Brevet FR2538529A1 — publié le 19840629

La présente invention concerne un frein de recul de canon comprenant un dispositif récupérateur hydropneumatique et un dispositif d'amortissement d'avance du canon, l'ensem- ble étant constitué par un cylindre récupérateur pouvant se déplacer longitudinalement dans un cylindre d'accumulation du gaz sous pression, le cylindre récupérateur étant fixé à un piston séparateur monté entre l'enceinte du gaz sous pression dans le cylindre d'accumulation et une enceinte à fluide de pression dans le cylindre récupérateur, et compre- nant un piston pouvant coulisser à l'intérieur du cylindre récupérateur au moyen d'une tige de piston maintenue par un manchon et reliée au canon de l'arme, des passages étant prévus d'une part pour le fluide de pression entre l'encein- te interne du cylindre récupérateur et l'enceinte interne du cylindre d'accumulation à sa partie arrière, c'est-à-dire à l'arrière du piston séparateur et à l'avant de sa paroi frontale arrière, et d'autre part pour le gaz sous pression entre l'enceinte à gaz sous pression à l'arrière d'une bague de guidage du cylindre récupérateur et à l'avant de l'en- ceinte interne du cylindre d'accumulation située à l'avant de cette bague On connait déjà, par exemple par le brevet allemand DE-PS 20 53 098, un dispositif récupérateur pour canon présentant les caractéristiques indiquées Dans le dispositif récupérateur décrit dans ce brevet, il est nécessaire d'avoir recours à un frein de canon constitué sous forme d'un élément séparé, et l'amortissement du recul s'établit immédiatement après le départ du coup Il ne peut donc y avoir aucun recul libre du canon aussi longtemps que le projectile se trouve toujours dans celui-ci, ce qui a une influence nocive sur la précision du tir En outre, les dispositifs récupérateurs de canon et de recul hydropneu- matiques connus en soi ont l'inconvénient d'avoir une longueur qui doit correspondre au moins à deux fois la longueur du recul du canon, et également du fait que leurs éléments opératoires sont décomposés en plusieurs groupes. L'objet de l'invention est donc de créer un dispositif récupérateur pour canon et un frein de canon rassemblés en un groupe constituant un dispositif de recul, dont la longueur soit inférieure au double de la longueur du recul du canon L'amortissement du recul ne doit intervenir que lorsque le projectile a quitté le canon, et par ailleurs l'avance du canon ne doit d'abord être freinée que faible- ment et ensuite fortement En outre, un équilibre thermique du fluide hydraulique doit pouvoir s'effectuer automati- quement et par ailleurs l'ensemble doit pouvoir être adapta ble à des types et à des modes d'utilisation différents du canon, et en particulier à des longueurs de recul variées par simple échange d'un élément de préférence unique tel qu'une douille de guidage ou d'une ouverture d'étranglement. Ce problème est résolu au moyen des caractéristiques suivantes: a) le manchon est constitué sous forme d'un manchon de guidage de manière que le passage destiné au fluide de pression n'exerce d'abord, lors du recul du canon, et peu après la sortie du projectile du canon, qu'un étranglement faible ou même nul, et n'exerce de ce fait qu'une force de freinage faible ou même nulle sur le canon, mais que ce passage aille ensuite continuellement en diminuant et exerce de ce fait une force de freinage croissante sur le canon, b) un cylindre de refoulement est monté dans la partie avant du cylindre d'accumulation entre la paroi interne du cylindre d'accumulation et la paroi interne de la bague de guidage du cylindre récupérateur agissant en tant que cylindre de freinage de manière à pouvoir pénétrer dans l'enceinte interne du cylindre récupérateur au moyen de son extrémité fermée, et de manière que son enceinte interne soit en liaison ouverte avec l'enceinte à gaz sous pression par l'intermédiaire d'une ouverture à étranglement. Te manchon de guidage dans lequel sont constitués les passages pour le fluide de pression entre l'enceinte interne du cylindre récupérateur agissant en tant que cylindre de freinage et le cylindre d'accumulation peut être facilement échangé, ce qui permet d'obtenir les possibilités d'utili- sation diverses mentionnées On obtient le raccourcissement de l'ensemble du groupe en particulie au moyen du cylindre de refoulement en liaison avec le cylindre récupérateur dans 2538529, l'enceinte interne duquel là cylindre de refoulement rempli de gaz sous pression peut se dégager. Selon l'invention, le freinage en deux étapes du recul du canon provient de ce que le manchon de guidage comprend deux passages disposés l'un derrière l'autre et destinés au fluide hydraulique, la section transversale du passage avant étant constante sur la distance de la phase d'accélération du recul du canon puis diminuant de façon régulière, alors que la section transversale du passage arrière va en s'élar- gissant ou est constante sur la distance de la phase d'ac- célération du recul du canon et va ensuite en diminuant de façon régulière A la place du cylindre de refoulement l'invention prévoit également, pour freiner en deux étapes le mouvement d'avance du canon, une pointe de ralentissement de mouvement vers l'avant montée à l'extrémité avant du piston récupérateur de manière que le fluide hydraulique, lors du recul du canon hors du l'intérieur du cylindre récupérateur, fasse sortir la pointe hors du piston récu- pérateur grâce à des passages pratiqués dans ce piston récupérateur, alors que la pointe de ralentissement du mouvement vers l'avant est repoussée à l'intérieur du piston récupérateur à la fin du mouvement en avant par la paroi frontale avant du cylindre récupérateur à l'encontre de la pression du fluide hydraulique et de manière que dans l'enceinte réservée au gaz sous pression soit aménagée une ouverture d'étranglement laissant s'écouler sans obstacle et vers l'avant le gaz sous pression lors du recul du canon, alors qu'elle le soumet à un étranglement croissant lors du mouvement vers l'avant. En outre et grâce au nouvel ensemble, la position zéro atteinte lorsque le mouvement en avant du canon est terminée peut être rendue visible au moyen d'un dispositif d'affi- chage constitué par une tige-poussoir montée coulissante dans la paroi frontale arrière du cylindre d'accumulation et repoussée vers l'intérieur par un ressort de pression dans l'enceinte interne du cylindre d'accumulation lorsque cette enceinte interne est remplie par le fluide de pression, alors qu'elle est poussée vers le dehors de la surface' frontale arrière du cylindre d'accumulation par la surface frontale arrière du piston séparateur et à l'encontre de la force du ressort lorsqu'il n'y a pas de fluide. Selon l'invention, le manchon de guidage et le cylindre d'accumulation peuvent être échangés quand on veut modifier la section transversale du passage En outre, on peut prévoir une chambre d'équilibrage destinée au fluide de pression dans l'enceinte interne du cylindre d'accumulation et à l'arrière du piston séparateur. Sur les dessins annexés, diverses figures représentent respectivement sur leur partie inférieure une vue de face et sur leur partie supérieure une vue en coupe horizontale de plusieurs modes de réalisation du dispositif groupé selon l'invention, dessins dans lesquels. la Fig 1 représente un dispositif selon la revendi- cation 1 avec un recul pratiquement libre, la Fig 2 représente un dispositif selon la revendi- cation 2 permettant un étranglement en'plusieurs étapes du' mouvement de recul, la Fig 2 a est une vue correspondante de celle du dispositif de la Fig 2, mais dont le manchon de guidage est différent, et la Fig 3 représente le dispositif selon la revendica- tion 3 qui comprend la pointe de ralentissement du mouvement vers l'avant. Le cylindre d'accumulation 1 destiné à recevoir le gaz sous pression du nouvel ensemble constitué par le récupé- rateur et le frein de canon est fixé par sa paroi frontale avant 2 au berceau 3 indiqué par des hachures, par exemple au moyen d'une fermeture à baïonnette Dans le cylindre d'accumulation 1 est monté mobile en direction axiale le cylindre récupérateur 4 qui contient, en position de départ, pratiquement la totalité du fluide de pression dans son enceinte ou chambre interne 29, ce cylindre étant fermé à son extrémité avant (de gauche) et guidé dans le cylindre d'accumulation 1 au moyen d'une bague de guidage 6 pourvue d'alésages de passage-oude rainures 5 A son extrémité arrière (de droite), le cylindre récupérateur 4 comprend sur sa périphérie un piston séparateur 7 de forme annulaire. Celui-ci sépare l'enceinte 8 destinée au gaz sous pression et qui entoure le cylindre, récupérateur 4 du fluide de pression qui se trouve dans l'enceinte interne 29 du cylin- dre récupérateur 4 à l'arrière du piston récupérateur 9 ainsi qu'à l'arrière du piston séparateur 7. Le piston récupérateur 9 peut se déplacer longitudina- lement dans le cylindre récupérateur 4, sa tige 10 étant reliée à son extrémité libre au bottier 11 de l'arme. L'espace interne 24 du cylindre récupérateur 4 situé entre la paroi frontale avant du cylindre récupérateur et le piston récupérateur 9 est en communication avec l'air de l'extérieur par l'intermédiaire d'un alésage longitudinal La paroi frontale arrière 12 du cylindre d'accumulation 1 est constituée par une pièce séparée logée à l'intérieur du cylindre d'accumulation 1 auquel elle est fixée par vissage en 13 Cette paroi constitue la fermeture de l'en- ceinte de pression destinée au fluide de pression Au centre de la paroi centrale 12 est fixé le manchon de guidage 14 dans lequel peut coulisser la tige de piston 10 Entre le manchon de guidage 14 et un élément annulaire 15 du piston séparateur 7 est constituée une ouverture de liaison 16 mettant en communication la chambre interne du cylindre récupérateur et la chmabre interne du cylindre d'accumulation, par l'arrière du piston séparateur 7. En 17 est désignée la tige-poussoir d'un dispositif d'affichage indiquant la présence de fluide de pression dans la chambre interne du cylindre d'accumulation à l'arrière du piston séparateur 7 La tige-poussoir 17 comprend un épaule- ment avant 18 qui s'appuie, en position de départ, contre-la paroi frontale arrière 21 du piston séparateur 7, alors que son épaulement arrière 22 est pressé par le ressort 19, quand le cylindre séparateur 4 est poussé vers l'avant, contre la paroi frontale 12 ou contre une bague rapportée 20 dans laquelle la tige-poussoir 17 est guidée. A la partie avant du cylindre d'accumulation 1, le cylindre de refoulement 27 est monté coulissant en direction axiale, par sa zone avant dans un prolongement de la paroi frontale 2 qui pénètre dans le cylindre d'accumulation 1, et par sa zone arrière dans la bague de guidage 6, de manière que lorsque le canon recule il puisse pénétrer dans l'espace interne 24 du cylindre récupérateur 4 Le manchon de guidage 14 comprend à l'arrière une paroi périphérique parallèle à l'axe de la tige de piston et destinée à l'ouverture de passage 23, et dont la longueur correspond au parcours du recul du canon aussi longtemps que le projectile est dans ce canon A cette surface parallèle à l'axe suit une paroi du manchon de guidage qui se présente coniquement vers l'avant et qui détermine un freinage croissant à mesure que se poursuit le recul du canon. Le mode de réalisation de la Fig 2 est différent de celui de la Fig t essentiellement par Je manchon de guidage 14 différent Celui-ci est constitué sous forme d'un corps creux et comprend en dehors d'un premier passage constitué par les ouvertures 16 et 26 et qui laisse d'abord traverser le fluide de pression sans exercer d'action de freinage, une seconde ouverture d'étranglement 23 qui détermine un freinage croissant dû à la paroi périphérique conique du manchon de guidage Ce n'est qu'après un parcours prédéterminé du canon, et de ce fait de la tige de piston 10, que l'ouverture 16 exerce également une action de freinage quand elle a atteint une zone conique 10 a de la tige de piston 10 En outre, et selon la Fig 2, la consti- tution du cylindre de refoulement 27 est modifiée dans la mesure o sa partie avant repose directement contre la paroi interne du cylindre d'accumulation 1 et o les ouvertures de passage 5 et 28 sont modifiées. Selon la Fig 2 a, le manchon de guidage comprend à l'arrière, comme celui de la Fig 1, une paroi périphérique parallèle à la tige de piston, la conséquence étant qu'il n'y 4 aucun freinage ou seulement un freinage réduit du canon pendant la phase d'accélération du recul de ce canon. Dans la variante de la Fig 3, le manchon de guidage 14 correspond à la forme de réalisation de la Fig 1 Mais à la place du cylindre de refoulement 27 on prévoit sur le piston récupératuer 9 la pointe de ralentissement de mouvement vers l'avant 30, cette pointe venant s'appliquer par son extré- mité arrière contre la paroi frontale arrière 4 a du cylindre récupérateur 4. En outre, le piston récupérateur 9 est pourvu dans l'espace situé à l'arrière de la pointe de ralentissement du mouvement vers l'avant d'ouvertures de passage 31 destinées au fluide de pression Par ailleurs, un dispositif d'étran- glement 32 est prévu dans l'enceinte réservée au gaz sous pression, ce dispositif entraînant une compression non étranglée du gaz sous pression lors du recul du canon, et une expansion étranglée lors de son mouvement vers l'avant. Le mode de fonctionnement du nouveau dispositif de recul est le suivant: Le piston récupérateur 9 qui est entraîné vers la droite par la tige du piston 10 du fait que le canon est refoulé en arrière par la pression des gaz provenant de la poudre, refoule le fluide de pression de la chambre interne 29 du cylindre récupérateur 4 d'abord sans freinage ou pratique- ment sans freinage, puis par les ouvertures 16 ou 16, 26 et 23 dans-la chambre interne du cylindre d'accumulation 1 à l'arrière du piston séparateur de forme annulaire 7 lorsque la force de freinage augmente De ce fait, le cylindre récupérateur 4 est poussé vers la gauche, c'est-àdire en direction contraire à celle du mouvement du piston récupé- rateur-9 et les gaz se trouvant dans la chambre 8 sont refoulés et comprimés à l'intérieur du cylindre de refoule- ment 27 en passant par les ouvertures 25 et 28 Le cylindre de refoulement 27 pénètre alors à l'intérieur du cylindre récupérateur 4. Dans le mode de réalisation qui comprend la tige de ralentissement du mouvement vers l'avant, le gaz sous pression ne fait qu'être comprimé dans l'enceinte qui lui est réservée Mais du fluide-sous pression pénètre simulta- nément par les canaux 31 dans le piston récupérateur 9 et dans l'enceinte située à l'arrière de la pointe de ralen- tissement du mouvement vers l'avant 30, et il presse cette dernière vers l'avant. Lorsque le mouvement de recul est terminé, la pression du gaz sous pression détermine par le cylindre de refoule- ment 4 et par le piston séparateur 7 le mouvement vers l'avant du canon de l'arme Ce mouvement vers l'avant est d'abord freiné relativement faiblement par l'ouverture de passage à étranglement 5 Ce n'est que lorsque le piston de récupération 9 est pressé contre le cylindre de refoulement 27 qui fait saillie dans l'enceinte interne 24 du cylindre récupérateur 4 par le fluide de pression qui reflue en arrière en passant par les ouvertures 16 ou 23, 26 et 16 que le freinage devient prononcé du fait que le gaz sous pres- sion ne peut passer que lentement par l'alésage à étran- glement 28 Dans le mode de réalisation selon la Fig 3, le premier freinage du mouvement vers l'avant s'effectue par l'intermédiaire de l'élément à étranglement 32, et le second freinage plus prononcé qui suit aussitôt que le pointe de ralentissement du mouvement vers l'avant 30 vient s'appli- quer contre la paroi frontale 4 a du cylindre récupérateur est déterminé par le fait que le fluide hydraulique qui provient de l'espace situé à l'avant de la tige de ralen- tissement du mouvement vers l'avant dans le piston récupé- rateur 9 ne peut parvenir que lentement à l'intérieur du cylindre récupérateur 4 en passant par les passages à étranglement 31 - L'enceinte interne 24 du cylindre récupérateur 4 contient de l'air qui s'échappe pendant le mouvement vers l'avant par l'alésage longitudinal 25 En ce qui concerne le gaz sous pression, on utilise avantageusement de l'azote On l'in- troduit par exemple par l'ouverture 33, à une pression d'environ 18 bars et il est comprimé à environ 60 bars lors du recul du canon Dans le mode de réalisation comprenant une pointe de ralentissement du mouvement vers l'avant, on peut éviter d'allonger l'ensemble par rapport aux autres formes de réalisation en appliquant au gaz sous pression une contrainte préalable plus élevée. Le fluide de pression est avantageusement constitué par de l'huile qui est introduite sans être comprimée par l'ouverture 33 mais qui se trouve comprimée à environ 620 bars lors du mouvement vers l'avant Le dispositif à étran- glement du mouvement vers l'avant peut être facilement adapté aux diverses conditions rencontrées en modifiant la section d'étranglement de l'ouverture 24. Un avantage particulier de la combinaison nouvelle constituée par le frein de canon et le dispositif récupéra- teur vient de ce que lorsque le canon est dans sa position de recul il ne se forme pas d'espace sous vide De ce fait, l'air ne peut pas pénétrer dans le cylindre de freinage, ce qui pourrait provoquer des perturbations du tir, et cet air dans ce cas devrait être éliminé au moyen de manoeuvres de désaérage demandant du temps En outre, les augmentations de volume de l'huile hydraulique du nouvel ensemble étant automatiquement équilibrées du fait de variations de la température, il est inutile d'avoir recours à un récipient compensateur additionnel. REVENI 9 DCATIONS 1 Frein de recul de canon comprenant un dispositif récupérateur hydropneuanatique et un dispositif d'amortisse- ment d'avance du canon, l'ensemble étant constitué par un cylindre récupérateur pouvant se déplacer longitudinalement dans un cylindre d'accumulation du gaz sous pression, le cylindre récupérateur étant fixé à un piston séparateur monté entre l'enceinte du gaz sous pression dans le cylindre d'accumulation et une enceinte à fluide de pression dans le cylindre récupérateur, et comprenant un piston pouvant coulisser à l'intérieur du cylindre récupérateur au moyen d'une tige de piston maintenue par un manchon et reliée-au canon de l'arme, des passages étant prévus d'une part pour le fluide de pression entre l'enceinte interne du cylindre récupérateur et l'enceinte interne du cylindre d'accumula- tion à sa partie arrière, c'est-à-dire à l'arrière du piston séparateur et à l'avant de sa paroi frontale arrière, et d'autre part pour le gaz sous pression entre l'enceinte à gaz sous pression à l'arrière d'une bague de guidage du cylindre récupérateur et à l'avant de l'enceinte interne du -cylindre d'accumulation située à l'avant de cette bague, caractérisé en ce que: a) le manchon est constitué sous forme d'un manchon de guidage ( 14) de manière que le passage ( 16, 23) destiné au fluide de pression n'exerce d'abord, lors du recul du canon, et peu après la sortie du projectile du canon, qu'un étran- glement faible ou même nul, et n'exerce de ce fait qu'une force de freinage faible ou même nulle sur le canon, mais que ce passage aille ensuite continuellement en diminuant et exerce-de ce fait une-force de freinage croissante sur le canon, b) un cylindre de refoulement ( 27) est monté dans la partie avant du cylindre d'accumulation ( 1) entre la paroi interne du cylindre d'accumulation et la paroi interne de-la bague de guidage ( 6) du cylindre récupérateur ( 4) agissant en tant que cylindre de freinage de manière à pouvoir pénétrer dans l'enceinte interne du cylindre récupérateur ( 4) au moyen de son extrémité fermée, et de manière que son enceinte interne soit en liaison ouverte avec l'enceinte à gaz sous pression par l'intermédiaire d'une ouverture à étranglement ( 28) (Fig 1). 2 Dispositif récupérateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon de guidage ( 14) comprend deux passages ( 16, 23) disposés l'un derrière l'autre et destinés au fluide hydraulique, la section transversale du passage avant ( 16) étant constante sur la distance de la phase d'accélération du recul du canon puis diminuant de façon régulière, alors que la section transversale du passage arrière ( 23) va en s'élargissant ou est constante sur la distance de la phase d'accélération du recul du canon et va ensuite en diminuant de façon régulière (Fig 2, 2 a). 3 Dispositif récupérateur selon l'une des revendica- tions 1 ou 2, caractérisé en ce qu'à la place du cylindre de refoulement ( 27) est montée une pointe de ralentissement de mouvement vers l'avant ( 30) à l'extrémité avant du piston récupérateur ( 9) de manière que le fluide hydraulique, lors du recul du canon hors du l'intérieur du cylindre récupéra- teur ( 4) fasse sortir la pointe ( 30) hors du piston récupé- rateur ( 9) grâce à des passages ( 31) pratiqués dans ce piston récupérateur ( 9), alors que la pointe de ralentisse- ment du mouvement vers l'avant ( 30) est repoussée à l'inté- rieur du piston récupérateur ( 9) à la fin du mouvement en avant par la paroi frontale avant ( 4 a) du cylindre récupé rateur ( 4) à l'encontre de la pression du fluide hydraulique et de manière que dans l'enceinte ( 8) réservée au gaz sous pression soit aménagée une ouverture d'étranglement ( 32) laissant s'écouler sans obstacle et vers l'avant le gaz sous pression lors du recul du canon, alors qu'elle le soumet à un étranglement croissant lors du mouvement vers l'avant (Fig 3). 4 Dispositif récupérateur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une tige-poussoir ( 17) est montée coulissante dans la paroi frontale arrière ( 12) du cylindre d'accumulation ( 1) et est repoussée vers l'intérieur par un ressort de pression ( 19) dans l'enceinte interne du cylindre d'accumulation -( 1) lorsque cette enceinte interne est remplie par le fluide de pression, alors qu'elle est poussée vers le dehors de la surface frontale arrière- du cylindre d'accumulation ( 1) par la surface frontale arrière ( 21) du piston séparateur ( 7) et à l'encontre de la force du ressort ( 19) lorsqu'il n'y a pas de fluide. Dispositif récupérateur selon l'une des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que le manchon de guidage et/ou le cylindre d'accumulation ( 27) peuvent être échangés contre d'autres présentant des ouvertures de passage dif- férentes. 6 Dispositif récupérateur selon l'une des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce qu'une chambre d'équilibrage de pression est prévue dans l'enceinte interne du cylindre d'accumulation ( 1) et à l'arrière du piston séparateur ( 7).