Brevet FR2986295A1 — publié le 20130802

La présente invention a pour objet un dispositif d'amortisseur à décélération asservie, destiné à être utilisé dans le domaine des amortisseurs de chocs. La présente invention concerne le domaine du contrôle de 5 mouvement en particulier la maîtrise des chocs lors de la mise en oeuvre de dispositif mécanique. Un tel dispositif amortisseur trouvera de nombreuses applications telles que, non limitativement, le contrôle du mouvement du siège d'un aéronef en cas de crash, l'amortissement 10 de chocs dans le domaine industriel, l'amortissement d'un dispositif d'atterrisseur d'avion ou d'hélicoptère, l'amortissement d'une cage d'ascenseur. On connaît déjà des dispositifs amortisseur de chocs, fonctionnant hydrauliquement, cependant, dans les applications 15 énoncées précédemment, la nécessaire maîtrise de dynamique d'un mouvement rend très compliqué ou coûteux l'usage de ces amortisseurs qui utilisent des fluides. Par ailleurs, ces amortisseurs hydrauliques sont d'usages inappropriés dans certaines conditions, notamment de 20 températures basses, ou très élevées, du fait de l'utilisation de fluides. De plus, les durées de stockage de tels amortisseurs hydrauliques ne sont pas compatibles avec la tenue dans le temps, notamment en ce qui concerne les joints d'étanchéité, en sorte que cela limite les applications. 25 La présente invention a ainsi pour but de pallier les différents inconvénients précités, en proposant un dispositif d'amortisseur à décélération asservie de conception simple et donc d'un coût relativement faible, s'affranchissant de l'usage de moyens d'amortissement hydrauliques, et donc utilisable de 30 manière durable et dans des conditions extrêmes. Le dispositif d'amortisseur à décélération asservie selon l'invention se caractérise en ce qu'il est composé de deux parties destinées à coopérer l'une avec l'autre, dont l'une est montée solidairement sur l'objet en déplacement qu'il faut 35 amortir, ou bien disposée sur le trajet dudit objet en sorte que celui-ci puisse venir le percuter, tandis que l'autre partie est destinée à être ou à venir au contact de l'élément de référence par rapport auquel la décélération dudit objet doit être réalisée, et en ce que lesdites deux parties sont liées par un système de transformation d'un mouvement de translation en un mouvement de rotation ou en un autre mouvement de translation, et en ce qu'il comporte un dispositif de frein conçu apte à agir sur ledit mouvement de rotation ou sur ledit autre mouvement de translation, au travers de moyens presseurs, et en ce que ces derniers sont, par l'intermédiaire de moyens de renvoi, asservis à la sollicitation, du fait dudit déplacement, d'au moins une masselotte, en sorte qu'une décélération limite les effets desdits moyens presseurs, et inversement. Le dispositif de frein ralentit le mouvement de l'objet en mouvement, ce qui provoque sa décélération. Cette décélération agit sur la ou les masselottes en réduisant l'effort presseur du dispositif de frein, proportionnellement au niveau de décélération. Le dispositif de frein étant moins sollicité, la décélération décroît, avec pour conséquence, au travers de la ou les masselottes, un accroissement de l'effort presseur, et donc un accroissement de la décélération, et ainsi de suite, on obtient ainsi la boucle nécessaire à une fonction d'asservissement. Selon un premier mode de réalisation du dispositif d'amortisseur selon l'invention, le système de transformation d'un mouvement de translation en un mouvement de rotation consiste en un système vis-écrou, comprenant d'une part un écrou constituant un élément d'une des deux parties, conçu apte à faire tourner au moins un disque du dispositif de frein, et d'autre une vis qui constitue l'autre partie. Selon un autre mode de réalisation du dispositif d'amortisseur selon l'invention, le système de transformation d'un mouvement de translation en un mouvement de rotation consiste en un système pignon-crémaillère, où le déplacement de l'objet qu'il faut amortir, provoque le déplacement d'une crémaillère sur laquelle est engrené un pignon, auquel s'applique indirectement le dispositif de frein. La présente invention permet l'asservissement de l'amortisseur à la décélération produite par son usage. Cet asservissement permet de rendre le dispositif amortisseur quasiment indépendant du niveau du coefficient de frottement. Les avantages et les caractéristiques du dispositif selon l'invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non limitatif. Dans le dessin annexé : - la figure 1 représente une vue schématique en coupe d'un dispositif d'amortisseur à décélération asservie selon l'invention. - la figure 2 représente une vue schématique en coupe du même dispositif utilisé dans une application. En référence à la figure 1, on peut voir un dispositif d'amortisseur à décélération asservie 1, lequel comprend une enveloppe 2 percée centralement d'un canal 20 dans lequel loge et peut tourner librement et axialement l'écrou 30 d'un dispositif vis-écrou 3 permettant de transformer un mouvement de translation en un mouvement de rotation. La vis 31 du dispositif vis-écrou 3 est solidaire fixement d'un bâti B qui constitue l'élément de référence par rapport auquel la décélération doit être réalisée. On comprendra que le déplacement du dispositif d'amortisseur à décélération asservie 1 en direction du bâti B dans le sens de la flèche D entraîne en rotation l'écrou 30. L'enveloppe 2 renferme un dispositif de frein 4 comprenant un disque 40 solidaire coaxialement de l'écrou 30, et des patins 41 aptes à être pressés contre le disque 40 par des moyens presseurs, en l'occurrence des ressorts 42. Le dispositif de frein 4 est associé à des moyens 5 de limitation des effets des ressorts 42, qui consistent pour chacun de ces derniers, en un levier 50 disposé radialement par rapport à l'axe de l'écrou monté basculant, dont une extrémité est garnie d'une masselotte 51 de masse m, tandis que l'autre est intercalée entre le patin 41 et le ressort 42. On comprendra que le déplacement de la masselotte 51 dans le sens D a pour effet le basculement du levier 50 en sorte de comprimer le ressort 42 et donc de limiter l'effort de pressage, et inversement. En référence maintenant à la figure 2, on peut voir une application du dispositif d'amortisseur à décélération asservie 1 selon l'invention. Sur cette figure on peut voir un objet 6 de masse M susceptible de se déplacer dans le sens de la flèche D, ce déplacement étant guidé au travers d'une coulisse 60 et d'une glissière 61. Le dispositif d'amortisseur à décélération asservie 1 est destiné à amortir le déplacement de l'objet 6, et il est disposé entre ce dernier et l'élément de référence par rapport auquel la décélération doit être réalisée, à savoir le bâti B auquel est solidarisée la vis 31. On notera que le dispositif d'amortisseur à décélération asservie 1 est soit solidaire de l'objet 6, soit indépendant, dans ce cas il est destiné à être percuté par l'objet 6. En fonctionnement le déplacement de l'objet 6 selon la flèche D entraîne le déplacement du dispositif d'amortisseur à décélération asservie 1 ce qui provoque, du fait de la vis 31, la rotation de l'écrou 30 et donc du disque 40, lequel est freiné par les patins 41, appliqués par les ressorts 42. Lors du choc initial, les masselottes 51 sont entraînées, de manière relative dans l'enveloppe 2, dans le sens inverse de D, en sorte de s'associer à la pression des patins 41 contre le disque 40. Du fait de la décélération obtenue, les masselottes 51 sont entraînées dans l'enveloppe 2 dans le sens de D, ce qui contribue à compresser les ressorts 42 et donc à limiter la pression des patins 41 contre le disque 40, et donc à limiter la décélération, avec pour incidence le déplacement des masselottes 51 dans le sens inverse de D dans l'enveloppe 2, et donc l'accroissement du freinage, et ainsi de suite jusqu'à l'arrêt de l'objet 6. Le dispositif de frein 4 ralentit le mouvement de la 35 masse M ce qui provoque sa décélération. Cette décélération agit sur les masselottes 51 en réduisant l'effort presseur du dispositif de frein proportionnellement au niveau de décélération. Cette action, conditionnée par le niveau de décélération, et agissant directement sur le dispositif de permet de créer la boucle nécessaire à une fonction d'asservissement. M : masse à amortir F : effort créé par l'amortisseur y: accélération de la masse M Fo : effort presseur K : Coefficient d'effet k : Coefficient de multiplication de l'effet de masselottes m : masse des masselottes 51 L'effort amortisseur estF=K. Fo +k.m. y L'accélération y est égale à y = -F/M Soit y = k .(m/M) y - K . Fo/M D'où y - k . (m/M) y = - K . Fo/M y = - (K . Fo ) / - k .m) Par conséquent, l'accélération n'est plus directement proportionnelle à la masse M. Il a été constaté par ailleurs que pour une masse M à amortir doublant sa valeur, la décélération varie très peu. Il a également été constaté qu'une forte variation du coefficient de frottement, au niveau du système de freinage, n'a pas de conséquence majeure sur le résultat attendu. Ce phénomène est dû au fait que le système se corrige de lui-même par l'asservissement à la décélération. Cet asservissement permet donc de rendre l'amortisseur quasiment indépendant du niveau du coefficient de frottement. De nombreuses variantes de réalisation sont possibles, 30 que ce soit au niveau du système de transformation du mouvement de translation en un mouvement de rotation, du système de freinage qui peut par exemple être multidisques etc... La mise en oeuvre peut également présenter des variantes, non limitativement, la vis 31 peut être solidaire de l'objet 6 35 ou bien être percutée par celui-ci, tandis que l'enveloppe 2 est solidaire du bâti B. On notera d'autre part que dans le mode de réalisation représenté, le système de transformation d'un mouvement de translation en un mouvement de rotation est limité à l'utilisation d'un système vis-écrou, alors que d'autres sont 5 utilisables, tel qu'un système pignon crémaillère par exemple. De plus, il est également possible selon l'invention, que le mouvement de translation soit transformé en un mouvement autre qu'en rotation, en une autre translation par exemple. REVENDICATIONS1) Dispositif d'amortisseur à décélération asservie caractérisé en ce qu'il est composé de deux parties (2, 31) destinées à coopérer l'une avec l'autre, dont l'une est montée solidairement sur l'objet (6) en déplacement (D) qu'il faut amortir, ou bien disposée sur le trajet dudit objet (6) en sorte que celui-ci puisse venir le percuter, tandis que l'autre partie est destinée à être ou à venir au contact de l'élément de référence (B) par rapport auquel la décélération dudit objet (6) doit être réalisée, et en ce que lesdites deux parties (2, 31) sont liées par un système (3) de transformation d'un mouvement de translation en un mouvement de rotation ou en un autre mouvement de translation, et en ce qu'il comporte un dispositif de frein (4) conçu apte à agir sur ledit mouvement de rotation ou sur ledit autre mouvement de translation, au travers de moyens presseurs (42), et en ce que ces derniers sont, par l'intermédiaire de moyens de renvoi (50), asservis à la sollicitation, du fait dudit déplacement (D), d'au moins une masselotte (51), en sorte qu'une décélération limite les effets desdits moyens presseurs (42), et inversement. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de transformation d'un mouvement de translation en un mouvement de rotation consiste en un système vis-écrou (3), comprenant d'une part un écrou (30) constituant un élément d'une (2) des deux parties, conçu apte à faire tourner au moins un disque (40) du dispositif de frein (4), et d'autre une vis (31) qui constitue l'autre partie. 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de transformation d'un mouvement de translation en un mouvement de rotation consiste en un système pignon- crémaillère, où le déplacement de l'objet (6) qu'il faut amortir, provoque le déplacement d'une crémaillère sur laquelle est engrené un pignon, auquel s'applique indirectement le dispositif de frein.