93 s'étend longitudinalement selon une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal des cylindres du chemin de guidage 9, de manière à pouvoir glisser sur les cylindres et/ou les entraîner en rotation afin de limiter les frottements. 15 Le fonctionnement des moyens de guidage précités va maintenant être expliqué en référence aux Figures 1 et 4. Lorsque la tige de vérin 21 est en position rentrée comme représenté sur la Figure 1, l'élément impactant vient au contact du palier 7. Les bras 91 s'étendent de chaque côté de l'élément impactant 5 et les patins 93 reposent sur les chemins de guidage 9. Lorsque la 20 tige de vérin 21 sort du vérin 2 et pousse le palier 7, l'élément impactant 5 est entraîné en translation vers l'objet à impacter 3. Les patins 93 glissent et/ou roulent toujours sur les chemins de guidage 9, réduisant ainsi les frottements qui risqueraient de ralentir l'élément impactant 5. Lorsque la tige de vérin 21 arrive en fin de course, l'élément impactant 5 continu sa trajectoire vers l'objet à 25 impacter 3. L'élément impactant 5 est alors soutenu par les bras 91 en appui sur les chemins de guidage 9. Les bras 91 évitent ainsi à la trajectoire de l'élément impactant 5 de fléchir vers le support 1, sous l'effet du poids de l'élément impactant 5. Les frottements sont limités au maximum par l'utilisation des cylindres formant les chemins de guidage 9. 30 Le mode de réalisation précité à été décrit avec un vérin et une tige de vérin en tant que moyens de poussée de l'élément impactant, mais tout autre moyen peut également être utilisé sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS1. Dispositif d'essai de choc pour tester le comportement d'un objet à tester (3) lors d'un choc, ledit dispositif étant du type comportant : - un élément impactant (5), apte à venir en collision avec ledit objet à tester (3) ; et -un dispositif de poussée (2, 21) apte à mettre en translation ledit élément impactant (5) ; caractérisé en ce qu'il comporte une tige de guidage (4) qui présente une extrémité (42) solidaire dudit élément impactant (5) et une longueur parallèle à la direction de translation (X) dudit élément impactant (5) ; et - un palier (7) de guidage en translation de ladite tige de guidage (4) ; en ce que ledit palier (7) comporte une première et une seconde paire de rouleaux parallèles (8 ; 81 ; 82 ; 84), en ce que lesdits rouleaux (8 ; 81 ; 82 ; 85 ; 86) sont montés à rotation chacun autour de son axe longitudinal, dans ledit palier (7), en ce que lesdits rouleaux de ladite première paire (81 ; 82) s'étendent perpendiculairement aux rouleaux (85 ; 86) de ladite seconde paire et à la longueur de ladite tige de guidage (4) et en ce que ladite tige de guidage (4) est en contact avec la surface cylindrique desdits rouleaux (8) et les entraîne en rotation, lorsqu'elle se déplace en translation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit palier comporte une troisième et une quatrième paire de rouleaux parallèles (84 ; 87), en ce que ladite troisième paire est parallèle à ladite première paire et distante de cette dernière selon la longueur de ladite tige de guidage (4) et en ce que ladite quatrième paire est parallèle à ladite deuxième paire et distante de ladite deuxième paire selon la longueur de ladite tige de guidage (4). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce lesdits rouleaux (8) comportent à chacune de leur extrémité un roulement (83), en ce que ledit roulement (83) est monté fixe dans ledit palier (7), moyennant quoi lesdits rouleaux (8) sont montés libres en rotation dans ledit palier (7). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite deuxième paire (85 ; 86) et ladite troisième paire (87) sont disposées côte-à-côte, le long de ladite tige de guidage (4). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif de poussée comporte un vérin (2) dans lequel se déplace une tige de vérin (21), creuse dans laquelle coulisse ladite tige de guidage (4) et en ce que ledit palier (7) est monté au niveau de l'extrémité de ladite tige de vérin (21) apte à sortir dudit vérin (2), moyennant quoi le déplacement de ladite tige de vérin (21) entraine en déplacement ledit élément impactant (5) d'une position initiale dans laquelle il est au contact dudit palier (7) vers ledit objet à tester (3). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite tige de guidage (4) présente une section transversale rectangulaire. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte : - un chemin de guidage (9) qui comporte une pluralité de cylindres 15 parallèles, disposés dans un même plan, parallèle à la trajectoire dudit élément impactant (5), en ce que lesdits cylindres sont montés à rotation autour de leur axe longitudinal et s'étendent perpendiculairement à ladite trajectoire ; - un bras (91) monté de chaque coté dudit élément impactant (5) et qui comporte à son extrémité libre un patin (93) qui est disposé sur ledit chemin de 20 guidage et apte à glisser sur ledit chemin de guidage (9), lors du déplacement en translation dudit élément impactant (5).