EP1450047B1 - Générateur électro-hydraulique compact pour montorisation de tourelleau - Google Patents

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EP1450047B1
EP1450047B1 EP04290322A EP04290322A EP1450047B1 EP 1450047 B1 EP1450047 B1 EP 1450047B1 EP 04290322 A EP04290322 A EP 04290322A EP 04290322 A EP04290322 A EP 04290322A EP 1450047 B1 EP1450047 B1 EP 1450047B1
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EP
European Patent Office
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generator according
tank
hydraulic
components
generator
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP04290322A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP1450047A1 (fr
Inventor
Gabriel Pecouyoul
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giat Industries SA
Original Assignee
Giat Industries SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Giat Industries SA filed Critical Giat Industries SA
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/024—Installations or systems with accumulators used as a supplementary power source, e.g. to store energy in idle periods to balance pump load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/26—Supply reservoir or sump assemblies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/04—Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • F15B21/042—Controlling the temperature of the fluid
    • F15B21/0423—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A27/00—Gun mountings permitting traversing or elevating movement, e.g. gun carriages
    • F41A27/06—Mechanical systems
    • F41A27/18—Mechanical systems for gun turrets
    • F41A27/20—Drives for turret movements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A27/00—Gun mountings permitting traversing or elevating movement, e.g. gun carriages
    • F41A27/26—Fluid-operated systems

Definitions

  • the technical sector of the present invention is that of electro-hydraulic generator sets or rotary actuators used for rotating turrets or cupolas, for example weapons systems.
  • Such an electric geared motor can provide a significant power in steady state, if one has a power supply of sufficient capacity.
  • the electric geared motor has a secondary advantage of great compactness in particular by the small number of components and the use of compact reducers like epicyclic gear, wheel and screw or outer ring type flexible. A large reduction ratio also makes it possible to reduce the volume of the engine required.
  • the use profile of the motorization of a turret or a cupola is very discontinuous. Long idle or in standby, the cupola or turrets are solicited individually, punctually in time, but intensively. In addition, in the case of using multiple cupola, they are rarely solicited at the same time, but rather sequentially.
  • a typical example of use, after a long inactivity, is to perform a rallying movement of the weapon system.
  • a rallying movement consists of starting from the current or rest position of the system, moving it as quickly as possible to reach its new position of use.
  • the motorization must allow to rotate the turret head of the weapon system up to 180 °. This rotation must be carried out according to ever faster speeds in order to respond to the constant evolution of threats.
  • the cupola then becomes inactive and we can for example solicit another cupola to take over.
  • Patent DE-4219462 discloses a hydraulic generator which comprises an oil reservoir, hydraulic components comprising a pumping unit which comprises an electric motor and a hydraulic pump, a hydraulic accumulator, a distribution means and connecting means. These known means form the preamble of claim 1.
  • the present invention overcomes these various disadvantages. To meet the significant need for power required for the movement of a turret or a cupola, the present invention retains a generation of hydraulic power. This is made possible by a particular arrangement of the different components of the hydraulic generator.
  • the invention therefore relates to an electro-hydraulic generator for setting turret or turret movement, comprising a hydraulic fluid reservoir and a set of components comprising a motor driving a hydraulic pump, an accumulator, a fluid distribution means hydraulic and connecting means between these different components, characterized in that the reservoir and the components are inserted into a cylindrical volume delimited by a circular surface, a first planar end face and a second planar end face and in that that the components are attached to the tank.
  • the reservoir has an approximately cylindrical shape limited by a circular wall close to the circular surface, a first planar wall applied against the first planar face and a second planar wall.
  • the generator may comprise an exchanger arranged along the circular surface.
  • the generator comprises a filter inserted into the cylindrical volume and fixed on the reservoir.
  • the components and the filter are fixed on the second flat wall and the pump is immersed in the tank.
  • the second plane wall comprises, in line with at least one of the components or the filter, an axial recess and the motor is a low-voltage DC electric motor.
  • the filter is wholly or partly inserted into the reservoir.
  • the reservoir has, at the level of the circular wall, a radial recess for receiving the accumulator.
  • the invention also relates to the application of the generator to the setting in motion of at least one set of head comprising an actuator driving in rotation an axis integral with a turret head.
  • the actuator is a double-acting cylinder comprising a piston integral with a rack driven in translation, said rack meshing with a circular pinion integral with the axis.
  • the actuator is inserted into the cylindrical volume, disposed along a diameter of said cylindrical volume and fixed on the flat wall of the reservoir and in that the head assembly is disposed above the cylindrical volume.
  • At least one head assembly is remote from the generator.
  • the electro-hydraulic generator is conventionally constructed with the following components: a motor that drives a pump.
  • This pump draws hydraulic fluid from a storage tank and compresses it into an accumulator.
  • This accumulator for example oleohydraulic, well known to those skilled in the art, can store hydraulic energy in the form of pressure, which can then be restored when the need appears.
  • the hydraulic fluid is then controlled by a dispensing means.
  • This distribution means which may for example be a distributor or a servovalve, makes it possible to control the use of the hydraulic power by allowing or not the circulation of the hydraulic fluid towards the consumer component.
  • This consumer component is for example an actuator having two chambers.
  • the dispensing means controls the possible flow of hydraulic fluid to one or the other of the two chambers.
  • the actuator produces a movement when it is urged by the arrival of hydraulic fluid in its first chamber. A movement of opposite direction is produced by the solicitation of the second chamber.
  • the hydraulic fluid is then fed back to the tank.
  • the various components traversed by the hydraulic fluid are connected together by connecting means for transporting the hydraulic fluid from one to the other. These means of connection comprise, for example, flexible or rigid pipe elements, connectors, machined blocks, or any other means for passing the hydraulic fluid.
  • An advantageous construction of the electro-hydraulic generator according to the invention is to house all the components (motor, pump, accumulator, distribution means) and the reservoir in a first volume of cylindrical shape that can be materialized by a housing.
  • the components are all attached to the tank.
  • the hydraulic generator Since the hydraulic generator produces a lot of heat by lamination of the hydraulic fluid, it is advantageous to add an exchanger for cooling the fluid.
  • This exchanger is connected in such a way that the fluid flowing in the hydraulic generator passes through the exchanger in order to cool therein. This is well known to those skilled in the art of hydraulic systems.
  • the exchanger is advantageously arranged in an arc along the circular surface of the reservoir. This allows contact with the outside of the cupola and / or the carrier equipment.
  • An advantage of the device according to the present invention lies in the compactness of the electro-hydraulic generator. Its compactness, in addition to being a facility for designing equipment architectures, makes it possible to use in this type of application hydraulic energy with all its advantages well known to those skilled in the art.
  • Another advantage of the device according to the present invention is, when combining a compact generator with a compact actuator to be able to make a compact turret, mainly in the direction of the vertical extension.
  • the entire cupola and, if applicable, the associated hydraulic generator are mounted above the roof level of the equipment.
  • this confers a decisive advantage because of a lower prominence of the cupola above the equipment, which improves its concealment and therefore its passive protection from detection and / or threats.
  • Another advantage of the device according to the present invention is to allow the use of hydraulics to have a large instantaneous power in a small volume.
  • Another advantage of the device according to the present invention is to be able to store energy and to be able to handle the large variations in consumption, while maintaining a immediate availability.
  • Another advantage of the device according to the present invention is to allow the advantages of hydraulics to be combined while taking energy from the electrical network available on board the equipment or the vehicle.
  • Another advantage of the device according to the present invention lies in its cylindrical shape which extends the volume of the hold of the turret head.
  • Another advantage of the device according to the present invention lies in the fixing of all the components on the tank. This gives a monobloc assembly easily handled and can be installed in a single operation in its housing.
  • Another advantage of the device according to the present invention is to allow the use of a single hydraulic generator to feed several cupolas installed, for example, on the same fixed equipment or the same vehicle. This also gives economic benefits, an important gain of space.
  • Another advantage of the device according to the present invention is to allow to install a close cupola head assembly directly above the generator and / or one or more remotely remote turret head assemblies.
  • Another advantage of the device according to the present invention obtained when a turret head is removed is to substantially reduce the height of the cupola above the fixed equipment or the vehicle with the advantages. less detectability that result.
  • Another advantage of the device according to the present invention resides in the use of connecting means which can be flexible or rigid pipes, offering possibilities of offset of the hydraulic generator which allow a great flexibility of architecture, the generator does not necessarily have to be housed under the head assembly.
  • the electro-hydraulic generator device comprises the following components: a hydraulic fluid reservoir or tank 1, a motor 2, a pump 3 housed inside the tank 1, facing the engine 2, an accumulator 4 , a distribution means 5, a filter 6, an exchanger 7, an actuator 8.
  • the connecting means 9 are not shown in the figure. They are located sometimes outside, sometimes inside the tank 1 and connect the components 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and the tank 1 to form a circuit.
  • the hydraulic generator occupies a cylindrical volume 10. This first cylinder is limited laterally by a circular surface 13, downwards by a flat end surface 11 and upwards by a flat end surface 12.
  • the hydraulic generator is represented installed in a cylindrical housing.
  • the interior of the cylindrical housing materializes this first cylinder 10, 11, 12, 13.
  • this housing provides protection of the hydraulic generator and the support of the head assembly of turret.
  • the reservoir 1 occupies a generally cylindrical volume. This cylinder is limited laterally by a circular wall 13 ', downwards by a flat end wall 11' and upwards by a flat end wall 12 '.
  • the circular wall 13 'matches the circular surface 13. It has a slightly smaller diameter. She covers the bottom part.
  • the flat wall 11 'rests on the flat surface 11 that it marries.
  • the cylindrical volume remaining in the cylindrical volume 10 and not occupied by the tank 1 is used to house the components 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
  • the engine 2 is advantageously, when one has an electrical network, an electric motor adapted to this network.
  • the motor is a low voltage direct current type electric motor.
  • This motor 2 drives in rotation a rotary hydraulic pump 3.
  • This pump 3 is advantageously immersed in the reservoir 1 of hydraulic fluid and, where appropriate, in the hydraulic fluid.
  • the pump 3 is for example of the piston pump type or any other type of equivalent pump, well known to those skilled in the art (vane pump, gear pump, ).
  • the pump 3 draws hydraulic fluid from the tank 1 and sends it via a connecting means 9 to the accumulator 4.
  • This accumulator 4 makes it possible to store hydraulic energy in the form of pressure.
  • the hydraulic fluid can be incompressible, it is useful to have a battery 4 to store energy.
  • the accumulator may for example be of the oleohydraulic type.
  • a chamber containing a fluid compressible is separated from the hydraulic fluid by a deformable waterproof membrane.
  • the hydraulic fluid under the action of the pump 3, presses against the deforming membrane compresses the compressible fluid, the pressure of which increases. If the pressure in the hydraulic fluid decreases, the compressible fluid relaxes and communicates its pressure to the hydraulic fluid.
  • any type of equivalent accumulator device can also consider any type of equivalent accumulator device.
  • Such an accumulator device advantageously makes it possible, on the one hand, to have a large power reserve, which can be considerably greater than the average power of the pump 2, which is immediately available, and on the other hand to absorb the large discontinuous variations of power consumption, with continuous production of the pump.
  • the hydraulic fluid is then directed towards a distribution means 5.
  • This means of the servovalve type, dispenser or any other equivalent device makes it possible to choose to direct the hydraulic fluid towards one or the other consumer.
  • the hydraulic fluid tends to heat up by compression and rolling in the various components 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and connecting means 9. This heating may have drawbacks and in particular adversely affect the proper functioning of the generator hydraulic.
  • the principle of such an exchanger 7 is well known to those skilled in the art. It consists in presenting a large exchange surface between the hydraulic fluid and another colder medium. This exchanger 7 is advantageously placed, as shown in FIG. 1, on the circular periphery 13 of the cylinder 10.
  • the hydraulic fluid can be loaded during its course of particles / impurities that can subsequently affect the proper functioning of certain organs, it is advantageous to filter it permanently.
  • a filter 6 generally as it is the last component traversed by the hydraulic fluid during its circuit, before returning to the tank 1.
  • This filter 6, for the sake of saving space can be partially or entirely inserted into the reservoir 1.
  • the components are all attached to the reservoir 1.
  • all the components are attached to the end wall 12 '.
  • the wall 11 'of the tank is flat and constitutes an end of a cylindrical volume.
  • the wall 12 ' is substantially planar and constitutes the other end of said volume. It is arranged according to the heights of the various components that are attached to it.
  • the height of the distribution means 5 allows it to be positioned between the flat end wall 12 'and the flat end surface 12.
  • the wall 12' is not modified.
  • the height of the motor is greater than the free height between 12 and 12 '.
  • the wall 12 ' is modified by a local recess 14 in the direction of the height. In this place, at the right of the engine 2, the plane wall 12 'is locally close to the plane wall 11' to allow the engine 2 to be housed.
  • FIG. 1 represents a close-type assembly in which the actuator 8 and the axis 15 are fixed as close as possible to the hydraulic generator.
  • the cylinder 8 is mounted on the tank 1, fixed on the wall 12 '. It is housed in the volume limited by the circular surface 13 and between the flat face 12 and the flat wall 12 '. It is placed according to a diameter of the cylinder 10.
  • the actuator 8 is a double-acting cylinder. It has two chambers in which the dispensing means 5 can alternatively send the hydraulic fluid pressure.
  • a piston 18 moving in translation along the axis of the cylinder 8, respectively in one direction or the other under the effect of the pressure exerted respectively in one of the chambers or in the other.
  • This piston is integral with a rack 18.
  • This rack 18 meshes with a pinion 19 integral with the axis 15.
  • the axis 15 is rotatable about the axis of the cylinder 10.
  • This pin 15 is integral with a turret head and drives it. in rotation.
  • FIG. 2 a complete cupola carrying for illustrative purposes a double tube gun.
  • This cupola is constructed by assembling, in close configuration, a head assembly 20 comprising a cupola head 16, an actuator 8 (not shown) and an axis 15 (not shown), on a hydraulic generator 22.
  • the hydraulic generator is housed inside the cylindrical casing of the cupola. It can be seen on the rear periphery of this housing a radially extending outgrowth corresponding to the housing of the exchanger 7.
  • This figure illustrates a configuration with a single cupola consisting of a generator 22 and a head assembly 20 mounted close.
  • FIG. 3 illustrates another configuration with a generator 22 supplying hydraulic power, via connection means 23, three head assemblies 20, 21.
  • the figure is illustrative of a near head assembly 20 and two sets of deported heads 21.
  • FIG. 4 illustrates another configuration with a generator 22 supplying hydraulic energy, via connection means 23, two remote head assemblies 21. It is not necessary to have a head assembly 20 close to each other. the generator. The generator 22 can then be housed with more freedom.

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Description

  • Le secteur technique de la présente invention est celui des groupes générateurs électro-hydrauliques ou des actionneurs rotatifs utilisés pour la mise en rotation des tourelles ou tourelleaux, par exemple de systèmes d'armes.
  • Il est connu à ce jour des motorisations hydrauliques pour entraîner en rotation des tourelles ou des tourelleaux. De tels actionneurs ont été fréquemment utilisés dans des équipements ou systèmes d'armes anciens et notamment des véhicules lorsque l'on disposait à bord d'une génération hydraulique, déjà présente pour d'autres fonctions, par exemple pour la propulsion. L'actionneur se résumait alors à un moteur hydraulique, la puissance hydraulique étant fournie par ailleurs par la génération hydraulique centrale de l'équipement.
  • La tendance actuelle voit le remplacement progressif des systèmes générateurs hydrauliques au profit de systèmes générateurs électriques pour l'alimentation des équipements et notamment des véhicules. Ceci conduit naturellement à utiliser des motorisations pour mettre en mouvement les tourelles ou tourelleaux, de type adapté à cette énergie disponible sur l'équipement, soit des motoréducteurs électriques. Ces systèmes sont classiquement architecturés autour d'un moteur électrique. Les caractéristiques mécaniques d'un tel moteur sont généralement insuffisantes en terme de couple et surdimensionnées en terme de vitesse. Aussi, on lui adjoint en sortie un réducteur. Ce réducteur est classiquement un système mécanique à base d'engrenages de type bien connu de l'homme du métier. Un tel motoréducteur électrique est couramment utilisé dans le domaine de la mise en mouvement des tourelles ou tourelleaux, installés tant sur des équipements fixes que sur des véhicules.
  • Un tel motoréducteur électrique permet de fournir une puissance importante en régime soutenu, si l'on dispose d'une alimentation électrique de capacité suffisante. Le moto réducteur électrique présente un avantage secondaire de grande compacité notamment par le faible nombre de composants et l'utilisation de réducteurs compacts de type train épicycloïdal, roue et vis ou de type à couronne externe flexible. Un grand rapport de réduction permet de plus de réduire le volume du moteur nécessaire.
  • Cependant, le profil d'utilisation de la motorisation d'une tourelle ou d'un tourelleau est très discontinu. Longtemps inactif ou en veille, le ou les tourelleaux sont sollicités individuellement, ponctuellement dans le temps, mais de manière intensive. De plus, dans le cas d'une utilisation de plusieurs tourelleaux, ils sont rarement sollicités en même temps, mais plutôt séquentiellement. Un exemple typique d'utilisation, est, suite à une longue inactivité, de devoir effectuer un mouvement de ralliement du système d'arme. Un mouvement de ralliement consiste en partant de la position courante ou de repos du système, à le déplacer, le plus rapidement possible pour le faire rejoindre sa nouvelle position d'utilisation. Pour cela la motorisation doit permettre d'effectuer une rotation de la tête de tourelleau du système d'arme pouvant atteindre 180°. Cette rotation doit s'effectuer selon des vitesses toujours plus rapides afin de répondre à l'évolution permanente des menaces. Le tourelleau redevient ensuite inactif et l'on peut par exemple solliciter un autre tourelleau pour prendre le relais.
  • Le profil de puissance consommée est très discontinu avec une faible demande moyenne, mais des pointes ponctuelles importantes. Le moto-réducteur électrique est peu adapté à de tels profils de demande de puissance.
    La puissance hydraulique, de part ses possibilités de stockage, dans des accumulateurs, par exemple oléo-hydrauliques, permet de s'accommoder d'une grande discontinuité de la demande de puissance. Cependant, malgré sa grande puissance massique permettant une fourniture de puissance importante, le nombre relativement important de composants nécessaires décourage l'homme de l'art, lorsqu'il doit concevoir une architecture compacte compatible des encombrements restreints des équipements.
    On connaît du brevet DE-4219462 un générateur hydraulique qui comprend un réservoir d'huile, des composants hydrauliques comprenant une unité de pompage qui comprend un moteur électrique et une pompe hydraulique, un accumulateur hydraulique, un moyen de distribution et des moyens de liaison.
    Ces moyens connus forment le préambule de la revendication 1. Le problème technique que cherche à résoudre ce document est avant tout de minimiser le volume du réservoir. Ce dispositif exclu un réservoir important, qui présenterait une base stable et une grande surface externe qui permettrait la fixation des composants hydrauliques. Il exclue également de noyer la pompe et/ou le moteur dans le réservoir ce qui en augmenterait encore le volume. Ceci conduit à de nombreux composants nécessairement situés à l'extérieur du réservoir, trop petit pour leur servir de support. Un tel dispositif n'est pas prévu pour être intégré dans un volume restreint, par exemple lorsque la tourelle est portée par un char, un navire ou tout autre véhicule militaire.
  • La présente invention remédie à ces différents inconvénients. Pour répondre au besoin important de puissance nécessaire au mouvement d'une tourelle ou d'un tourelleau, la présente invention retient une génération de puissance hydraulique. Ceci est rendu possible par un agencement particulier des différents composants du générateur hydraulique.
  • L'invention a donc pour objet un générateur électro-hydraulique pour la mise en mouvement de tourelle ou tourelleau, comprenant un réservoir de fluide hydraulique et un ensemble de composants comprenant un moteur entraînant une pompe hydraulique, un accumulateur, un moyen de distribution du fluide hydraulique et des moyens de liaison entre ces différents composants, caractérisé en ce que le réservoir et les composants sont insérés dans un volume cylindrique délimité par une surface circulaire, une première face plane d'extrémité et une seconde face plane d'extrémité et en ce que les composants sont fixés au réservoir.
  • Selon une caractéristique, le réservoir présente une forme approximativement cylindrique limitée par une paroi circulaire proche de la surface circulaire, une première paroi plane appliquée contre la première face plane et une seconde paroi plane.
  • Le générateur peut comporter un échangeur agencé selon la surface circulaire.
  • Selon une autre caractéristique, le générateur comporte un filtre inséré dans le volume cylindrique et fixé sur le réservoir.
  • Avantageusement, les composants et le filtre sont fixés sur la seconde paroi plane et la pompe est immergée dans le réservoir.
  • Selon encore une autre caractéristique, la seconde paroi plane comporte, au droit d'au moins un des composants ou du filtre, un décrochement axial et le moteur est un moteur électrique à courant continu basse tension.
  • Avantageusement, le filtre est en tout ou partie inséré dans le réservoir.
  • Selon encore une autre caractéristique, le réservoir présente, au niveau de la paroi circulaire, un décrochement radial destiné à recevoir l'accumulateur.
  • L'invention concerne également l'application du générateur à la mise en mouvement d'au moins un ensemble de tête comprenant un actionneur entraînant en rotation un axe solidaire d'une tête de tourelleau.
  • Avantageusement, l'actionneur est un vérin double-effet comprenant un piston solidaire d'une crémaillère entraînés en translation, ladite crémaillère engrenant sur un pignon circulaire solidaire de l'axe.
  • Avantageusement encore, l'actionneur est inséré dans le volume cylindrique, disposé selon un diamètre dudit volume cylindrique et fixé sur la paroi plane du réservoir et en ce que l'ensemble de tête est disposé au-dessus du volume cylindrique.
  • Avantageusement encore au moins un ensemble de tête est déporté à distance du générateur.
  • De façon générale, le générateur électro-hydraulique est construit, de manière classique, avec les composants suivants : un moteur qui entraîne une pompe. Cette pompe aspire le fluide hydraulique depuis un réservoir de stockage et la comprime dans un accumulateur. Cet accumulateur, par exemple oléo-hydraulique, bien connu de l'homme de l'art, permet de stocker de l'énergie hydraulique sous forme de pression, qui peut ensuite être restituée lorsque le besoin apparaît. Le fluide hydraulique est ensuite contrôlé par un moyen de distribution. Ce moyen de distribution, qui peut par exemple être un distributeur ou une servovalve, permet de contrôler l'utilisation de la puissance hydraulique en autorisant ou non la circulation du fluide hydraulique vers le composant consommateur. Ce composant consommateur est par exemple un actionneur disposant de deux chambres. Le moyen de distribution contrôle la circulation éventuelle de fluide hydraulique vers l'une ou l'autre des deux chambres. L'actionneur produit un mouvement lorsqu'il est sollicité par l'arrivée de fluide hydraulique dans sa première chambre. Un mouvement de sens opposé est produit par la sollicitation de la seconde chambre. Le fluide hydraulique est ensuite acheminé en retour vers le réservoir. Les différents composants traversés par le fluide hydraulique sont connectés entre eux par des moyens de liaison permettant le transport du fluide hydraulique de l'un à l'autre. Ces moyens de liaison comprennent, par exemple, des éléments de canalisation souples ou rigides, des connecteurs, des blocs usinés, ou tout autre moyen permettant de faire transiter le fluide hydraulique. Une construction avantageuse du générateur électro-hydraulique selon l'invention est de loger l'ensemble des composants (moteur, pompe, accumulateur, moyen de distribution) et le réservoir dans un premier volume de forme cylindrique pouvant être matérialisé par un carter. Avantageusement encore, les composants sont tous fixés au réservoir.
  • Le générateur hydraulique produisant beaucoup de chaleur par laminage du fluide hydraulique, il est avantageux de lui adjoindre un échangeur permettant de refroidir ce fluide. Cet échangeur est connecté de telle manière que le fluide qui circule dans le générateur hydraulique traverse l'échangeur afin de s'y refroidir. Ceci est bien connu de l'homme de l'art des systèmes hydrauliques. Dans l'invention, l'échangeur est avantageusement disposé en arc de cercle le long de la surface circulaire du réservoir. Ceci permet un contact avec l'extérieur du tourelleau et/ou de l'équipement porteur.
  • Un avantage du dispositif selon la présente invention réside dans la compacité du générateur électro-hydraulique. Sa compacité, en plus d'être une facilité pour concevoir des architectures d'équipement, rend possible l'utilisation dans ce type d'application de l'énergie hydraulique avec tous ses avantages bien connus de l'homme de l'art.
  • Un autre avantage du dispositif selon la présente invention est, lorsque l'on combine un générateur compact avec un actionneur compact de pouvoir réaliser un tourelleau compact, principalement dans le sens de l'extension verticale. Lors du montage en superstructure d'un équipement fixe ou mobile, la totalité du tourelleau et le cas échéant le générateur hydraulique associé sont montés au-dessus du niveau du toit de l'équipement. Dans le cas d'équipements fixes ou de véhicules militaires, ceci confère un avantage décisif du fait d'une plus faible proéminence du tourelleau au-dessus de l'équipement, ce qui améliore d'autant sa dissimulation et donc sa protection passive vis à vis de toute détection et/ou des menaces.
  • Un autre avantage du dispositif selon la présente invention est de permettre par l'utilisation de l'hydraulique de disposer d'une puissance instantanée importante dans un volume restreint.
  • Un autre avantage du dispositif selon la présente invention, lié à l'utilisation de l'hydraulique et d'un moyen d'accumulation, est de pouvoir stocker l'énergie et de pouvoir gérer les fortes variations de la consommation, tout en conservant une disponibilité immédiate.
  • Un autre avantage du dispositif selon la présente invention est de permettre de combiner les avantages de l'hydraulique tout en prélevant l'énergie sur le réseau électrique disponible à bord de l'équipement ou du véhicule.
  • Un autre avantage du dispositif selon la présente invention réside dans sa forme cylindrique qui prolonge le volume d'emprise de la tête de tourelleau.
  • Un autre avantage du dispositif selon la présente invention réside dans la fixation de tous les composants sur le réservoir. On obtient ainsi un ensemble monobloc aisément manutentionable et pouvant être installé, en une seule opération dans son logement.
  • Un autre avantage du dispositif selon la présente invention est de permettre l'utilisation d'un unique générateur hydraulique pour alimenter plusieurs tourelleaux installés, par exemple, sur le même équipement fixe ou le même véhicule. Ceci confère en plus des avantages économiques, un important gain de place.
  • Un autre avantage du dispositif selon la présente invention est de permettre d'installer un ensemble tête de tourelleau proche directement au-dessus du générateur et/ou un ou plusieurs ensembles de tête de tourelleau déportés à distance.
  • Un autre avantage du dispositif selon la présente invention obtenu lorsque l'on déporte une tête de tourelleau est de réduire sensiblement la hauteur du tourelleau au-dessus de l'équipement fixe ou du véhicule avec les avantages de moindre détectabilité qui en résultent.
  • Un autre avantage du dispositif selon la présente invention réside dans l'utilisation de moyens de liaison pouvant être des canalisations souples ou rigides, offrant des possibilités de déport du générateur hydraulique qui autorisent une grande souplesse d'architecture, le générateur ne devant pas nécessairement être logé sous l'ensemble de tête.
  • D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels :
    • la figure 1 présente une vue d'ensemble, en perspective, d'une réalisation préférentielle du générateur électro-hydraulique objet de la présente invention,
    • la figure 2 présente, en vue en perspective, un tourelleau complet emportant à titre illustratif une arme à double tube,
    • la figure 3 illustre une configuration avec un ensemble de tête proche et deux ensembles de tête déportés, et
    • la figure 4 illustre une configuration sans ensemble de tête proche et avec deux ensembles de tête déportés.
  • Sur la figure 1, le dispositif générateur électro-hydraulique comprend les composants suivants : un réservoir de fluide hydraulique ou bâche 1, un moteur 2, une pompe 3 logée à l'intérieur du réservoir 1, en regard du moteur 2, un accumulateur 4, un moyen de distribution 5, un filtre 6, un échangeur 7, un actionneur 8. Les moyens de liaison 9 ne sont pas représentés sur la figure. Ils sont situés tantôt à l'extérieur, tantôt à l'intérieur du réservoir 1 et relient les composants 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et le réservoir 1 pour constituer un circuit.
  • Le générateur hydraulique occupe un volume cylindrique 10. Ce premier cylindre est limité latéralement par une surface circulaire 13, vers le bas par une surface plane d'extrémité 11 et vers le haut par une surface plane d'extrémité 12.
  • Sur la figure 1, le générateur hydraulique est représenté installé dans un carter cylindrique. L'intérieur du carter cylindrique matérialise ce premier cylindre 10, 11, 12, 13. Dans la configuration ou l'ensemble de tête est monté proche, ce carter assure la protection du générateur hydraulique ainsi que le support de l'ensemble de tête de tourelleau.
  • Le réservoir 1 occupe un volume globalement cylindrique. Ce cylindre est limité latéralement par une paroi circulaire 13', vers le bas par une paroi plane d'extrémité 11' et vers le haut par une paroi plane d'extrémité 12'.
  • La paroi circulaire 13' épouse la surface circulaire 13. Elle présente un diamètre légèrement inférieur. Elle en recouvre la partie basse.
  • La paroi plane 11' repose sur la surface plane 11 qu'elle épouse.
  • Le volume cylindrique restant dans le volume cylindrique 10 et non occupé par le réservoir 1 est utilisé pour loger les composants 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
  • Le moteur 2 est avantageusement, lorsque l'on dispose d'un réseau électrique, un moteur électrique adapté à ce réseau. Dans le cas, par exemple, d'une application embarquée sur un véhicule, où l'on dispose d'un réseau courant continu basse tension, le moteur est un moteur électrique de type à courant continu basse tension.
  • Ce moteur 2 entraîne en rotation une pompe hydraulique rotative 3. Cette pompe 3 est avantageusement immergée dans le réservoir 1 de fluide hydraulique et le cas échéant dans le fluide hydraulique. La pompe 3 est par exemple du type pompe à pistons ou tout autre type de pompe équivalente, bien connu de l'homme de l'art (pompe à palettes, pompe à engrenages,...). Lors de sa rotation la pompe 3 prélève du fluide hydraulique dans le réservoir 1 et l'envoie par un moyen de liaison 9 vers l'accumulateur 4. Cet accumulateur 4 permet de stocker de l'énergie hydraulique sous forme de pression. Le fluide hydraulique pouvant être incompressible, il est utile de disposer d'un accumulateur 4 afin de stocker de l'énergie. L'accumulateur peut par exemple être du type oléo-hydraulique. Dans ce type d'accumulateur 4, bien connu de l'homme de l'art, une chambre contenant un fluide compressible est séparé du fluide hydraulique par une membrane imperméable déformable. Le fluide hydraulique, sous l'action de la pompe 3, vient appuyer sur la membrane qui se déformant vient comprimer le fluide compressible, dont la pression augmente. Si la pression dans le fluide hydraulique vient à baisser, le fluide compressible se détend et communique sa pression au fluide hydraulique. On peut aussi envisager tout type de dispositif accumulateur équivalent.
  • Un tel dispositif accumulateur permet avantageusement, d'une part de disposer d'une réserve de puissance importante, pouvant être nettement supérieure à la puissance moyenne de la pompe 2, immédiatement disponible, et d'autre part d'absorber les importantes variations discontinues de la consommation de puissance, avec un production continue de la pompe.
  • Afin de pouvoir utiliser cette énergie hydraulique et la commander, le fluide hydraulique est ensuite dirigé vers un moyen de distribution 5. Ce moyen de type servovalve, distributeur ou tout autre dispositif équivalent, permet de choisir de diriger le fluide hydraulique vers l'un ou l'autre des consommateurs.
  • Le fluide hydraulique a tendance à s'échauffer par compression et laminage dans les différents composants 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et moyens de liaison 9. Cet échauffement peut présenter des inconvénients et notamment nuire au bon fonctionnement du générateur hydraulique. On dispose avantageusement sur le parcours du fluide hydraulique un échangeur 7 permettant le refroidissement dudit fluide. Le principe d'un tel échangeur 7 est bien connu de l'homme de l'art. Il consiste à présenter une surface d'échange importante entre le fluide hydraulique et un autre milieu plus froid. Cet échangeur 7 est avantageusement placé, comme représenté sur la figure 1 sur la périphérie circulaire 13 du cylindre 10.
  • Le fluide hydraulique pouvant se charger au cours de son parcours de particules/impuretés pouvant ensuite nuire au bon fonctionnement de certains organes, il est avantageux de le filtrer en permanence. Pour cela on dispose un filtre 6, généralement tel qu'il est le dernier composant traversé par le fluide hydraulique au cours de son circuit, avant son retour dans le réservoir 1. Ce filtre 6, par souci d'économie d'espace peut être partiellement ou en totalité inséré dans le réservoir 1.
  • Comme représenté sur la figure 1, les composants sont tous fixés au réservoir 1. Avantageusement, dans une réalisation préférentielle, tous les composants sont fixés sur la paroi d'extrémité 12'. La paroi 11' du réservoir est plane et constitue une extrémité d'un volume de forme cylindrique. La paroi 12' est sensiblement plane et constitue l'autre extrémité dudit volume. Elle est aménagée en fonction des hauteurs des différents composants qui lui sont fixés. Ainsi, par exemple, comme représenté sur la figure 1, la hauteur du moyen de distribution 5 permet son positionnement entre la paroi plane d'extrémité 12' et la surface plane d'extrémité 12. Dans ce cas la paroi 12' n'est pas modifiée. A contrario, la hauteur du moteur est supérieure à la hauteur libre entre 12 et 12'. Dans ce cas la paroi 12' est modifiée par un décrochement local 14 dans le sens de la hauteur. En cet endroit, au droit du moteur 2, la paroi plane 12' est localement rapprochée de la paroi plane 11' pour permettre de loger le moteur 2.
  • L'actionneur 8 est représenté sur la figure 1 sous forme d'un vérin 8. La figure 1 représente un montage de type proche où l'actionneur 8 et l'axe 15 sont fixés au plus près du générateur hydraulique. Dans ce cas le vérin 8 est monté sur le réservoir 1, fixé sur la paroi 12'. Il est logé dans le volume limité par la surface circulaire 13 et compris entre la face plane 12 et la paroi plane 12'. Il est placé selon un diamètre du cylindre 10. L'actionneur 8 est un vérin double effet. Il dispose de deux chambres dans lesquelles le moyen de distribution 5 peut alternativement envoyer la pression de fluide hydraulique. Entre ces deux chambres est logé un piston 18 se déplaçant en translation suivant l'axe du vérin 8, respectivement dans un sens ou dans l'autre sous l'effet de la pression exercée respectivement dans une des chambres ou dans l'autre. Ce piston est solidaire d'une crémaillère 18. Cette crémaillère 18 engrène sur un pignon 19 solidaire de l'axe 15. L'axe 15 est mobile en rotation autour de l'axe du cylindre 10. Cet axe 15 est solidaire d'une tête de tourelleau et l'entraîne en rotation.
  • Sur la figure 2 est représenté, un tourelleau complet emportant à titre illustratif une arme à double tube. Ce tourelleau est construit en assemblant, en configuration proche, un ensemble de tête 20 comprenant une tête de tourelleau 16, un actionneur 8 (non représenté) et un axe 15 (non représenté), sur un générateur hydraulique 22. Le générateur hydraulique est logé à l'intérieur du carter cylindrique du tourelleau. On peut remarquer sur la périphérie arrière de ce carter une excroissance s'étendant radialement correspondant au logement de l'échangeur 7. Cette figure illustre, une configuration avec un tourelleau unique constitué d'un générateur 22 et d'un ensemble de tête 20 monté proche.
  • La figure 3 illustre une autre configuration avec un générateur 22 alimentant en énergie hydraulique, par l'intermédiaire de moyens de liaison 23, trois ensembles de tête 20, 21. La figure présente à titre illustratif un ensemble de tête proche 20 et deux ensembles de tête déportés 21.
  • La figure 4 illustre une autre configuration avec un générateur 22 alimentant en énergie hydraulique, par l'intermédiaire de moyens de liaison 23, deux ensembles de tête déportés 21. Il n'est pas nécessaire de disposer d'un ensemble de tête proche 20 sur le générateur. Le générateur 22 peut alors être logé avec plus de liberté.

Claims (14)

  1. Générateur électro-hydraulique pour la mise en mouvement de tourelle ou tourelleau, comprenant un réservoir de fluide hydraulique (1) et un ensemble de composants comprenant un moteur (2) entraînant une pompe hydraulique (3), un accumulateur (4), un moyen de distribution du fluide hydraulique (5) et des moyens de liaison (9) entre ces différents composants, caractérisé en ce que le réservoir (1) et les composants (2, 3, 4, 5, 9) sont insérés dans un volume cylindrique (10) délimité par une surface circulaire (13), une première face plane d'extrémité (11) et une seconde face plane d'extrémité (12) et en ce que les composants (2, 3, 4, 5, 9) sont fixés au réservoir (1).
  2. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir (1) présente une forme approximativement cylindrique limitée par une paroi circulaire (13') proche de la surface circulaire (13), une première paroi plane (11') appliquée contre la première face plane (11) et une seconde paroi plane (12').
  3. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un échangeur (7) agencé selon la surface circulaire (13).
  4. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un filtre (6) inséré dans le volume cylindrique (10) et fixé sur le réservoir (1).
  5. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les composants (2, 3, 4, 5, 9) et le filtre (6) sont fixés sur la seconde paroi plane (12')
  6. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la pompe (3) est immergée dans le réservoir (1).
  7. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la seconde paroi plane (12') comporte, au droit d'au moins un des composants (2, 3, 4, 5, 9) ou du filtre (6), un décrochement axial(14).
  8. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le moteur (2) est un moteur électrique à courant continu basse tension.
  9. Générateur selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le filtre (6) est en tout ou partie inséré dans le réservoir (1).
  10. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le réservoir (1) présente, au niveau de la paroi circulaire (13'), un décrochement radial (14') destiné à recevoir l'accumulateur (4).
  11. Application du générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 à la mise en mouvement d'au moins un ensemble de tête (20, 21) comprenant un actionneur (8) entraînant en rotation un axe (15) solidaire d'une tête de tourelleau (16, 17).
  12. Application du générateur selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'actionneur (8) est un vérin double-effet comprenant un piston solidaire d'une crémaillère (18) entraînés en translation, ladite crémaillère engrenant sur un pignon (19) circulaire solidaire de l'axe (15).
  13. Application du générateur selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que l'actionneur (8) est inséré dans le volume cylindrique (10), disposé selon un diamètre dudit volume cylindrique (10) et fixé sur la paroi plane (12') du réservoir (1) et en ce que l'ensemble de tête (20) est disposé au-dessus du volume cylindrique (10).
  14. Application du générateur selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'au moins un ensemble de tête (21) est déporté à distance du générateur (22).
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