Brevet FR2797041A1 — publié le 20010202

Le domaine technique de la présente invention est celui des jauges de parage de récupérateurs pour masses oscillantes, par exemple pour arme de gros calibre. Lorsqu'une pièce d'artillerie est montée sur un affût fixe ou mobile, il est nécessaire d'absorber le recul et les déséquilibres engendrés par la mise à feu de la charge propulsive de la munition. De plus, il est nécessaire de ramener l'arme vers l'avant dans sa position initiale pour un nouveau tir. On connait des systèmes de rappel disposés10 entre l'affût et la masse oscillante appelés récupérateur. Ils comprennent généralement une première chambre remplie d'un gaz, souvent de l'azote, à laquelle on oppose une deuxième chambre remplie d'un fluide incompressible, généralement de l'huile. Ces deux chambres sont séparées15 par un piston libre. Lors du parage en huile du récupérateur, on remplit la première chambre d'azote à une pression donnée spécifique au type d'arme sur lequel sera monté le récupérateur, puis on remplit la deuxième chambre d'huile par l'intermédiaire d'une soupape de remplissage de20 type connu. Pour contrôler le remplissage complet de la chambre d'huile, une jauge est mise en place dans le récupérateur. Ainsi lorsque la chambre d'huile est pleine et que l'on continue à injecter de l'huile, le piston libre séparant les deux chambres se déplace et vient comprimer25 légèrement l'azote. Cette jauge est l'image du déplacement du piston libre et indique sur une face extérieure du récupérateur la quantité d'huile injectée. Cette jauge comporte un doigt muni de repères symbolisant le niveau correct de remplissage d'huile par rapport à une référence30 fixe sur le corps du récupérateur. Deux grandes familles de jauges sont connues: les jauges " directes " et les jauges " indirectes ". Les jauges dites "directes " sont nommées ainsi parce qu'elles indiquent de manière directe la position du piston libre du récupérateur, c'est à dire qu'elles suivent le mouvement de celui-ci. Ainsi lorsqu'on injecte de l'huile5 et que le piston se déplace vers l'intérieur de la chambre à gaz en comprimant l'azote, la jauge se déplace dans le même sens et rentre dans le corps du récupérateur. Selon un premier concept équipant un récupérateur connu, la jauge est solidaire d'une face du piston. Etant donné le10 déplacement important de ce piston lors du recul de l'arme au moment du tir, la jauge doit présenter une longueur équivalente très importante, de l'ordre de 800 mm. Par conséquent le principal inconvénient de ce montage réside dans les fortes contraintes d'encombrement générées par la15 jauge et les risques que cela comporte pour les artilleurs. Selon un deuxième concept décrit dans les brevets US 4 485 722 et US 4 587 882, la jauge est constituée d'une tige soumise à la poussée d'un puissant ressort qui l'applique contre une face du piston libre. Les principaux20 inconvénients de ce montage résident dans l'effort permanent que doit subir le ressort et la jauge. Les jauges dites " indirectes " sont nommées ainsi parce qu'elles indiquent de manière indirecte la position du piston libre du récupérateur. Ainsi lorsque l'on injecte25 de l'huile et que le piston se déplace vers l'intérieur de la chambre à gaz en comprimant l'azote, la jauge se déplace dans le sens inverse en sortant du corps du récupérateur. Le concept de ces récupérateurs connus utilise deux tiges munies d'une crémaillère à l'une de leurs extrémités,30 engrenées sur un pignon. Ce montage présente plusieurs inconvénients qui sont la complexité de réalisation de ces pièces, le nombre important de celles-ci et la fiabilité relative dans le temps de fonctionnement. En effet, lors du tir, la jauge est frappée par le retour du piston libre provoquant un matage du système d'engrènement. Ceci conduit, avec le temps, à une usure du mécanisme et à une altération de l'indication de parage.5 Le but de la présente invention est de concevoir une jauge fiable, ne comportant pas de ressorts maintenus sous contraintes, jauge animée hydrauliquement et apte à indiquer le remplissage et/ou le surremplissage de la chambre d'huile d'un récupérateur.10 L'invention a donc pour objet une jauge de parage pour récupérateur d'arme de gros calibre comprenant un tube qui délimite une chambre de gaz et une chambre principale d'un liquide incompressible alimentée par une soupape de remplissage, chambres séparées par un piston, jauge15 destinée à indiquer le remplissage et/ou le surremplissage de la chambre principale en liquide, et comprenant des moyens supports connectés à une extrémité du tube par des moyens de blocage dans lesquels un indicateur est engagé, jauge caractérisée en ce que l'indicateur peut se20 translater graduellement sous l'action de la pression du liquide s'exerçant sur des surfaces d'appui et rendre ainsi visualisable la quantité de liquide injectée. Les surfaces d'appui de l'indicateur sont définies de telle sorte que la pression du liquide pousse l'indicateur dans le même sens que le piston. Les moyens supports sont constitués par un porte indicateur et un fourreau, ce dernier délimitant avec l'indicateur une chambre secondaire qui communique avec la chambre principale par l'intermédiaire d'une chambre30 primaire, une première surface d'appui se trouvant dans la chambre secondaire et ayant une aire supérieure à celle d'une deuxième surface d'appui qui est formée par la combinaison d'une paroi de l'extrémité de l'indicateur côté piston et d'un fond de la chambre primaire, cette différence d'aires assurant la translation de l'indicateur dans le même sens que le piston sous l'action de la pression du liquide.5 Une chambre d'air est délimitée par le porte indicateur, le fourreau et l'indicateur. Avantageusement la chambre d'air est en communication avec le milieu extérieur par un canal de communication, réalisé dans les moyens supports, et relié à un perçage10 réalisé dans le moyen de blocage. Selon une variante de réalisation, le canal de communication est un méplat, pratiqué sur une génératrice extérieure du fourreau, et relié à un lamage usiné à l'extrémité du porte indicateur, côté soupape de15 remplissage. Les moyens de blocage sont constitués par une rondelle d'arrêt et un écrou vissé sur l'extrémité du tube, traversés tous deux par l'indicateur. Le fourreau est engagé dans un alésage à une extrémité du porte indicateur, l'indicateur étant supporté d'un côté par le porte indicateur et de l'autre par le fourreau, des moyens d'étanchéité étant prévus respectivement entre l'indicateur et le fourreau, l'indicateur et le porte indicateur, le fourreau et le porte indicateur, et le porte25 indicateur et le tube. Avantageusement le piston comprend une rainure reliant la chambre principale à la chambre primaire. Selon un premier mode de réalisation, la soupape de remplissage est solidaire du porte indicateur. Selon un deuxième mode de réalisation, la soupape de remplissage est montée à l'extrémité libre de l'indicateur. Avantageusement la chambre primaire et la chambre secondaire communiquent par l'intermédiaire d'un canal pratiqué dans l'indicateur. La chambre primaire est réalisée longitudinalement et partiellement ou totalement dans l'indicateur. Un tout premier avantage de la jauge selon l'invention réside dans le fait que son déplacement est assuré par des moyens hydrauliques, sans l'intervention d'aucune pièce mécanique sollicitée en permanence.10 Un autre avantage de la jauge selon l'invention réside dans le fait qu'elle offre une indication d'un remplissage correcte ou d'un surremplissage éventuel, ceci dans un encombrement faible. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture du complément de description donné ci-après à titre d'illustration en relation avec des dessins sur lesquels: - la figure 1 représente une vue d'ensemble en coupe suivant l'axe XX' d'une jauge de parage selon l'invention montée sur un récupérateur, - la figure 2 représente une vue d'un détail de la figure 1, - la figure 3 représente une vue en coupe suivant l'axe XX' d'une variante de réalisation d'une jauge de parage selon l'invention montée sur un récupérateur, - la figure 4 représente la coupe suivant la figure 3, la jauge de parage étant en position de parage en huile correcte. Sur les figures 1 et 2, on a représenté une jauge de parage 1 connectée à l'extrémité d'un tube 2 de récupérateur de type connu, constituée d'un indicateur 12, d'un porte indicateur 6 et d'un fourreau 16, l'indicateur coulissant par rapport à ceux-ci. A l'intérieur du tube 2 coulisse un piston libre 3, séparant une chambre 33 d'un gaz, généralement de l'azote, d'une chambre 9 d'un liquide incompressible, généralement de l'huile. La jauge de parage 1 est rendue solidaire du tube 2 à son extrémité par l'intermédiaire d'une rondelle d'arrêt 4, le tout étant bloqué par un écrou 5 vissé sur le tube 2, la rondelle 4 et l'écrou 5 constituant un moyen de blocage. Ces figures montrent la jauge de parage 1 constituée d'un porte indicateur 6, formant support, de forme élémentaire cylindrique réalisé en un matériau lui conférant des propriétés de résistance aux contraintes et sollicitations auxquelles il sera soumis au cours de son utilisation. Ce porte indicateur 6 comporte trois tronçons 7a, 7b, 7c, de diamètre croissant. Un épaulement 10, compris entre le tronçon 7b et le tronçon 7c, est pincé entre la rondelle d'arrêt 4 et l'extrémité du tube 2, bloquant ainsi en translation le porte indicateur 6. Le tronçon 7b porte des joints d'étanchéité par rapport au tube 2. Le porte indicateur 6 est traversé sensiblement20 dans sa partie médiane par un conduit délimitant des alésages de diamètres différents. Un premier alésage lia reçoit une extrémité de l'indicateur 12, l'étanchéité étant réalisée par un joint 13 de type connu. Un deuxième alésage 11b, de diamètre supérieur à lia, délimite avec l'indicateur 12 une chambre d'air 14 reliée au milieu extérieur par l'intermédiaire d'un canal 15 pratiqué longitudinalement dans le porte indicateur 6. Ce canal 15 et la chambre d'air 14 sont reliés par une gorge 18 pratiquée sur l'épaulement séparant l'alésage lia de30 l'alésage 11b. Le canal 15 est mis en relation avec le milieu extérieur grâce à un perçage 30 usiné dans la rondelle d'arrêt 4. Un alésage lic, d'un diamètre supérieur au diamètre de l'alésage llb est réalisé dans le porte indicateur 6. Les alésages lic et llb reçoivent tous deux le fourreau 16. On pratique dans le porte indicateur 6 un logement 19 désaxé5 par rapport à l'axe XX' afin de recevoir une soupape de remplissage 20 de type connu qui permet d'introduire de l'huile dans la chambre 9. La chambre principale 9 est délimitée par le tube 2, le piston 3 et le porte indicateur 6. Le fourreau 16, de forme générale tubulaire, est percé sensiblement dans sa partie médiane de manière à recevoir l'indicateur 12. L'étanchéité est assurée, d'une part avec le porte indicateur 6 par un joint torique 17 de type connu, et d'autre part avec l'indicateur 12 par un joint15 torique 21 de type connu. L'indicateur 12 se présente sous la forme d'une tige constituée de cinq tronçons de diamètre différent. Un premier tronçon 12a translate dans l'alésage lla du porte indicateur 6. Ce tronçon 12a est terminé côté piston libre20 3 par une paroi annulaire 32. Un deuxième tronçon 12b, d'un diamètre supérieur à 12a, forme un épaulement 22. Un troisième tronçon 12c, d'un diamètre supérieur à 12b, permet de coulisser dans l'alésage 11b, l'étanchéité étant assurée au moyen d'un joint torique 23 de type connu. Un25 tronçon 12d, d'un diamètre inférieur au tronçon 12c, délimite une surface annulaire d'appui 29. Le cinquième tronçon 12e, d'un diamètre inférieur à 12d, coulisse dans le fourreau 16 et se termine par une extrémité 26. Une chambre secondaire 8 est délimitée entre le fourreau 16, le30 porte indicateur 6 et l'indicateur 12. Cette chambre est reliée par un canal radial 25 à une chambre primaire 24 pratiquée longitudinalement et partiellement suivant l'axe de l'indicateur. Cette chambre 24 est ouverte du côté piston libre 3 et est limité par un fond 34 du côté soupape de remplissage 20. La chambre primaire 24 coopère avec la chambre principale 9 par une rainure 27 usinée dans le piston libre 3. 5 La rondelle d'arrêt 4 présente une face 28 du coté du milieu extérieur. Une paroi de fond radiale 31 est définie dans la gorge 18 du porte indicateur 6, coté piston libre 3 L'épaulement 22 est séparé de la paroi de fond 31 de la chambre 14 par une longueur L1 et l'extrémité 26 de10 l'indicateur 12 est éloignée de la face 28 par une longueur L2 dont l'importance sera expliquée ci-après. Le fonctionnement est le suivant. Lors de la mise en service du récupérateur, on remplit la chambre 33 en azote à une pression dépendant du type d'arme à gros calibre, par exemple de l'ordre de 90.105 Pa. Le piston libre 3 vient alors en appui contre le porte indicateur 6. Ensuite, on injecte de l'huile dans la chambre 9 par l'intermédiaire de la soupape de remplissage 20. Cette huile remplit la chambre 9, passe dans la rainure 27 et pénètre dans la20 chambre primaire 24, le canal 25 et la chambre secondaire 8. Sous la pression de l'huile, le piston libre 3 se déplace dans l'autre sens en comprimant l'azote dans la chambre 33. Dans le même temps, l'huile sous pression présente dans la chambre secondaire 8 exerce une force sur25 la surface d'appui annulaire 29 tendant à maintenir en appui la paroi 32 de l'indicateur 12 contre le piston libre 3 pendant le déplacement de ce dernier. Cette translation dans le même sens que le piston libre 3 est rendue possible car la force engendrée par la pression de l'huile sur la30 première surface d'appui 29 est supérieure à la force appliquée sur une deuxième surface d'appui 36, formée par la combinaison de la paroi annulaire 32 et du fond 34, l'aire de la première surface d'appui 29 étant supérieure à l'aire de la seconde surface d'appui 36. La quantité d'huile à injecter est visualisable grâce à l'extrémité 26 de l'indicateur 12 et le parage en huile est correct si l'extrémité 26 affleure la face 28 de la rondelle d'arrêt5 4. La longueur Ll d'enfoncement possible pour l'indicateur étant supérieure à la longueur L2 en saillie maximale de l'indicateur, la possibilité est offerte à l'indicateur 12 de se déplacer au delà de la face 28. L'extrémité 26 se trouve alors en retrait par rapport à la face 28 et rend10 ainsi visualisable un surremplissage en huile. Lorsque l'indicateur 12 se déplace, l'air contenu dans la chambre d'air 14 peut circuler vers le milieu extérieur, et vice versa, via le canal 15 et le perçage 30 pour éviter un blocage pneumatique de l'indicateur 12 contre le porte15 indicateur 6. Selon l'invention, l'indicateur 12 est mu en translation par la pression de l'huile qui s'applique sur ses faces d'appui. Lors du parage en huile, l'indicateur suit le piston libre 3 lors de son déplacement et reste20 ainsi en contact avec lui. Ce contact est obtenu sans qu'il soit nécessaire de prévoir un ressort de rappel. Sur les figures 3 et 4, on a représenté une variante de réalisation de l'invention selon laquelle la soupape de remplissage 20 est montée à l'extrémité libre de25 l'indicateur 12. La description suivante intègre les différences structurelles qui en découlent, les éléments communs conservant les mêmes références. Dans ce mode de réalisation, la soupape 20 étant montée à l'extrémité libre de l'indicateur 12, une chambre primaire 49 est alors pratiquée tout le long de cet indicateur. L'huile pénètre par cette soupape d'abord dans l'indicateur 12, puis dans la rainure 27, puis dans la chambre 9. Le porte indicateur 6 est traversé sensiblement le long de son axe médian par un conduit aux alésages de diamètres différents. Sur ces figures, de la gauche vers la droite, on trouve un premier alésage lia, un deuxième alésage llb, d'un diamètre supérieur à celui de l'alésage5 lla et un lamage llc de diamètre supérieur à celui de l'alésage 11b. L'alésage lla reçoit l'indicateur 12, l'étanchéité étant réalisée entre l'indicateur 12 et le porte indicateur 6 par des moyens d'étanchéité 13 simples ou multiples de type connu tels des joints toriques.0l L'alésage llb reçoit sur toute sa longueur un fourreau 40, de forme générale tubulaire, constitué de deux tronçons 40a et 40b, l'épaisseur du tronçon 40a étant inférieure à celle du tronçon 40b. Sur une génératrice extérieure du fourreau 40, on pratique un méplat 41 débouchant dans le lamage 11c. L'indicateur 12 est ici constitué d'une tige comportant trois tronçons de diamètre différent et munie d'un canal radial 25. Un premier tronçon 42a coulisse dans l'alésage lla du porte indicateur et délimite avec le tronçon 40a du fourreau 40 une chambre d'air 44. Ce tronçon 42a est20 terminé côté piston libre 3 par une paroi annulaire 32. Un deuxième tronçon 42b, d'un diamètre supérieur à celui du tronçon 42a, coulisse dans le tronçon 40a du fourreau 40 et forme l'épaulement 22 destiné à venir en butée sur le porte indicateur. Un troisième tronçon 42c, d'un diamètre25 sensiblement égal à celui du tronçon 42a, coulisse dans l'alésage 40b du fourreau 40. L'étanchéité entre l'indicateur 12 et le fourreau 40 est assurée au moyen de joints toriques 21 et 23 simple ou multiple de type connu. Les tronçons 42b et 42c sont reliés par une première30 surface d'appui annulaire 45. Une chambre secondaire 47 est délimitée ici par la première surface d'appui 45, le fourreau 40 et le tronçon 42c de l'indicateur 12. Cette chambre secondaire 47 communique par le canal 25 avec la chambre primaire 49. Sur les figures 3 et 4, on voit que la soupape de remplissage 20 est intégrée dans un logement 43 pratiqué au niveau de l'extrémité libre de l'indicateur 12. Cette soupape constitue une paroi de fond 48 qui ferme la chambre primaire 49. La surface de la paroi de fond 48 est égale à la section transversale de la chambre 49. On voit encore que le lamage llc du porte indicateur communique avec10 l'extérieur par l'intermédiaire d'un perçage 30 pratiqué dans la rondelle d'arrêt 4. Le fonctionnement de cette variante de réalisation de la jauge de parage est sensiblement identique à celui du mode précédent de réalisation aux modifications suivantes15 près. L'huile est introduite à l'aide de la soupape 20 à travers la chambre primaire 49, puis passe dans la chambre principale 9 par l'intermédiaire de la rainure 27, l'extrémité 26 de l'indicateur étant en saillie par rapport à la rondelle 4 comme représenté sur la figure 3. L'huile s'écoule en même temps par le canal 25 de l'indicateur dans la chambre secondaire 47. Ainsi, sous la pression de l'huile, le piston libre 3 se déplace en comprimant l'azote dans la chambre 33, comme précédemment. Simultanément, l'huile présente dans la chambre secondaire 47 exerce une25 force sur la première surface d'appui 45 tendant à maintenir en appui la paroi annulaire 32 de l'indicateur 12 contre le piston libre 3 pendant le déplacement de ce dernier. Cette translation dans le même sens que le piston libre 3 est rendue possible, car la force engendrée par la30 pression de l'huile sur la première surface d'appui 45 est supérieure à la force appliquée sur une seconde surface d'appui 50, formée par la combinaison de la paroi 32 et du fond 48, l'aire de la première surface d'appui 45 étant supérieure à l'aire de la seconde surface d'appui 50. La quantité d'huile à injecter est visualisable grâce à l'extrémité 26 de l'indicateur 12 et le parage en huile est correct si cette extrémité affleure la face 28 de la5 rondelle d'arrêt 4, comme représenté sur la figure 4. La longueur LI séparant l'épaulement 22 de l'indicateur 12 et la paroi de fond 31 du porte indicateur 6 est supérieure à la longueur L2 entre l'extrémité 26 de l'indicateur et la face 28 de la rondelle 4. L'indicateur10 12 peut ainsi se déplacer au delà de la face 28 vers l'intérieur du récupérateur. L'extrémité 26 se trouve alors en retrait par rapport à la face 28 et rend ainsi visualisable le surremplissage en huile. Lorsque l'indicateur 12 se déplace, l'air contenu dans la chambre d'air 44 peut circuler vers le milieu extérieur, et vice versa, via le méplat 41 et le perçage 30 pour éviter un blocage pneumatique de l'indicateur 12 dans le porte indicateur 6. REVENDICATIONS 1 - Jauge de parage (1) pour récupérateur d'arme de gros calibre comprenant un tube (2) qui délimite une chambre de gaz (33) et une chambre principale d'un liquide5 incompressible (9) alimentée par une soupape de remplissage (20), chambres séparées par un piston (3), jauge destinée à indiquer le remplissage et/ou le surremplissage de la chambre principale (9) en liquide, et comprenant des moyens supports (6, 16, 40) connectés à une extrémité du tube par des moyens de blocage (4,5) dans lesquels un indicateur (12) est engagé, jauge caractérisée en ce que l'indicateur peut se translater graduellement sous l'action de la pression du liquide s'exerçant sur des surfaces d'appui et rendre ainsi visualisable la quantité de liquide injectée. 2 - Jauge de parage (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces d'appui de l'indicateur (12) sont définies de telle sorte que la pression du liquide pousse l'indicateur dans le même sens que le piston (3). 3 - Jauge de parage (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens supports sont constitués par un porte indicateur (6) et un fourreau (16, 40), ce dernier délimitant avec l'indicateur (12) une chambre secondaire (8, 47) qui communique avec la chambre25 principale (9) par l'intermédiaire d'une chambre primaire (24, 49), une première surface d'appui (29, 45) se trouvant dans la chambre secondaire et ayant une aire supérieure à celle d'une deuxième surface d'appui (36, 50) qui est formée par la combinaison d'une paroi (32) de l'extrémité de l'indicateur côté piston et d'un fond (34, 48) de la chambre primaire (24, 49), cette différence d'aires assurant la translation de l'indicateur dans le même sens que le piston (3) sous l'action de la pression du liquide. 4 - Jauge de parage (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'une chambre d'air (14, 44) est délimitée par le porte indicateur (6), le fourreau (16, 40) et l'indicateur (12).5 5 - Jauge de parage (1) selon la revendication 4, caractérisée en ce que la chambre d'air (14, 44) est en communication avec le milieu extérieur par un canal de communication (15, 41), réalisé dans les moyens supports (6, 16, 40), et relié à un perçage (30) réalisé dans le moyen de blocage (4). 6 - Jauge de parage (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que le canal de communication est un méplat (41), pratiqué sur une génératrice extérieure du fourreau (40), et relié à un lamage (11c) usiné à15 l'extrémité du porte indicateur (6), côté soupape de remplissage (20). 7 - Jauge de parage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les moyens de blocage sont constitués par une rondelle d'arrêt (4) et un20 écrou (5) vissé sur l'extrémité du tube (2), traversés tous deux par l'indicateur (12). 8 - Jauge de parage (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que le fourreau (16, 40) est engagé dans un alésage (11b) à une extrémité du porte indicateur (6), l'indicateur (12) étant supporté d'un côté par le porte indicateur (6) et de l'autre par le fourreau (16, 40), des moyens d'étanchéité étant prévus respectivement entre l'indicateur (12) et le fourreau (16, 40), l'indicateur (12) et le porte indicateur (6), le fourreau (16, 40) et le porte indicateur (6), et le porte indicateur (6) et le tube (2). 9 - Jauge de parage (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que le piston (3) comprend une rainure (27) reliant la chambre principale (9) à la chambre primaire (24, 49). - Jauge de parage (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisée en ce que la soupape de remplissage (20) est solidaire du porte indicateur (6). 11 - Jauge de parage (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisée en ce que la soupape de remplissage (20) est montée à l'extrémité libre de l'indicateur (12).10 12 - Jauge de parage (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 11, caractérisée en ce que la chambre primaire (24, 49) et la chambre secondaire (8, 47) communiquent par l'intermédiaire d'un canal (25) pratiqué dans l'indicateur (12).15 13 Jauge de parage (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 12, caractérisée en ce que la chambre primaire (24, 49) est réalisée longitudinalement et partiellement ou totalement dans l'indicateur (12).