Brevet FR3093794A1 — publié le 20200918

Description Titre de l'invention : Système passif d'amortissement de chocs pour un appareil de visée Domaine technique [0001] La présente invention concerne de manière générale le domaine de la mécanique et de l'amortissement des chocs. Elle s'applique plus particulièrement à des appareils de visée montés au voisinage d'équipements générant des niveaux de chocs très important, lesdits équipements étant préférentiellement des systèmes d'armes. L'invention est toute particulièrement utile dans le domaine de la visée optique pour lequel les exigences de précision sont les plus importantes. Arrière-plan technologique [0002] Dans le cas d'un système d'arme générant des chocs importants à chaque tir, notamment dans le cas d'un canon, il est nécessaire, aussitôt le tir effectué, de disposer d'un moyen de visée harmonisé avec ledit canon pour acquérir de nouveau la cible et cela même en cas de tir en mode rafale. [0003] Pour se faire, deux stratégies peuvent être utilisées. [0004] - La première stratégie consiste à « durcir » le dispositif de visée afin qu'il soit robuste et le plus raide possible. Se faisant, le viseur devient plus lourd. [0005] - La seconde stratégie consiste à utiliser un dispositif de filtrage passif de type « silentbloc » permettant d'absorber l'énergie du choc générée. La difficulté de ce type de dispositif de filtrage passif réside dans le fait qu'il doit réaliser le compromis suivant : d'une part, le dispositif doit présenter un niveau d'amortissement suffisant vis-à-vis des chocs que l'on veut filtrer, cet amortissement étant en général accompagné d'une déformation du dispositif de filtrage, et, d'autre part, présenter un niveau de précision dans le référencement identique avant et après les chocs. Exposé de l'invention [0006] Plus particulièrement, on propose selon l'invention un système passif d'amortissement de chocs du type trait-point-plan adapté au filtrage de chocs produits par un équipement du type système d'arme pour un appareil de visée dudit équipement. [0007] L'invention consiste dans son principe à combiner les deux moyens matériels suivants : [0008] - un montage « trait-point-plan » qui permet d'assurer un repositionnement précis entre le viseur et un support comportant l'équipement, que le viseur soit motorisé ou non, et [0009] - des amortisseurs qui sont typiquement à base de ressorts et qui permettent de lier le support au viseur et de « ramener » le viseur dans sa position initiale de repos après le 2 choc. [0010] L'invention concerne plus spécifiquement un système passif d'amortissement de chocs pour un appareil de visée installé sur un dispositif comportant un équipement générant lesdits chocs, le système comportant deux plaques rigides sensiblement parallèles entre elles, dont une première plaque solidaire de la partie du dispositif comportant l'équipement et une seconde plaque solidaire de l'appareil de visée, les plaques étant reliées entre elles par un moyen de rappel en position permettant de ramener les plaques dans une position relative de repos déterminée après amortissement d'un choc. [0011] Selon l'invention, le moyen de rappel en position comporte un moyen de posi- tionnement trait-point-plan à billes entre les deux plaques et un ensemble d'organes élastiques de rappel reliant les deux plaques entre elles. Ces organes élastiques de rappel sont disposés perpendiculairement aux plans des deux plaques et/ou parallèlement à ces derniers et/ou obliquement par rapport à ces derniers. [0012] D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du système conforme à l'invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : [0013] - chaque plaque est plane et forme un plan correspondant à la dénomination « plan de la plaque » ou « plan des (deux) plaques » ou « plan de la seconde des deux plaques et équivalents, [0014] - les chocs sont des chocs impulsifs, [0015] - l'équipement générateur de chocs est un système d'arme, [0016] - l'équipement est un canon, [0017] - l'équipement est un mortier, [0018] - l'équipement est une mitrailleuse, [0019] - le moyen de positionnement trait-point-plan comporte trois billes disposées entre les deux plaques et solidaires d'une première des deux plaques, une première bille pouvant se déplacer sur un plan de déplacement de la seconde des deux plaques, une deuxième bille pouvant se déplacer dans un cône ou trièdre creux de la seconde des deux plaques et une troisième bille pouvant se déplacer dans un vé creux ou sillon en V de la seconde des deux plaques, [0020] - le plan de déplacement est un plan sur lequel une des billes peut se déplacer, [0021] - le plan de déplacement de la seconde des deux plaques est une zone en creux de la seconde plaque, les bords de la zone en creux formant des butées au déplacement de la première bille, [0022] - la zone en creux formant le plan de la seconde des deux plaques est en plein champ de la face interne de la seconde des deux plaques, [0023] - le cône ou trièdre creux de la seconde des deux plaques est en plein champ de la 3 face interne de la seconde des deux plaques, [0024] - le vé creux ou sillon en V de la seconde des deux plaques est en plein champ de la face interne de la seconde des deux plaques, [0025] - de préférence, le vé creux ou sillon en V de la seconde des deux plaques débouche en bordure de la seconde des deux plaques, [0026] - les billes sont fixées et immohilisées à la première plaque, [0027] - les billes sont fixées et immohilisées à la première plaque par collage, soudure ou un autre procédé équivalent, [0028] - les billes fixées et immobilisées à la première plaque sont des excroissances de la face interne de la première plaque en forme de demi-sphère, [0029] - les excroissances de la face interne de la première plaque en forme de demi-sphère sont obtenues par usinage ou un autre procédé équivalent, [0030] - les billes fixées et immobilisées à la première plaque sont des sphères fixées dans des cavités hémisphériques de la face interne de la première plaque, [0031] - les organes élastiques de rappel sont choisis parmi les ressorts métalliques et les blocs de matériaux élastomère ou des combinaisons de ressorts métalliques et de blocs de matériaux élastomère, [0032] - les blocs de matériaux élastomère sont des « silenthlocs », [0033] - les ressorts métalliques sont à enroulement en spirale, encore dits ressorts hé- licoïdaux ou boudin, et au repos, en l'absence de choc, les spires des ressorts ne sont pas jointives, [0034] - les organes élastiques longitudinaux comprennent des ressorts métalliques et des blocs de matériaux élastomère, [0035] - au moins une partie de l'ensemble des organes élastiques de rappel est constituée d'organes élastiques transversaux disposés perpendiculairement aux plans des plaques, entre les deux plaques, chaque organe élastique transversal ayant deux extrémités et une première des deux extrémités est fixée à une première des deux plaques et la seconde des deux extrémités est fixée à la seconde des deux plaques, [0036] - les organes élastiques transversaux à type de ressort métallique sont à enroulement en spirale, et en condition de repos, en l'absence de choc, les spires de certains des ressorts transversaux ne sont pas jointives et produisent un effort de traction tendant à rapprocher les plaques, et les spires des autres ressorts transversaux ne sont pas jointives et produisent un effort en compression tendant à éloigner les plaques, les efforts en traction et en compression des organes élastiques transversaux dans le système se compensant dans ladite condition de repos, [0037] - chaque plaque comporte au moins une surface d'appui perpendiculaire au plan de la plaque, et au moins une partie de l'ensemble des organes élastiques de rappel est constituée d'organes élastiques longitudinaux, chaque organe élastique longitudinal étant disposé parallèlement aux plans des plaques, entre deux surfaces d'appui des deux plaques, chaque organe élastique longitudinal ayant deux extrémités et une première des deux extrémités est fixée à une surface d'appui d'une première des deux plaques et la seconde des deux extrémités est fixée à une surface d'appui de la seconde des deux plaques, [0038] - chaque plaque comporte au moins une paire de surfaces d'appui perpendiculaires au plan de la plaque et à + et - 45° de la direction prédominante déterminée ou moyenne selon le cas, et au moins une partie de l'ensemble des organes élastiques de rappel est constituée de deux organes élastiques longitudinaux agencés en V et à + et - 45' de la direction prédominante déterminée ou moyenne selon le cas, chaque organe élastique agencé en V étant disposé dans un plan parallèle à la direction prédominante déterminée ou moyenne selon le cas et entre les surfaces d'appui des deux plaques, [0039] - les organes élastiques sont configurés de manière à s'opposer à une rotation de la première plaque par rapport à la seconde plaque, [0040] - les organes élastiques longitudinaux sont plus particulièrement configurés de manière à s'opposer à une rotation de la première plaque par rapport à la seconde plaque, [0041] - au moins deux organes élastiques longitudinaux sont disposés perpendiculairement entre eux, [0042] - les organes élastiques longitudinaux sont configurés par paire(s), les deux organes élastiques longitudinaux de la paire étant perpendiculaires entre eux, [0043] - les organes élastiques longitudinaux et transversaux à type de ressort métallique sont à enroulement en spirale, et en condition de repos, en l'absence de choc, les spires des ressorts longitudinaux ne sont pas jointives et produisent un effort nul en traction ou compression sur les surfaces d'appui, [0044] - les organes élastiques longitudinaux à type de ressort métallique sont à enroulement en spirale, et en condition de repos, en l'absence de choc, les spires de certains des ressorts longitudinaux ne sont pas jointives et produisent un effort de traction tendant à rapprocher les surfaces d'appui, et les spires d'autres ressorts longitudinaux ne sont pas jointives et produisent un effort de compression tendant à éloigner les surfaces d'appui, les efforts en traction et en compression des organes élastiques longitudinaux dans le système se compensant dans ladite condition de repos, [0045] - les deux plaques ont des bords périphériques, [0046] - les bords périphériques des deux plaques sont sensiblement parallèles entre eux, [0047] - au moins une partie des d'organes élastiques transversaux est disposée vers les bords périphériques des deux plaques, [0048] - au moins une partie des d'organes élastiques longitudinaux est disposée vers les bords périphériques des deux plaques, [0049] - le moyen de positionnement trait-point-plan et l'ensemble d'organes élastiques de rappel comportent des matériaux etiou sont structurés afin de réduire les effets de la dilatation duc aux variations de température, [0050] - les trois billes sont réalisées avec un même matériau, [0051] - le système est étanche à l'eau et aux poussières. [0052] L'invention concerne également un dispositif comportant un équipement générant des chocs et un appareil de visée, ledit dispositif comporte un système passif d'amortissement des chocs, pour l'appareil de visée, et qui est tel que décrit. [0053] D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du dispositif conforme à l'invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : [0054] - l'appareil de visée comporte une hase et la base de l'appareil de visée est fixée sur une des deux plaques, l'autre plaque étant fixée sur la partie du dispositif comportant l'équipement générant les chocs, [0055] - l'équipement générant les chocs produit, lors des chocs, des déplacements du dispositif qui ont une direction prédominante déterminée, et les plaques sont disposées sensiblement parallèlement à ladite direction prédominante déterminée, [0056] - la direction prédominante déterminée est constante par rapport à la base de l'appareil de visée, [0057] - l'appareil de visée comporte une tête de visée orientable par rapport à sa hase, [0058] - l'équipement générant les chocs est orientable et produit, lors des chocs, des dé- placements du dispositif qui ont des directions prédominantes déterminées variables selon l'orientation de l'équipement, et les plaques sont disposées de manière à suivre l'orientation de l'équipement et afin que et les plaques restent sensiblement parallèle à chaque direction prédominante déterminée, [0059] - l'équipement générant les chocs est orientable et produit, lors des chocs, des dé- placements du dispositif qui ont des directions prédominantes déterminées variables selon l'orientation de l'équipement, lesdites directions prédominantes déterminées variables permettant de définir une direction moyenne et les plaques sont disposées sensiblement parallèlement à la direction moyenne, [0060] - la direction moyenne est choisie dans la direction des chocs les plus importants, [0061] - la direction prédominante déterminée est variable par rapport à la base de l'appareil de visée, [0062] - la direction principale du vé creux ou sillon en V est parallèle à la direction pré- dominante déterminée ou moyenne selon le cas, [0063] - le système comporte des organes élastiques longitudinaux et au moins un des organes élastiques longitudinaux est parallèle à la direction prédominante déterminée ou moyenne selon le cas, 6 100641 - les chocs sont répétitifs, et le système est configuré afin que le temps de retour dans une zone d'extension déterminée autour de la position relative de repos soit inférieur au temps minimal séparant deux chocs successifs, [0065] - la zone d'extension déterminée est une sphère de rayon inférieur ou égal à 10µm autour de la position relative de repos. [0066] Le système proposé permet un référencement précis en position et en direction, ty- piquement meilleurs que quelques centaines de Fun en position et de quelques centaines de !irad en direction, afin d'harmoniser la ligne de visée d'un viseur par rapport à un dispositif comportant un générateur de chocs et supportant le viseur. Ce système permet de maintenir le référencement pendant des cycles de vibrations correspondant à un ou des tirs du système d'arme. Grâce à l'invention, l'appareil de visée pourra être monté sur le système d'arme et/ou sur un véhicule motorisé. Brève description des dessins [0067] [fig.1] représente une vue schématique de face d'un système d'arme avec viseur installé par l'intermédiaire du système passif d'amortissement de chocs de l'invention, [0068] [fig.2] représente schématiquement le principe de la disposition des organes élastiques transversaux étendus entre les deux plaques, perpendiculairement aux plans des deux plaques, [0069] [fig.3] représente schématiquement le principe de la disposition des organes élastiques longitudinaux, chaque organe élastique longitudinal étant disposé parallèlement aux plans des deux plaques, entre deux surfaces d'appui des deux plaques, et [0070] [fig.4] représente schématiquement le principe de la disposition des organes élastiques diagonaux étendus entre les deux plaques [0071] [fig.5] représente schématiquement une vue en éclaté et perspective des deux plaques à moyen de positionnement trait-point-plan à billes, les organes élastiques de rappel ayant été omis pour simplifier la figure, et [0072] [fig.6] représente en vue frontale, parallèlement aux plans des deux plaques, les deux plaques de la figure 5. Description détaillée d'un exemple de réalisation 100731 La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera hien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. 100741 Sur la figure 1 est représenté un dispositif 3 comportant un appareil de visée 2 motorisé qui est disposé sur un support 30 de canon 31. L'appareil de visée 2 est installé sur ce support 30 par l'intermédiaire d'un système passif d'amortissement 1 de chocs qui comporte : [0075] - deux plaques 10, 11 rigides usinées comprenant entre elles : 7 [0076] - des ressorts 12 transversaux et 16 longitudinaux (ces derniers non représentés sur la figure 1) reliant les deux plaques 10, 11 entre elles et permettant de ramener les plaques, à la suite à d'un choc, dans une position définie l'une par rapport à l'autre, et [0077] - trois billes 13, 14, 15 solidaires d'une première 10 des deux plaques 10, 11 et disposées entre les deux plaques. La première bille 13 peut se déplacer sur un plan de déplacement 43 de la seconde 11 plaque, la deuxième 14 bille est reçue dans un cône en creux ou trièdre 44 de la seconde 11 plaque et la troisième 15 bille est reçue dans un vé creux ou sillon en V 45, encore dit « V-groove » de la seconde 11 plaque. Le cône 44 et/ou le « V-groove » 45 peuvent être rapportés sur la seconde 11 plaque ou être réalisés dans la seconde 11 plaque. De préférence, le plan de déplacement 43 est en creux et ses bords forment une butée à l'excursion de la première 13 bille. On peut voir plus précisément sur les figures 5 et 6 la structure des deux plaques 10, 11 et le montage « trait-point-plan ». [0078] L'appareil de visée 2 comporte une hase 20 fixée sur une des plaques, la plaque 10 sur la figure 1, l'autre plaque 11 étant fixée sur le support 30. L'appareil de visée 2 comporte une tête 21 de visée qui est montée, motorisée, sur deux bras 22. [0079] Dans cet exemple de la figure 1, le canon 31 et le support 30 restent dans une relation d'orientation constante et les chocs ont donc toujours la même direction prédominante déterminée pour le support et aussi pour la hase 20 de l'appareil de visée 2. Cette direction prédominante déterminée dans l'axe du canon pointe donc vers l'observateur de la figure 1 et les deux plaques 10 et 11 sont parallèles à cette direction prédominante déterminée. [0080] Dans d'autres modalités de réalisation, le canon 31 peut être orientable par rapport au support et donc par rapport à la base 20 de l'appareil de visée 2 et donc les chocs peuvent avoir diverses directions prédominantes déterminées par rapport au support 30 et à la base de l'appareil de visée 2. Dans un tel cas, il est préférable de déterminer une direction moyenne des chocs et de placer les plaques parallèlement à cette direction moyenne. Dans une variante, on peut mettre en oeuvre des moyens pour que les plaques restent sensiblement parallèles aux directions prédominantes des chocs lors des différentes orientations du canon 31. [0081] On peut cependant noter que le système d'amortissement et de repositionnement proposé est suffisamment efficace pour pouvoir fonctionner dans d'autres positions des plaques que parallèles aux directions des chocs. [0082] Etant donné que les systèmes d'arme générant des chocs sont généralement également soumis à des vibrations, il est souhaitable que pendant les vibrations et qu'avant et après les chocs, le dispositif assure un repositionnement très précis. Dans ce but, les ressorts sont choisis de façon que la force de rappel soit nettement supérieure à la force d'éjection provoquée par les accélérations linéaires induites pendant 8 les vibrations. En revanche pendant un choc, le système est sollicité et mis en mouvement et le montage trait-point-plan utilisé ramène les deux plaques en vis-à-vis dans la même position et la même direction qu'initiales. [0083] Deux types de ressorts peuvent être utilisés simultanément ou séparément, des ressorts transversaux comme schématisé figure 2 et des ressorts longitudinaux comme schématisé figure 3. Etant donné que les ressorts longitudinaux sont parallèles aux plans des deux plaques, des surfaces d'appui 17, perpendiculaires aux plans des deux plaques, sont réalisées pour recevoir les extrémités des ressorts longitudinaux, pour un ressort donné une de ses deux surfaces d'appui est sur une première dès deux plaques et la seconde surface d'appui des deux et sur la seconde des deux plaques. De préférence, les ressorts longitudinaux sont parallèles à la direction prédominante déterminée ou moyenne. Dans le cas où la direction des chocs peut varier, on peut prévoir une disposition de paires de ressorts en V à +/- 45° de la direction moyenne des chocs. Les ressorts, en particulier longitudinaux, sont aussi utiles pour limiter la rotation des plaques entre elles. [0084] Dans d'autres modalités de mise en oeuvre, les ressorts peuvent être disposés en diagonale par rapport aux deux plans des deux plaques comme représenté sur la figure 4. [0085] Chacune dès deux extrémités de chaque ressort peut être solidarisés à la plaque cor- respondante ou ne pas y être solidarisée mais dans tous les cas, on fait en sorte que les chocs ne provoquent pas l'éjection ou le déplacement intempestif des ressorts. [0086] Du fait de la structure du moyen de positionnement trait-point-plan et de l'existence d'un certain niveau de frottement entre les éléments du système, l'énergie du choc se dissipe rapidement et le système permet de ramener rapidement les deux plaques en vis-à-vis dans la même position et la même direction qu'initiales. [0087] On comprend que l'invention peut être mise en oeuvre d'autres manières, par exemple avec des éléments en élastomère à la place des ressorts, selon d'autres orientations des ressorts par rapport aux plaques, notamment en associant des ressorts perpendiculaires et/ou parallèles et/ou obliques par rapport aux plans des deux plaques et/ou par rapport à la direction des chocs. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5]