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BREVET D'INVENTION "DISPOSITIF POUR L'ASSERVISSEMENT DES ARMES A DISTANCE"
La présente invention concerne l'asservissement à distance des armes en général, et son application est par- ticulièrement avantageuse pour les armes montées sur avions ou sur tous autres engins motorisés.
Conformément à l'invention, cet asservissement est obtenu par l'intermédiaire d'un certain nombre de servomoteurs (électrique, à-fluide comprimé ou, à liquide sous pression), remplissant, chacun,une fonction déterminée et comprenant, notamment, un servo-moteur pour la commande du pointage en site, et un servo-moteur pour la commande du pointage en direction.
Le fonctionnement des deux servo-moteurs sus-mentionnés est régi par un levier de pointage unique, que le' tireur peut faire pivoter, autour de deux axes rectangulaires, la rotation autour d'un axe assurant la commande de l'un des
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servo-moteurs et la rotation autour de l'autre axe, la commande de l'autre servo-moteur,
Les liaisons entre le levier de pointage et les servo-moteurs, et les liaisons entre ces derniers et l'arme asservie, sont telles, que ce levier et cette arme se déplacent toujours du même angle, et dans le [René sens.
Le levier de pointage agit sur chacun des servouoteurs par l'intermédiaire d'un différentiel dont la couronne ou le,croisillon, portant les satellites, commande le fonctionnement du servo-moteur, dans un sens ou dans l'autre, suivant le sens dans lequel les satellites sont eux-mêmes déplacés (à partir d'une position de repos), par l'action combinée des pignons primaire et secondaire du différentiel.
Le levier de pointage provoque, en agissant sur le pignon primaire, la rotation de la couronne de satellites dans un sens, tandis que l'arme, en suivant (grâce au servomoteur ainsi mis en action), en grandeur et en direction, ce mouvement du levier, commande, par l'intermédiaire du pignon secondaire, cette couronne en sens inverse, grâce à quoi elle se trouvera ramenée à sa position normale, correspondant à l'arrêt du moteur, lorsque l'arme aura effectué un mouvement d'amplitude égal à celui qu@@a été imprimé au levier.
Entre le levier de pointage et le pignon primaire d'une part, et entre l'arme et le pignon secondaire d'autre part, peuvent être intercalés tous dispositifs multiplicateurs et inverseurs de mouvement appropriés, en
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vue de réduire les jeux de construction et de fonctionnement.
Les liaisons entre le levier de pointage et le pignon primaire et entre l'arme et le pignon secondaire, peuvent avoir une longueur quelconque, ce qui permet de réaliser l'asservissement de l'arme à distance.
Suivant la nature du servo-moteur adopté (éleotrique, à fluide comprimé ou à liquide sous pression), la couronne de satellites commande un contacteur électrique ou un distributeur à tiroirs ou à soupapes, ou tout autre dispositifapproprié provoquant la mise en marche du servomoteur dans le sens désiré.
Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, l'arme est montée, par l'intermédiaire de tourillons, permettant le pointage en site avec un grand champ de tir, sur un cadre pouvant lui-même tourner autour d'un axe perpendiculaire à l'axe des tourillons, afin de permettre le pointage en direction, les deux servo-moteurs sus-mentionné-s agissant respectivement sur le cadre et sur l'arme.
Le tireur, toutes ses commandes et le capotage formant tourelle, participent à la rotation du cadre mobile.
Pour permettre au tireur davoir, sans se déplacer, un grand champ visuel, il est plané en avant, au-dessus, ou en avant et au-dessus du cadre mobile, assis ou debout sur un siège ou une plateforme, porté par ce cadre mobile.
Le tireur vise au moyen d'une lunette de visée reliée cinématiquement avec l'arme ou le levier de pointage, de façon à effectuer les mêmes mouvements,
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Le levier de pointage peut également porter les commandes, directes ou par servo-moteur, de la mise de feu et du réarmement, ce qui permet au tireur d'avoir une main entièrement libre pour procéder à toutes autres opé- rations.
Ainsi qu'on l'a précédemment mentionné, tout servomoteur approprié peut-être appliqué. L'invention vise cependant une forme de réalisation particulièrement avantageuse de servo-moteurs à liquide sous pression et divers modes d'alimentation de ces servo-moteurs.
Suivant cette forme de réalisation, le servo-moteur est constitué par un cylindre recevant un piston à double effet, ce cylindre et ce piston étant articulés par leurs extrémités, d'une part à un point fixe, et, d'autre part, à l'organe à mettre en mouvement.
La distribution est assurée, aux deux extrémités du cylindre, par des soupapes d'admission et d'échappement commandées par des culbuteurs, commandés eux-mêmes par la couronne de satellites du différentiel correspondant.
Les culbuteurs attaquent les soupapes avec un certain jeu grâce à quoi il existe une position intermédiaire de ces culbuteurs, correspondant à la position normale de la couronne de satellites, pour laquelle toutes les soupapes sont fermées, ce qui assure, grâce à l'incompressibilité du liquide, un blocage parfait des organes commandés, et en particulier de l'arme.
Le liquide sous pression est fourni, suivant un mode de réalisation, par la pompe à huile du moteur de l'engin sur lequel l'arme est montée.
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Suivant un autre mode de réalisation, le circuit du liquide est indépendant, la pompe pouvant alors être commandée, soit par le moteur, soit par tout autre moyen mécanique, pneumatique ou électrique.
Le liquide peut également être remis sous pression par un dispositif compresseur commandé par l'arme lors de son mouvement de recul.
La mise en pression du liquide peut enfin être assurée au,moyen d'air comprimé, par l'intermédiaire de deux bouteilles dont le fonctionnement est régi par deux flotteurs conjugués de façon qu'elles agissent successivement et alternativement comme bouteilles de refoulement de liquide et comme bouteilles d'évacuation.
Le débit du liquide est régularisé par un réservoir à poche d'air, muni d'une soupape de retenue.
D'autres caractéristiques et particularités de l'invention ressortiront de la description qui va en être faite en regard des dessins annexés représentant, schématiquement et simplement à'titre d'exemple, diverses formes de réalisation de l'invention.
Sur ces dessins:
La Fig. 1 est une vue en élévation de l'ensemble du dispositif d'asservissement conforme à l'invention.
La Fig. 2 est la vue en plan correspondante.
La Fig. 3 est une vue de face représentant, à plus petite échelle, le montage de l'arme sur le cadre mobile.
La Fig. 4 est une vue, en élévation,'d'un servo moteur suivant une forme de réalisation de l'invention,
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La Fig. 5 est, à plus grande échelle, une vue en coupe suivant V-V, Fig. 4.
La Fig. 6 est une vue similaire, en coupe, suivant VI-VI, Fig. 4.
La Fig. 7 est un schéma représentant le circuit du liquide sous pression, suivant un mode de réalisation de l'invention.
La Fig. 8 représente une variante de réalisation pour la mise en pression du liquide.
Les Fig. 9 à 11 représentent une autre variante.
Les Fig. 12 et 13 représentent un différentiel con- forme à l'invention, avec organes multiplicateurs.
La Fig. 14 est une vue de détail.
Dans l'exemple représenté sur les dessins, on a supposé que l'invention était appliquée à une arme montée sur un avion ; est bien évident toutefois que l'invention est applicable aux armes'montées sur tous autres engins.
En se reportant plus particulièrement aux Fig. 1 à 3, on voit que l'arme M, représentée en pointillés, est montée, au moyen de ses tourillons 1, sur un cadre ou tourelle 2 pouvant lui-même tourner autour d'un axe vertical, matérialisé par des tourillons 3, par l'intermédiaire des- quels ce cadre est monté sur le châssis 4 de l'avion ou autre engin. Le pointage en site est obtenu en faisant tourner l'arme autour de ses tourillons 1 et le pointage en direction en faisant tourner le cadre 2 autour de ses tourillons 3.
Conformément à l'invention, le tireur, schématisé
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en T, sur la Fig. 1, peut commander ces deux gouvernants de pointage par l'intermédiaire d'un levier unique 5 coopérant avec un servo-moteur S pour le pointage en site et avec un servo-moteur Sa pour le pointage en direction. Ce levier peut tourner autour de deux axes rectangulaires 6-6a. Lorsque, pour le pointage en site, le tireur fait tourner ce levier
5 autour de l'axe 6, ce levier entraîne le pignon primaire 7 d'un différentiel désigné d'une façon générale par 8, lequel pignon est fixé à la partie primaire 5a de ce le, vier 5.
Ce différentiel comprend également un pignon secon- daire . et des pignons satellites 10 montés sur une oouron- ne 11 reliée, par la bielle 12, le renvoi 13 (Fig. 14) et la bielle 14, au dispositif de distribution du servo-moteur
S. Ce servo-moteur, comme d'ailleurs e servo-moteur Sa de pointage en direction, pourra être de tout type approprié: électrique, à fluide comprimé, à liquide sous pression,etc...
Dans l'exemple représenté, c'est ce dernier type qui a été choisi. Le servo-moteur comprend alors, comme représenté sur les Fig. 4 ; 5 et 6, un cylindre 15 dans lequel se meut un piston à double effet 16; un dispositif de distribution est prévu à chaque extrémité du cylindre, chacun de ces dispositifs comprenant, avec inversion de position (voir
Fig. 5 et 6), une soupape d'admission 17 ou 17' et une ' soupape d'échappement 18 ou 18'. Les soupapes d'une ex- trémité sont attaquées par un culbuteur 19 et les soupa- pes de l'autre extrémité par un culbuteur 19', et les deux culbuteurs sont calés sur un arbre unique 20, lequel est at- taqué par la bielle 14 précédemment décrite.
Lorsque sous
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l'action de cette bielle, l'arbre 20 pivote, dans le sens dextrogyre par exemple, à partir de la position de repos représentée sur les Fig. 5 et 6, les culbuteurs ouvrent simultanément la soupape d'admission 17, d'une extrémité, et la soupape d'échappement 18' de l'autre extrémité. Le liquide sous pression arrivant par la conduite 21 pénètre alors dans le cylindre par la soupape 17 et agit sur une face du piston 16, tandis que le liquide se trouvant de l'autre côté du piston peut s'échapper librement par la soupapé 18' et la conduite d'échappement 22'. Le piston se déplace alors dans un sens déterminé. Il se déplace en sens inverse lorsque l'arbre 2¯0-des culbuteurs est commandé de façon à provoquer l'ouverture des soupapes d'admission 17' et d'échappement 18.
Le cylindre 15 du servo-moteur S est articulé en un point fixe, tandis que l'extrémité 28 de la tige 29 du piston est articulée sur l'arme M.
Tandis que la couronne 11 du différentiel 8 est, ainsi qu'on vient de le voir, reliée à l'arbre de distribution 20 du servo-moteur S, le pignon secondaire 9 de ce différentiel est lui-même relié à l'arme M afin que toute rotation de cette dernière se transmette à ce pignon. Dans ce but, sur l'arme M, est articulée, en 23, une biellette 24, reliée, par un bras 25, à un pignon 26 en prise avec un pignon 27 solidaire du pignon secondaire 9 du diffé - rentiel.
La figure déterminée par l'arme, (entre les points 23 et 1) et les pièces 24 et 25, est un parallé- logramme déformable; le bras 25 reste donc constatent parallèle à l'arme, en sorte que le pignon 26 et par consé-
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quent, le pignon secondaire 9, tournent du même angle que l'arme autour de ses tourillons 1, le secondaire 9 tournant en sens inverse.
Les dispositifs qui viennent d'être décrits permet- tent le pointage en site dans les conditions suivantes : Lorsque le pointeur fait tourner le levier 5 d'un angle [alpha] autour de l'axe 6, le pignon primaire 7 tourne de ce même angle . Comme le pignon secondaire 9 est immobile, étant bloqué par le servo-moteur S, alors en position de repos, la couronne 11 tourne d'un angle . ; cette couronne pro-
2 voque, comme on l'a vu précédèrent, la mise en marche du servo-moteur S qui, par la tige de piston 29, commande le mouvement angulaire de l'arme M autour de ses tourillons 1.
Ce mouvement entraine une rotation de même grandeur, mais de sens contraire du pignon secondaire 9 (par la biellette 24, le bras et les pignons 26 et 27). Lorsque l'arme M et ce pignon 9¯ auront tourné d'un angle [alpha], la couronne 11 aura été commandée d'un angle [alpha] en sens inverse de son
2 mouvement précédent; elle est .donc revenue à sa position normale pour laquelle elle ramène le servo-moteur S au repos. L'arme s'arrête donc après avoir tourné d'un angle 0( égal à celui imprimé au levier 5, ce qui est le but cherché.
On remarquera qu'il est essentiel que les pignons primaire' 7 et secondaire 9 du différentiel soient commandés en sens inverse, respectivement par le levier et l'arme M. Il est évident que l'inversion du mouvement peut aussi bien être obtenue entre l'arme M et le pignon 9 (cas représenté) qu!entre le levier 5 et le pignon 7. On verra également plus loin, en regard des Fig. 12 et 13 que l'on peut
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prévoir des multiplicateurs de mouvement pour ces pignons.
Le pointage en direction est obtenu dans les mêmes conditions, au moyen d'un différentiel 8a et d'un servo- moteur Sa. Lorsqu'on fait tourner le levier 5 d'un angle autour de l'axe 6a, la biellette 30 (Fig. 2) commande le bras 31 qui fait tourner, d'un angle correspondant, un arbre 32 portant, à son extrémité inférieure, un pignon conique 33 commandant (Fig. 1), un arbre 34 commandant lui- même le pignon primaire 7a du différentiel 8a. Ce pignon 7a tournera donc d'un angle,$ et le croisillon 11a (équiva- lent de la couronne 11). d'un angle ss. Ce croisillon
2 commande, par le système 12a - 13a - 14a, la mise en marche du servo-moteur Sa qui, par la tige 29a de son piston, ar- ticulée en 28a sur le cadre 4, fait tourner ce dernier ain- si que l'arme, autour des tourillons 3.
Comme l'ensemble du dispositif de commande, et notamment le levier 15 et les renvois 32 et 34 se trouve, ainsi d'ailleurs que le tireur lui-même, porté par le cadre 4 et participe à sa rotation, alors que le pignon secondaire 9a est fixe, la rotation du cadre entraînera la rotation des satellites. Lorsque le cadre aura tourné d'un angle ss,le pignon 7a aura tourné également d'un angle , en sens inverse du sens de son mouvement précédent et les satellites 10a auront été rame- nés, ainsi que le croisillon lla, dans leur position norma- le, pour laquelle le servo-moteur Sa est arrêté. Ainsi l'ar- me M aura été pointée en direction par rotation d'un angle ss égal à celui imprimé au levier 5. Toutefois, le diffé- rentiel 8a peut être omis, et le pignon 7a peut être fixé directement sur l'arbre lla.
Dans ce cas, cet arbre tourne du même angle que le levier, et non plus de la, La rota-
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tion subséquente de la tourelle dans le sens contraire ramène cet arbre à sa position de repos et arrête le servomoteur Sa quand elle atteint l'angle .
On voit donc que le levier 5 et l'arme M se déplacent dans le même sens et des mêmes angles,
Les culbuteurs 19 attaquent les soupapes 17 et 18 avec un certain jeu, en sorte qu'il existe pour ces culbuteurs une position intermédiaire (position des Fig. 5 et 6) pour laquelle toutes les soupapes sont fermées; le piston 16 est alors maintenu immobile par le liquide incompressible agissant sur ses deux faces et l'arme est alors maintenue sans débattement possible.
Le tireur ou pointeur pourra être placé en avant, au-dessus, ou en avant et au-dessus du cadre 4, assis ou debout sur un siège ou sur une plateforme portée par le cadre. De cette façon le tireur n'aura pas à se déplacer et un grand champ visuel s'offrira lui, Ce pointeur visera avec une lunette reliée cinématiquement avec le levier 5 ou avec l'arme M, de façon à se déplacer avec ces organes, avec ou sans Correction de tir. Il suffira donc au pointeur de manoeuvrer le levier 5 afin d'orienter la lunette L vers le but visé pour que l'arme se trouve auto- matiquement pointée vers ce but,
L'alimentation des servo-moteurs en liquide sous pression peut être obtenue de diverses façons.
Dans l'exemple représenté schématiquement sur la Fig. 7 on utilise l'huile sous pression refoulée par la pompe à huile 35 du moteur de l'engin sur lequel l'arme est montée.
L'huile sous pression arrive par la conduite 36 aux deux servo-moteurs S et Sa desquels elle fait retour, par la
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canalisation 37, au réservoir 38. Un réservoir avec poche d'air 40 et soupape de retenue 41 sert de régulateur de débit.
La pompe 35 pourrait être indépendante et être com- mandée par une source d'énergie appropriée, par exemple par le moteur de l'engin ou par un moteur électrique'bran- ché sur l'installation électrique, ou encore par un moteur à air comprimé lorsqu'on dispose de ce f luide.
On peut également, pour la mise en pression du li- quide, utiliser le recul de l'arme, au moyen par exemple du dispositif représenté sur la Fig. 8. L'arme commande un piston 42 qui se déplace dans un cylindre 43 renfermant du liquide que ce piston refoule sous pression, par la oanali- sation 36 et le régulateur 39 (comparer avec Fig. 7), vers les servo-moteurs S et Sa. Le liquide fait ensuite retour au réservoir 38, puis au cylindre 43, par l'intermédiaire d'une soupape 44. Sur la Fig. 8, les organes sont représen- tés en fin de recul de l'arme.
Le liquide peut aussi être mis en pression au moyen du dispositif représenté sur les Fig. 9 à 11. Une arrivée d'air comprimé 45 est susceptible de communiquer, par un distributeur 46 (commandé comme on le verra plus loin), avec l'une ou l'autre de deux bouteilles 47-47a. Dans la position représentée Fig. 9, c'est avec la bouteille 47 que la canalisation 45 communique. L'air comprimé refoule alors le liquide contenu dans cette bouteille, par la conduite 36 vers les servo-moteurs S et Sa, par l'intermédiaire de leurs distributeurs D et Da.
Le liquide fait ensuite retour, par la conduite 37, au réservoir 38 d'où elle se rend dans l'autre bouteille 47a, dont la soupape 48a est alors
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ouverte du fait que le flotteur µLa, pivotant autour de l'axe 50a est en position basse, Au contraire, la soupape 48 de l'autre bouteille est fermée car le flotteur 49 est maintenu dans.la position haute par le liquide se trouvant dans cette bouteille. Afin que le flotteur 49a ne puisse remonter que lorsque tout le liquide a été refoulé de l'autre bouteille, les deux flotteurs sont reliés par un dispositif d'enclanchement, comprenant deux cames 51-51a calées respectivement sur les axes 50-50a, à l'extérieur des bouteilles; chaque came 51 ou 5la comporte un évidement circulaire 52-52a.
On voit facilement, en se référant à la Fig. 10, que le flotteur 49a ne peut monter sous l'action du liquide remplissant peu à peu la bouteille 47a, car il est bloqué par la came 51. Mais, dès que la bouteille 47 s'est vidée et que le flotteur 49 retombe (Fig.
11), l'encoche 52 arrive dans la position où elle permet le libre mouvement du flotteur 49a, lequel remonte en fermant la soupape 48a et en commandant le distributeur 46, (grâce à une liaison cinématique appropriée non représentée) afin que l'air comprimé arrive maintenant dans la bouteille 4?a d'où le liquide sera alors refoulé par la conduite 36.
En fin d'évacuation de cette bouteille 47a, les flotteurs joueront en sens inverse, et ainsi de suite, les deux bouteilles envoyant successivement du liquide sous pression par la conduite 36. L'échappement de l'air des bouteilles pendant leur remplissement peut être commandé par les mêmes distributeurs D et Da.
Dans tous les dispositifs sus-décrits pour l'alimentation des servo-moteurs, on utilisera, de préférence un liquide spécial incongelable, à base d'alcool éthylique,
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en vue de permettre les vols à haute altitude.
Ainsiqu'on l'a précédemment mentionné, on peut in- tercaler des dispositifs multiplicateurs entre le levier
5 et le pignon primaire 7 du différentiel 8 (ou 8a) et entre l'arme M et le pignon secondaire 9. Les Fig. 12 et
13 représentent une disposition de ce genre. Le levier 5 est solidaire d'une roue dentée 53 en prise avec un pignon
54 solidaire du pignon primaire ? qui est ainsi commandé par le levier 5 avec une certaine multiplication. D'autre part, entre le bras pivotant 25, commandé par l'arme M, et le pignon secondaire 9, est intercalé un train épicycioidai comprenant un pignon 55 roulant, lorsque le bras 25 pivote, sur une roue fixe 56, et solidaire d'un pignon de plus grand diamètre 57, lequel entraine la couronne extérieure 58 so- lidaire du pignon secondaire 9.
Naturellement, la multi- plication doit être la même pour les pignons primaire et secondaire. Ces organes multiplicateurs réduisent les jeux de construction et de fonctionnement.
Le mécanisme de commande de pointage conforme à l'invention peut servir à l'asservissement d'une arme à, distance puisqu'on peut donner toute longueur appropriée à la commande des pignons primaires par le levier $, et des pignons secondaires par l'arme elle-même, ces commandes n'ayant qu'un effort excessivement faible à transmettre.
On pourra monter la commande de mise de feu, directe ou par servo-moteur, sur le levier 5, ce qui laisse au: tireur une main entièrement libre pour toutes autres opérations, pour la commande d'un correcteur par exemple, On pourra également monter, sur ce même levier 5, la commande de réarmement. L'une de ces commandes est représen-
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tée, à titre d'exemple, en 60 sur la Fig, 1.
On comprendra que ce n'est qu'à titre d'exemple que l'on a décrit et représenté différentes formes de réalisation de dispositifs permettant la mise en pratique de l'invention et qu'il est évident que l'on pourra y appor- . ter de nombreuses variantes sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
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PATENT OF INVENTION "DEVICE FOR THE SERVICING OF REMOTE WEAPONS"
The present invention relates to the remote control of weapons in general, and its application is particularly advantageous for weapons mounted on airplanes or on all other motorized vehicles.
According to the invention, this servo-control is obtained by means of a certain number of servomotors (electric, compressed-fluid or pressurized liquid), each fulfilling a determined function and comprising, in particular, a servo -motor for the control of the pointing in elevation, and a servo-motor for the control of the pointing in direction.
The operation of the two aforementioned servomotors is governed by a single pointing lever, which the shooter can rotate, around two rectangular axes, the rotation around an axis ensuring the control of one of the
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servo-motors and rotation around the other axis, controlling the other servo-motor,
The connections between the aiming lever and the servo-motors, and the connections between the latter and the slave weapon, are such that this lever and this weapon always move at the same angle, and in the [René direction.
The pointing lever acts on each of the servomotors via a differential whose crown or cross, carrying the satellites, controls the operation of the servomotor, in one direction or the other, depending on the direction in which the planet wheels are themselves moved (from a rest position), by the combined action of the primary and secondary gears of the differential.
The pointing lever causes, by acting on the primary pinion, the rotation of the planet ring in one direction, while the weapon, following (thanks to the servomotor thus put into action), in magnitude and in direction, this movement of the lever, controls, via the secondary pinion, this ring gear in the opposite direction, thanks to which it will be returned to its normal position, corresponding to stopping the engine, when the weapon has made an amplitude movement equal to that which @@ was printed at the lever.
Between the aiming lever and the primary pinion on the one hand, and between the weapon and the secondary pinion on the other hand, any suitable multiplier and reverser devices can be inserted, in
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in order to reduce construction and operating play.
The connections between the aiming lever and the primary pinion and between the weapon and the secondary pinion can have any length, which makes it possible to control the weapon from a distance.
Depending on the nature of the servomotor adopted (electric, compressed fluid or pressurized liquid), the planet gear controls an electric contactor or a spool or valve distributor, or any other suitable device causing the servomotor to start in the desired meaning.
According to a particularly advantageous characteristic of the invention, the weapon is mounted, by means of trunnions, allowing the aiming in elevation with a large firing range, on a frame which can itself rotate around an axis perpendicular to the axis of the journals, in order to allow pointing in direction, the two aforementioned servomotors acting respectively on the frame and on the weapon.
The shooter, all its controls and the turret cowling, participate in the rotation of the mobile frame.
To allow the shooter to have, without moving, a large field of vision, he is hovered in front of, above, or in front of and above the mobile frame, sitting or standing on a seat or a platform, carried by this frame mobile.
The shooter aims by means of a telescopic sight linked kinematically with the weapon or the aiming lever, so as to perform the same movements,
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The aiming lever can also carry the commands, direct or by servo-motor, of the firing and the rearming, which allows the shooter to have a completely free hand to carry out all other operations.
As previously mentioned, any suitable servomotor can be applied. However, the invention relates to a particularly advantageous embodiment of pressurized liquid servomotors and various modes of supplying these servomotors.
According to this embodiment, the servomotor is constituted by a cylinder receiving a double-acting piston, this cylinder and this piston being articulated by their ends, on the one hand to a fixed point, and, on the other hand, to the organ to be set in motion.
Distribution is ensured, at both ends of the cylinder, by intake and exhaust valves controlled by rocker arms, themselves controlled by the planet ring of the corresponding differential.
The rocker arms attack the valves with a certain play, thanks to which there is an intermediate position of these rocker arms, corresponding to the normal position of the planet ring, for which all the valves are closed, which ensures, thanks to the incompressibility of the liquid, perfect blocking of the controlled components, and in particular of the weapon.
The pressurized liquid is supplied, according to one embodiment, by the engine oil pump of the machine on which the weapon is mounted.
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According to another embodiment, the liquid circuit is independent, the pump then being able to be controlled either by the motor or by any other mechanical, pneumatic or electrical means.
The liquid can also be put back under pressure by a compressor device controlled by the weapon during its recoil movement.
The pressurization of the liquid can finally be ensured by means of compressed air, via two bottles whose operation is governed by two conjugate floats so that they act successively and alternately as liquid delivery bottles and as waste bottles.
The flow of liquid is regulated by an air pocket reservoir, fitted with a check valve.
Other characteristics and particularities of the invention will emerge from the description which will be given with reference to the appended drawings showing, schematically and simply by way of example, various embodiments of the invention.
On these drawings:
Fig. 1 is an elevational view of the entire servo device according to the invention.
Fig. 2 is the corresponding plan view.
Fig. 3 is a front view showing, on a smaller scale, the mounting of the weapon on the mobile frame.
Fig. 4 is a view, in elevation, of a servo motor according to an embodiment of the invention,
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Fig. 5 is, on a larger scale, a sectional view along V-V, FIG. 4.
Fig. 6 is a similar view, in section, along VI-VI, FIG. 4.
Fig. 7 is a diagram showing the pressurized liquid circuit, according to one embodiment of the invention.
Fig. 8 shows an alternative embodiment for pressurizing the liquid.
Figs. 9 to 11 represent another variant.
Figs. 12 and 13 show a differential in accordance with the invention, with multiplier members.
Fig. 14 is a detail view.
In the example shown in the drawings, it has been assumed that the invention was applied to a weapon mounted on an airplane; It is obvious, however, that the invention is applicable to weapons mounted on all other vehicles.
Referring more particularly to Figs. 1 to 3, it can be seen that the weapon M, shown in dotted lines, is mounted, by means of its journals 1, on a frame or turret 2 which itself can rotate around a vertical axis, materialized by journals 3, by means of which this frame is mounted on the chassis 4 of the airplane or other vehicle. The elevation aiming is obtained by rotating the weapon around its journals 1 and the aiming in direction by rotating the frame 2 around its journals 3.
According to the invention, the shooter, shown schematically
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in T, in FIG. 1, can control these two pointing rulers by means of a single lever 5 cooperating with a servo-motor S for pointing in elevation and with a servo-motor Sa for pointing in direction. This lever can rotate around two rectangular axes 6-6a. When, for aiming in elevation, the shooter turns this lever
5 around the axis 6, this lever drives the primary pinion 7 of a differential generally designated by 8, which pinion is fixed to the primary part 5a of this le, vier 5.
This differential also includes a secondary pinion. and planet gears 10 mounted on an oouron 11 connected, by the connecting rod 12, the return 13 (Fig. 14) and the connecting rod 14, to the distribution device of the servomotor
S. This servo-motor, like the Sa servo-motor for pointing in direction, can be of any suitable type: electric, compressed fluid, pressurized liquid, etc ...
In the example shown, it is the latter type which has been chosen. The servo motor then comprises, as shown in Figs. 4; 5 and 6, a cylinder 15 in which a double-acting piston 16 moves; a dispensing device is provided at each end of the cylinder, each of these devices comprising, with position reversal (see
Fig. 5 and 6), an intake valve 17 or 17 'and an' exhaust valve 18 or 18 '. The valves at one end are engaged by a rocker arm 19 and the valves at the other end by a rocker arm 19 ', and the two rocker arms are wedged on a single shaft 20, which is attacked by the connecting rod. 14 previously described.
When under
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the action of this connecting rod, the shaft 20 pivots, in the dextrorotatory direction for example, from the rest position shown in FIGS. 5 and 6, the rocker arms simultaneously open the intake valve 17, on one end, and the exhaust valve 18 'on the other end. The pressurized liquid arriving through the pipe 21 then enters the cylinder through the valve 17 and acts on one face of the piston 16, while the liquid on the other side of the piston can escape freely through the valve 18 ' and the exhaust pipe 22 '. The piston then moves in a determined direction. It moves in the opposite direction when the rocker arm shaft 2¯0-is controlled so as to open the inlet 17 'and exhaust 18 valves.
The cylinder 15 of the servomotor S is articulated at a fixed point, while the end 28 of the piston rod 29 is articulated on the weapon M.
While the crown 11 of the differential 8 is, as we have just seen, connected to the timing shaft 20 of the servomotor S, the secondary pinion 9 of this differential is itself connected to the weapon M so that any rotation of the latter is transmitted to this pinion. For this purpose, on the weapon M, is articulated, at 23, a connecting rod 24, connected, by an arm 25, to a pinion 26 engaged with a pinion 27 integral with the secondary pinion 9 of the differential.
The figure determined by the weapon (between points 23 and 1) and parts 24 and 25, is a deformable parallelogram; the arm 25 therefore remains parallel to the weapon, so that the pinion 26 and consequently
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quent, the secondary pinion 9, rotate at the same angle as the weapon around its journals 1, the secondary 9 rotating in the opposite direction.
The devices which have just been described allow pointing in elevation under the following conditions: When the pointer rotates the lever 5 by an angle [alpha] around the axis 6, the primary pinion 7 rotates in the same way. angle. As the secondary pinion 9 is stationary, being blocked by the servomotor S, then in the rest position, the crown 11 rotates at an angle. ; this crown pro-
2 voque, as we have seen preceded, the starting of the servomotor S which, by the piston rod 29, controls the angular movement of the weapon M around its journals 1.
This movement causes a rotation of the same magnitude, but in the opposite direction of the secondary pinion 9 (by the connecting rod 24, the arm and the pinions 26 and 27). When the weapon M and this pinion 9¯ will have turned by an angle [alpha], the crown 11 will have been ordered from an angle [alpha] in the opposite direction of its
2 previous movement; it is therefore returned to its normal position for which it returns the servomotor S to rest. The weapon thus stops after having turned of an angle 0 (equal to that printed with the lever 5, which is the sought goal.
It will be noted that it is essential that the primary '7 and secondary 9 pinions of the differential are controlled in the opposite direction, respectively by the lever and the weapon M. It is obvious that the reversal of the movement can as well be obtained between the 'weapon M and pinion 9 (case shown) than between lever 5 and pinion 7. It will also be seen below, with reference to FIGS. 12 and 13 that we can
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provide motion multipliers for these pinions.
The pointing in direction is obtained under the same conditions, by means of a differential 8a and a servomotor Sa. When the lever 5 is rotated by an angle around the axis 6a, the rod 30 ( Fig. 2) controls the arm 31 which rotates, by a corresponding angle, a shaft 32 carrying, at its lower end, a bevel gear 33 controlling (Fig. 1), a shaft 34 itself controlling the primary gear 7a of the differential 8a. This pinion 7a will therefore turn at an angle, $ and the spider 11a (equivalent to the crown 11). from an angle ss. This brace
2 controls, by the system 12a - 13a - 14a, the starting of the servo-motor Sa which, by means of the rod 29a of its piston, articulated at 28a on the frame 4, turns the latter so that the 'weapon, around the journals 3.
Like the whole of the control device, and in particular the lever 15 and the references 32 and 34 is, as well as the shooter itself, carried by the frame 4 and participates in its rotation, while the secondary pinion 9a is fixed, the rotation of the frame will cause the rotation of the satellites. When the frame has turned by an angle ss, the pinion 7a will also have turned at an angle, in the opposite direction to the direction of its previous movement and the planet wheels 10a will have been brought back, as well as the spider 11a, to their position. normal, for which the Sa servo motor is stopped. Thus the weapon M will have been pointed in the direction by rotation of an angle ss equal to that impressed on the lever 5. However, the differential 8a can be omitted, and the pinion 7a can be fixed directly on the shaft. there.
In this case, this shaft rotates at the same angle as the lever, and no longer from the, The rota-
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Subsequent action of the turret in the opposite direction brings this shaft back to its rest position and stops the servomotor Sa when it reaches the angle.
It can therefore be seen that the lever 5 and the weapon M move in the same direction and from the same angles,
The rocker arms 19 engage the valves 17 and 18 with a certain clearance, so that there is for these rocker arms an intermediate position (position of Figs. 5 and 6) for which all the valves are closed; the piston 16 is then kept motionless by the incompressible liquid acting on its two faces and the weapon is then maintained without possible deflection.
The shooter or pointer may be placed in front of, above, or in front of and above the frame 4, seated or standing on a seat or on a platform carried by the frame. In this way the shooter will not have to move and a large visual field will be offered to him, This pointer will aim with a telescope kinematically connected with the lever 5 or with the weapon M, so as to move with these organs, with or without shooting correction. It will therefore suffice for the pointer to maneuver the lever 5 in order to orient the telescope L towards the intended goal so that the weapon is automatically pointed towards this goal,
The supply of pressurized liquid to the servomotors can be obtained in various ways.
In the example shown schematically in FIG. 7 is used the pressurized oil delivered by the oil pump 35 of the engine of the machine on which the weapon is mounted.
The pressurized oil arrives via line 36 to the two servomotors S and Sa from which it returns, via the
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line 37, to reservoir 38. A reservoir with air pocket 40 and check valve 41 serves as a flow regulator.
The pump 35 could be independent and be controlled by an appropriate source of energy, for example by the engine of the machine or by an electric motor connected to the electrical installation, or even by an air motor. compressed when this fluid is available.
It is also possible, for the pressurization of the liquid, to use the recoil of the weapon, for example by means of the device shown in FIG. 8. The weapon controls a piston 42 which moves in a cylinder 43 containing liquid which this piston delivers under pressure, through the oanalisation 36 and the regulator 39 (compare with Fig. 7), towards the servomotors S and Sa. The liquid then returns to the reservoir 38, then to the cylinder 43, via a valve 44. In FIG. 8, the components are shown at the end of the weapon's recoil.
The liquid can also be pressurized by means of the device shown in Figs. 9 to 11. A compressed air supply 45 is capable of communicating, via a distributor 46 (controlled as will be seen below), with one or the other of two bottles 47-47a. In the position shown in Fig. 9, it is with the bottle 47 that the line 45 communicates. The compressed air then delivers the liquid contained in this bottle, through line 36 to the servomotors S and Sa, through their distributors D and Da.
The liquid then returns, through line 37, to the reservoir 38 from where it goes into the other bottle 47a, whose valve 48a is then
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open due to the fact that the float µLa, pivoting around the axis 50a is in the low position, on the contrary, the valve 48 of the other bottle is closed because the float 49 is held in the high position by the liquid in this bottle. So that the float 49a can only rise when all the liquid has been discharged from the other bottle, the two floats are connected by an engagement device, comprising two cams 51-51a respectively wedged on the axes 50-50a, to the outside of the bottles; each cam 51 or 5la has a circular recess 52-52a.
It is easily seen, by referring to FIG. 10, that the float 49a cannot rise under the action of the liquid gradually filling the bottle 47a, because it is blocked by the cam 51. But, as soon as the bottle 47 has emptied and the float 49 falls ( Fig.
11), the notch 52 arrives in the position where it allows the free movement of the float 49a, which rises by closing the valve 48a and controlling the distributor 46, (thanks to an appropriate kinematic connection not shown) so that the air tablet now arrives in bottle 4? a from where the liquid will then be delivered through line 36.
At the end of evacuation of this bottle 47a, the floats will play in the opposite direction, and so on, the two bottles successively sending pressurized liquid through line 36. The exhaust of air from the bottles during their filling can be ordered by the same distributors D and Da.
In all of the devices described above for supplying the servomotors, a special non-freezing liquid based on ethyl alcohol will preferably be used,
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in order to allow high altitude flights.
As previously mentioned, multiplier devices can be inserted between the lever
5 and the primary pinion 7 of the differential 8 (or 8a) and between the weapon M and the secondary pinion 9. FIGS. 12 and
13 represent such a provision. The lever 5 is integral with a toothed wheel 53 engaged with a pinion
54 integral with the primary pinion? which is thus controlled by the lever 5 with a certain multiplication. On the other hand, between the pivoting arm 25, controlled by the weapon M, and the secondary pinion 9, is interposed an epicycioidai gear comprising a pinion 55 rolling, when the arm 25 pivots, on a fixed wheel 56, and integral with 'a larger diameter pinion 57, which drives the outer ring 58 which is solid with the secondary pinion 9.
Of course, the multiplication must be the same for the primary and secondary gears. These multiplier organs reduce the construction and operating games.
The aiming control mechanism according to the invention can be used to control a weapon at a distance since any appropriate length can be given to the control of the primary gears by the lever $, and of the secondary gears by the weapon itself, these commands having only an excessively weak force to transmit.
We can mount the firing control, direct or by servo-motor, on lever 5, which leaves the: shooter a hand entirely free for all other operations, for the control of a corrector for example, We can also fit the reset control on this same lever 5. One of these commands is represented
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tee, by way of example, at 60 in FIG, 1.
It will be understood that it is only by way of example that various embodiments of devices have been described and shown allowing the practice of the invention and that it is obvious that it will be possible to add -. there are many variations without departing from the spirit of the invention.