Brevet FR3002604A1 — publié le 20140829

La présente invention concerne un dispositif de liaison à palier pour le réglage du couple résistant en rotation entre deux pièces cylindriques coaxiales pouvant tourner l'une par rapport à l'autre autour d'un axe commun de rotation, ainsi qu'un système d'arme incluant ledit dispositif. Bien que le dispositif de liaison soit décrit ici dans une application spécifique à un système d'arme portable, en particulier pour le réglage de la rotation d'un poste de tir avec sa munition par rapport à un support fixe tel qu'un trépied, il va de soi que ledit dispositif pourrait être monté sur tout autre type de systèmes ou de mécanismes nécessitant, d'une façon générale, la rotation et le réglage du couple résistant en rotation de deux pièces cylindriques coaxiales l'une par rapport à l'autre. On sait que l'orientation du poste de tir (incluant notamment les dispositifs électroniques et optiques de visée) avec sa munition par rapport au trépied fixe autour d'un axe sensiblement vertical, posé au sol, doit être rendue la plus aisée possible, notamment du fait de la charge axiale de l'ensemble rotatif composé du poste de tir et de sa munition, qui est importante. Cependant, la rotation de l'ensemble doit être également ressentie par chacun des opérateurs ou servants, de morphologie différente, utilisant le système d'arme, pour lui permettre d'orienter au mieux la muni- tion en direction de la cible et garantir un confort optimal dans la visée. Pour cela, une pièce cylindrique à la base du poste de tir s'engage relativement dans une pièce de réception cylindrique et coaxiale du trépied, située au centre de ce dernier, en définissant ainsi une liaison rotative à axe vertical. Pour assurer la rotation de l'ensemble par rapport au trépied, sensiblement autour de l'axe vertical, on prévoit entre les deux pièces un dispositif de liaison à palier, du type roulement, reprenant la charge axiale et permettant la rotation du poste de tir par rapport au trépied fixe pour l'orientation dudit poste. Les solutions actuelles des dispositifs de liaison utilisés consistent soit à engendrer de la friction dans la liaison (on parle alors de frottement sec), soit à y adjoindre un amortissement visqueux externe communiquant avec le palier (on parle alors de frottement fluide). Cependant, bien qu'ils soient largement utilisés, ces dispositifs de liaison présentent des inconvénients. En effet, la solution à frottement sec engendre, à l'usage, de l'échauffement et des à-coups lors de l'utilisation du système d'arme, ce qui est préjudiciable à la qualité du guidage et de la visée. De plus, comme ces systèmes sont utilisés à l'extérieur dans des conditions de tempéra- ture et d'humidité très variables et par des servants pouvant être morphologiquement différents, ces inconvénients apparaissent rapidement et sont amplifiés. Concernant la solution à frottement fluide, elle présente, malgré la qualité de la liaison, des inconvénients relatifs à leur coût élevé (palier et amortisseur visqueux), à leur encombrement et à leur masse supérieure toujours pénalisante lors du transport du système d'arme. Par ailleurs, un entretien régulier est impératif. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients ci- dessus des dispositifs de liaison à palier. À cet effet, le dispositif de liaison à palier pour le réglage du couple résistant entre deux pièces cylindriques coaxiales pouvant tourner l'une par rapport à l'autre autour d'un axe commun de rotation, est remarquable, selon l'invention par le fait que ledit palier comprend deux bagues en matière élastiquement déformable, aptes à coopérer respectivement avec les deux pièces cylindriques et entre lesquelles sont agencés des éléments de roulement au contact de pistes de roulement desdites bagues, ledit dispositif comportant un organe de réglage commandable du serrage des bagues, apte à coopérer avec l'une desdites pièces pour agir sur ledit palier. Ainsi, grâce à l'invention, on peut moduler l'effort de serrage de la liaison entre les deux pièces par la déformation des bagues dont la matière élastiquement déformable leur confère une certaine souplesse. De la sorte, l'opérateur peut régler par l'organe commandable, selon son ressenti et différents autres paramètres en présence, notamment de température et d'humidité, le dispositif de liaison entre les deux pièces par la déformation des bagues. Ces bagues en matière déformable assurent donc le freinage et l'amortissement de la liaison pivot à axe de rotation entre les deux pièces, c'est-à-dire le trépied et le poste de tir à munition, sans engendrer d'à-coups comme dans les dispositifs antérieurs à frottement sec, ni recourir à des dispositifs complexes et coûteux avec amortissement visqueux. Au final, on crée une résistance au roulement plus ou moins pro- noncée par le contact des éléments de roulement avec les bagues, selon le réglage particulier imposé par l'opérateur à partir de ses propres sensations, laquelle résistance est maîtrisée par ce dernier pour que la pièce mobile rotative tourne avec facilité ou avec retenue par rapport à la pièce fixe. Un compromis est ainsi trouvé entre les solutions antérieures. Le dispositif de l'invention s'apparente ainsi, sans en être un réellement, à un roulement à billes dont on exploiterait la résistance au roulement pour engendrer de l'amortissement qui est maîtrisé par l'organe de réglage. Par exemple, les bagues sont réalisées en totalité en une matière élastiquement déformable, les pistes faisant partie intégrante des bagues. En variante, les pistes de roulement sont rapportées aux bagues du palier et sont réalisées en une matière élastiquement déformable. Avantageusement, la matière élastiquement déformable présente une dureté comprise entre 60 et 100 Shore A. Une valeur de 80 Shore A est préférée permettant d'offrir un bon compromis entre suffisamment de souplesse dans le palier pour que l'opérateur ait un ressenti approprié et suffisamment de rigidité pour une bonne longévité. Par exemple, la matière élastiquement déformable est un polymère synthétique ou naturel, tel que du courbhane. Dans un montage préféré, lesdites bagues sont en appui respectif sur des faces en regard de l'une desdites pièces cylindriques et de l'organe de réglage du serrage qui est monté, par vissage, sur l'autre pièce cylindrique. Les bagues du palier sont par exemple coniques de manière à assurer un centrage optimal des pièces cylindriques. En particulier, les éléments de roulement sont des billes, des rou- leaux ou des cônes, sont maintenus par une cage et sont réalisés en ma- tière polymère, en métal, en verre ou analogue. L'invention concerne également un système d'arme portable comportant un support et un poste de tir, avec sa munition, monté mobile en rotation par rapport audit support par des pièces cylindriques coaxiales respectivement associées au support et au poste de tir, lesdites pièces pouvant tourner relativement l'une par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'un dispositif de liaison à palier. Avantageusement, le dispositif de liaison est tel que défini ci- dessus. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 montre en perspective un système d'arme incluant un support à trépied et un poste de tir monté mobile en rotation sur le support notamment par un dispositif de liaison à palier conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en perspective éclatée du montage, avant assemblage, des pièces cylindriques respectives du trépied et du dispositif de liaison prévu entre celles-ci. La figure 3 est une vue en coupe axiale du montage, après assemblage, des pièces et du dispositif de liaison. La figure 4 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation du palier déformable du dispositif de liaison. Le système d'arme représenté sur la figure 1 est un système antichar 1 comportant un support en forme de trépied 2, un poste de tir 3 avec les dispositifs électroniques et optiques nécessaires à la préparation et à la visée du tir, et une munition 4, tel qu'un missile, montée dans un tube 5 rapporté à la structure du poste de tir. Une fois déplié et posé sur le sol, le trépied 2 est supposé fixe, de sorte que l'ensemble composé notamment du poste de tir 3 et de la munition 4 peut être tourné, par une poignée 13 solidaire de la structure du poste de tir, autour d'un axe vertical A par rapport au trépied 2 pour orienter le missile en direction de la cible. Pour cela, comme le montrent les figures 1 et 2, le trépied 2 comporte une monture centrale 6 réunissant les extrémités supérieures des trois pieds 7, par ailleurs réglables, du trépied (les extrémités inférieures reposant sur le sol). La monture 6 se présente sous une forme de pièce cylindrique 8 de section annulaire, définissant l'axe A et muni extérieure- ment de trois pattes radiales 9 pour la fixation des pieds. Dans la pièce cylindrique 8 est reçue, de façon libre en rotation, une pièce cylindrique 10 analogue à un arbre creux, issue de la structure du poste de tir, de sorte que l'ensemble « poste de tir 3 - munition 4 » peut tourner autour de l'axe A par rapport au trépied fixe par la liaison en rotation entre l'arbre cylindrique 10 et le manchon creux annulaire de réception 8. L'ensemble est axialement en butée par rapport au trépied par un épaulement externe 11 (figures 2 et 3) prévu à l'extrémité supérieure 12 de l'arbre et coopérant avec un épaulement complémentaire 14 prévu sur le manchon, à son extrémité supérieure 15 d'où sont issues radialement les pattes 9. Entre l'arbre 10 du poste de tir et le manchon 8 du trépied sont agencées des bagues 16 assurant le guidage de précision en rotation entre les deux pièces cylindriques. Pour assurer le réglage du couple résistant entre les deux pièces cylindriques tubulaires 8 et 10, un dispositif de liaison 20 à palier 21 est prévu entre l'arbre 10 et le manchon 8, plus particulièrement, au niveau de leurs extrémités respectives 17, 18 comme le montrent notamment les figures 2 et 3. L'extrémité inférieure 18 du manchon est élargie de sorte que, entre celle-ci et l'extrémité inférieure 17 de l'arbre, est agencé le dis- positif comprenant le palier 21 et un organe de réglage commandable 22 pour le serrage du palier 21. Comme le montrent les figures 2, 3 et 4, ce palier 21 comporte deux bagues coaxiales identiques 23, 24 respectivement supérieure et inférieure par rapport aux figures, entre lesquelles sont disposés des élé- ments de roulement 25 liés entre eux par une cage 26. Ces éléments 25 sont au contact de pistes de roulement respectives 36, 37 prévues sur les bagues. Avantageusement, les bagues 23, 24 du palier sont en matière élastique déformable avec une certaine souplesse pour freiner plus ou moins la rotation de l'ensemble « poste de tir 3 - munition 4 » selon le ressenti du servant et les conditions environnantes, et avec une certaine dureté pour éviter de marquer à l'usage les pistes et les à-coups résultant, et garantir la longévité et la fiabilité du dispositif 20. Par exemple, les bagues 23, 24 avec leurs pistes de roulement 36, 37 constituent une entité unique et sont intégralement réalisées en une matière élastiquement déformable dont la dureté est comprise dans une plage de 60 à 100 Shore A, de préférence 80 - 90 Shore A. En particu- lier, une matière telle qu'un polymère du type courbhane ou analogue convient pour répondre aux exigences ci-dessus. En variante, les pistes de roulement, alors en matière élastiquement déformable, pourraient être rapportées et fixées à des bagues métalliques par exemple. Les éléments de roulement 25, tels que des billes dans la repré- sentation illustrée, peuvent être en polymère (élastomère, Nylon, ...), voire en métal ou en verre. Leur but est de transmettre le couple résistant de l'organe 22 par la piste 37 de la bague inférieure 24 à la piste 36 de la bague supérieure 23 liée à l'ensemble rotatif du système d'arme 1. À propos de l'organe de réglage du couple résistant 22, il présente une forme cylindrique annulaire, montée autour de l'arbre 10, proche de l'extrémité inférieure 17, par une liaison par vissage 27, et s'engageant entre l'arbre et l'extrémité élargie inférieure 18 du manchon. L'organe de réglage 22 analogue à un écrou, est par ailleurs accessible de l'extérieur du manchon (en faisant saillie de ce dernier) et il présente une périphérie extérieure moletée 31 ou autre pour faciliter sa préhension et sa manoeu- vre par l'opérateur. On voit, par ailleurs, sur les figures 2 à 4, que les bagues 23, 24 du palier sont coniques et s'appliquent, pour la bague supérieure 23, contre un épaulement ou face de transition 28 de même conicité, du man- chon 8 avec son extrémité inférieure élargie 18. Et pour la bague infé- rieure 24, contre un chanfrein ou face 29 de même conicité de l'organe de réglage 22 monté sur l'arbre 10 par la liaison par vissage 27. Ainsi, on garantit un bon centrage des bagues et un serrage progressif et contrôlé de celles-ci, lors du réglage de l'organe 22. Des joints d'étanchéité 30 sont également prévus entre l'extrémité supérieure 12 de l'arbre 10, qui émerge au-dessus du trépied, et ce dernier, et entre la périphérie extérieure 31 de l'organe 22, s'engageant dans l'extrémité inférieure moletée 18 du manchon, et la paroi 32 de cette ex- trémité. Ces joints empêchent l'entrée de poussières ou autres à l'intérieur de la liaison des pièces 8 et 10 et du dispositif 20. Une butée axiale 33 en forme d'anneau est prévue en bout de l'extrémité inférieure 17 de l'arbre 10 pour éviter la sortie inopinée de l'organe de réglage 22. Comme le montre la figure 3, le vissage de l'organe de réglage 22 permet de régler le palier 21 du dispositif 20 et, par suite, la rotation plus ou moins libre ou prononcée autour de l'axe A du poste de tir et de sa munition 4 par rapport au trépied 2. La matière des bagues 23, 24 à pistes de roulement 36, 37 permet de créer de l'amortissement entre les bagues par la résistance au roulement des billes davantage serrées entre les pistes des bagues souples déformables. De la sorte, l'ensemble tournant du système d'arme 1 est freiné par le vissage plus ou moins fort, selon le ressenti du servant, de l'organe de réglage 22 s'appliquant sur les bagues élastiquement déformables via les billes. Le dispositif 20 permet par conséquent d'engendrer des efforts ré- sistant au couple de serrage, selon le vissage de l'organe de réglage et la matière déformable en présence des bagues, lesquels efforts impliquent une résistance à la rotation (roulement des billes sur des pistes en matière plus ou moins souple) créant de l'amortissement avantageusement maîtrisée par l'organe de réglage. Le dispositif 20 tire profit de la résistance au roulement des billes pour engendrer l'amortissement dans la liaison. Sans sortir de l'invention, selon différentes variantes, les bagues du palier pourraient être plates voire étagées au lieu d'être coniques, ou avoir leur conicité inversée. On pourrait aussi multiplier leur nombre (trois bagues formant deux paliers consécutifs, ou deux paliers indépendants en série), faire évoluer la matière des billes ou des pistes, et remplacer les billes par des rouleaux ou des cônes. REVENDICATIONS1. Dispositif de liaison à palier pour le réglage du couple résistant entre deux pièces cylindriques coaxiales (8, 10) pouvant tourner l'une par rapport à l'autre autour d'un axe commun de rotation (A), caractérisé par le fait que ledit palier (21) comprend deux bagues (23, 24) en matière élastiquement déformable, aptes à coopérer respectivement avec les deux pièces cylindriques (8, 10), et entre lesquelles sont agencés des éléments de roulement (25) au contact de pistes de roulement desdites bagues, ledit dispositif comportant un organe de réglage commandable (22) du serrage des bagues, apte à coopérer avec l'une desdites pièces pour agir sur ledit palier. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les bagues (23, 24) sont réalisées en totalité en une matière élastiquement déformable, les pistes (36, 37) faisant partie intégrante des bagues. 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les pistes de rou- lement (36, 37) sont rapportées aux bagues (23, 24) du palier (21) et sont réalisées en une matière élastiquement déformable. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la matière élastiquement déformable présente une dureté comprise entre 60 et 100 Shore A. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la matière élastiquement déformable est un polymère synthétique ou naturel, tel que du courbhane. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les- dites bagues (23, 24) sont en appui respectif sur des faces en regard de l'une (10) desdites pièces cylindriques et de l'organe de réglage (22) du serrage qui est monté, par vissage, sur l'autre pièce cylindrique. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les bagues (23, 24) du palier sont coniques. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les éléments de roulement (25) sont des billes, des rouleaux ou des cônes. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel les éléments de roulement (25) sont maintenus entre les bagues par une cage (26) et sont réalisés en polymère, en métal ou en verre. 10. Système d'arme portable comportant un support (2) et un poste de tir (3), avec sa munition (4), monté mobile en rotation autour dudit support par des pièces cylindriques coaxiales (8, 10) respectivement associées au support et au poste de tir, et pouvant tourner relativement l'une par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'un dispositif de liaison (20) à palier (21), caractérisé par le fait que le dispositif de liaison (20) à palier est tel que défini selon l'une des revendications 1 à 9.