ES2348869T3 - Dispositivo de recuperacion de la energia producida por el retroceso de un arma. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de recuperación (2) de la energía producida durante el retroceso de un arma (1), que comprende un cilindro (3) recuperador de energía accionado por el retroceso del arma, cilindro recuperador de doble efecto que comprende una primera (6) y una segunda (5) cámaras separadas por un pistón (24), estando la primera cámara (6) del cilindro unida a un circuito de alimentación hidráulica del arma, dispositivo caracterizado porque el pistón (24) de este cilindro (3) empuja el fluido hidráulico de este circuito en un acumulador de almacenamiento (16) durante el retroceso del arma, estando la segunda cámara (5) del cilindro recuperador (3) de energía unida a un enlace elástico (20) del arma que asegura su presurización durante el retroceso del arma, incluyendo además el cilindro recuperador un vástago (4) solidario con el pistón (24), vástago que es empujado por el arma (1) durante el retorno en batería de ésta.
Description
El sector técnico de la invención es el de los
sistemas de frenado de un elemento en movimiento, por
ejemplo un arma durante el retroceso provocado por el tiro
de un proyectil y que permiten recuperar la energía así
desarrollada.
Dichos dispositivos son conocidos y se puede hacer
referencia a la patente EP-0.403.452, que describe un
dispositivo que permite usar la energía almacenada para
cerrar la culata de un arma. El dispositivo descrito sólo
permite usar la energía para un único movimiento efectuado
en vaivén como, por ejemplo, la apertura/cierre de la
culata o incluso la expulsión del casquillo. De forma
general, los dispositivos propuestos no permiten el
almacenamiento de la energía recuperada para usarla en su
caso para otros fines.
La patente EP-491.106 describe un freno de retroceso
acoplado a un cilindro recuperador. Un cilindro recuperador
incluye un pistón libre que delimita una cámara de gases y
una cámara de fluido hidráulico. El retroceso del arma
provoca una presurización de la cámara asegurando al mismo
tiempo la aspiración de fluido por medio del canal para
compensar las fugas. El retorno en batería se realiza por
medio de un doble pistón. El dispositivo descrito por este
documento es en realidad un sistema recuperador de gas
mejorado porque incluye una conexión hacia el exterior que
permite usar un exceso de presión para controlar un
accionador y que permite también elevar el nivel de presión
mediante un generador externo. Sin embargo no permite
alimentar un acumulador.
Además, los recuperadores de energía conocidos no
permiten alimentar varias redes.
Se sabe que la alimentación de una red hidráulica
necesita a menudo un generador hidráulico del tipo motor +
bomba cuyas dimensiones y masa son problemáticas y hacen
difícil su integración en el armazón del arma.
El objeto de la invención es proponer un dispositivo
de recuperación de la energía que palie estos
inconvenientes permitiendo recuperar una parte de la
energía de retroceso del arma y restituirla según las
necesidades del usuario.
La invención tiene así por objeto un dispositivo de
recuperación de la energía producida durante el retroceso
de un arma, que comprende un cilindro recuperador de
energía accionado por el retroceso del arma, cilindro
recuperador de doble efecto que comprende una primera y una
segunda cámara separadas por un pistón, estando la primera
cámara del cilindro unida a un circuito de alimentación
hidráulica del arma, empujando el pistón de este cilindro
el fluido hidráulico de este circuito en un acumulador de
almacenamiento durante el retroceso del arma, dispositivo
caracterizado porque la segunda cámara del cilindro
recuperador de energía está unida a un enlace elástico del
arma que asegura su presurización durante el retroceso del
arma, incluyendo además el cilindro recuperador un vástago
solidario con el pistón, vástago que es empujado por el
arma durante el retorno en batería de ésta.
Según una característica de la invención, el cilindro
recuperador de energía está unido al circuito de
alimentación hidráulica del arma por medio de una
canalización principal que se divide en al menos dos
canalizaciones secundarias provistas de las válvulas
primera y segunda que hacen posible el paso de fluido en un
solo sentido, uniendo una canalización secundaria la
canalización principal al acumulador de almacenamiento y
uniendo otra canalización secundaria la canalización
principal a un acumulador de cebado.
Según una característica de la invención, la primera
válvula está dispuesta entre el acumulador de cebado y la
canalización principal, y la segunda válvula está dispuesta
entre la canalización principal y el acumulador de
almacenamiento, estando la primera válvula cerrada y la
segunda válvula abierta durante el retroceso del arma.
El acumulador de almacenamiento podrá alimentar con
fluido a presión la red hidráulica del arma por medio de
una canalización de servicio.
Según una variante de realización de la invención, la
segunda cámara del cilindro recuperador está unida a la
cámara de nitrógeno del enlace elástico.
Según otra variante de realización de la invención, la
segunda cámara del cilindro recuperador está unida al
enlace elástico por medio de un circuito de aceite
delimitado por el lado de la cámara de nitrógeno del enlace
elástico mediante un pistón libre que aísla el nitrógeno y
el circuito de aceite.
Según otra variante de realización de la invención, la
segunda cámara del cilindro recuperador está unida a la
cámara de aceite del enlace elástico.
Otras características, detalles y ventajas de la
invención aparecerán más claramente a partir de la lectura
del complemento de descripción dado a continuación a modo
de ilustración en relación con dibujos en los cuales:
la fig. 1 representa esquemáticamente el dispositivo según
la invención en fase estática,
la fig. 2 representa esquemáticamente el dispositivo según
la invención en fase de retroceso, es decir, en
fase de acumulación de energía,
la fig. 3 representa esquemáticamente el dispositivo según
la invención en fase de recogida en batería, es
decir, en fase de cebado del cilindro de
recuperación de energía,
la fig. 4 representa esquemáticamente una primera variante
del dispositivo según la invención, y
la fig. 5 representa esquemáticamente una segunda variante
del dispositivo según la invención.
En la parte superior de la fig. 1 se ha representado
un arma 1 cuya masa de retroceso 1a se esquematiza
parcialmente. Para cada tiro del arma y de forma continua,
el arma 1 está animada por un movimiento de vaivén según la
flecha F1. Esta arma 1 está unida a un enlace elástico 20
que comprende un primer cilindro 9 cuyo vástago 21 es
solidario con la masa de retroceso del arma y una cámara de
nitrógeno 10. El vástago 21 es solidario con un pistón 32
que se desliza en el cilindro 9 y que delimita las cámaras
8 y 23. La cámara de nitrógeno 10 está limitada por un
pistón libre 7 que está sometido igualmente a la acción del
fluido presente en el cilindro 9 por medio de una cámara
22. Durante el retroceso del arma después del tiro de una
munición, el arma se desplaza rápidamente según la flecha
F2. De forma conocida, el fluido del cilindro 9 pasa por un
orificio calibrado y llega a alimentar la cámara 22, lo que
provoca una compresión por el pistón libre 7 del nitrógeno
contenido en la cámara 10. El movimiento de retroceso del
arma es frenado además rápidamente gracias a un freno de
retroceso (no representado) acoplado al enlace elástico 20.
El nitrógeno comprimido en la cámara 10 ejerce una
presión en el pistón 7, lo que permite provocar, después
del retroceso, el retorno en batería de la masa en
retroceso 1a, y el retorno del vástago 21 a su posición
inicial.
Según la invención, se prevé un dispositivo de
recuperación de energía 2 que está unido a la cámara de
nitrógeno 10 y accionado por el retroceso del arma. Este
dispositivo se representa en la parte inferior de la fig.
1. Para este fin, el dispositivo comprende un cilindro de
vástago 3 recuperador de energía, que comprende un pistón
24 que se desliza en el cuerpo del cilindro 3 y solidario
con un vástago 4 que está apoyado en un extremo contra la
masa en retroceso 1a del arma 1.
Este pistón 24 delimita una primera cámara 6 y una
segunda cámara 5. La segunda cámara 5 del cilindro 3 está
en comunicación con la cámara de nitrógeno 10 y contiene
así también nitrógeno. La primera cámara 6 está en
comunicación con un conjunto acumulador de fluido 25.
El conjunto 25 comprende por una parte un acumulador
de cebado 15 y por otra parte un acumulador de
almacenamiento 16.
El acumulador 15 puede estar alimentado con aceite por
una canalización 26 que conduce el retorno del aceite que
proviene de diferentes accionadores del circuito hidráulico
(no representados). El acumulador podrá igualmente ser
alimentado con ayuda de un motor de bomba 18. El acumulador
de cebado 15 es un acumulador de baja presión (presión del
orden de 3 · 105 Pa a 106 Pa).
El acumulador de almacenamiento 16 se presenta en la
forma de un reservorio de aceite a presión que está
destinado a alimentar uno o varios aparatos (no
representados) por medio de una canalización 27 de
servicio.
El acumulador de almacenamiento 16 es un acumulador de
alta presión (presión del orden de 1,5 · 107 Pa a 2,5 · 107
Pa).
La cámara 6 del cilindro 3 se comunica con el conjunto
25 por una canalización principal 19 que se divide en dos
ramas 11 y 12 provistas cada una de una válvula
antirretorno, respectivamente 13 y 14. La válvula 13
permite el paso del fluido comprimido únicamente del
acumulador de cebado 15 hacia el cilindro 3. La válvula 14
permite únicamente la alimentación del acumulador de
almacenamiento 16 en fluido comprimido a partir del pistón
3 (siendo la baja presión del acumulador de cebado 15
siempre inferior a la alta presión del acumulador de
almacenamiento 16).
El fluido comprimido puede ser de forma clásica
aceite. Cada acumulador 15 ó 16 incluirá de una forma
clásica y no representada una cámara de gases aislada del
fluido por una membrana y que permite la presurización del
acumulador.
La fig. 2 ilustra el dispositivo según la invención en
el curso de una etapa intermedia de la fase de retroceso
del arma, es decir, la fase de recuperación de energía, no
estando representada la posición final del arma al no ser
necesario para la comprensión del funcionamiento.
La masa en retroceso del arma 1 ha retrocedido una
cierta distancia según la flecha F2 arrastrando consigo el
vástago 21 del cilindro 9. El enlace elástico 20 cumple su
función y el fluido contenido en la cámara 23 es hecho
retroceder en la cámara 22, lo que provoca la compresión
del nitrógeno contenido en la cámara 10. La presión del
nitrógeno en la cámara 5 se incrementa de manera simultánea
y frena el pistón 24 del recuperador 3, lo que hace
retroceder el aceite contenido en la primera cámara 6. Este
aceite a presión es conducido, por medio de la válvula 14,
al acumulador de almacenamiento 16 a alta presión. Así pues
se ha recuperado una parte de la energía producida por el
retroceso del arma. Esta energía está disponible en el
acumulador 16 para ser usada en todo momento, por ejemplo
por medio de una canalización 27.
La fig. 3 muestra el dispositivo según la invención
durante la fase de recogida en batería del arma. Es la
presión del nitrógeno contenido en la cámara 10 la que,
como se indica sucintamente anteriormente, provoca este
movimiento de retorno en batería del arma. La masa en
retroceso del arma 1 frena entonces el vástago 4 del
cilindro 3 (y así el pistón 24) y lo lleva a su posición
inicial tal como se representa en la fig. 1. Este
movimiento de retorno del pistón 24 conlleva una depresión
de aceite en la canalización principal 19 lo que tiene por
efecto la apertura de la válvula 13 y el acumulador de
cebado 15 asegura el llenado de aceite de la primera cámara
6 del cilindro 3. La válvula 14 permanece cerrada por la
alta presión del recuperador de almacenamiento 16 que es
superior a la presión suministrada por el acumulador de
cebado 15.
La fig. 4 ilustra una variante del dispositivo de
recuperación según la invención.
En este ejemplo, la segunda cámara 5 del cilindro
recuperador 3 está unida al enlace elástico 20 por medio de
un circuito de aceite que comprende una canalización 29.
Este circuito de aceite está delimitado en el lado de la
cámara de nitrógeno 10 del enlace elástico 20 por un
segundo pistón libre 17 que aísla el nitrógeno y el
circuito de aceite.
La cámara 10 que contiene el nitrógeno ya no se
comunica con la segunda cámara 5 del cilindro recuperador
3.
El pistón 17 lleva un vástago 31 cuya salida fuera del
enlace elástico 20 permite visualizar el llenado de aceite
del sistema. El principio de funcionamiento sigue siendo
globalmente el mismo, la presión de nitrógeno se aplica
entonces al pistón 24 del cilindro recuperador 3 por medio
de otro fluido.
Esta forma de realización presenta como ventaja que es
más segura. En la práctica si, por accidente, interviene
una ruptura de la canalización 29, no hay fuga de nitrógeno
y el enlace elástico 20 sigue siendo funcional. Los tiros
siguen siendo así posibles.
La fig. 5 ilustra otra variante de realización del
dispositivo de recuperación según la invención.
En este ejemplo, la segunda cámara 5 del cilindro
recuperador 3 está unida a la cámara de aceite 22 del
enlace elástico 20 del arma por medio de una canalización
30. Así durante el retroceso del arma 1, el aceite es
impulsado desde la cámara 23 hacia la cámara 22 y así hacia
la segunda cámara 5 del cilindro recuperador 3. Durante la
fase de recogida en batería, la presión de nitrógeno de la
cámara 10 repone en batería la masa en retroceso del arma.
La masa en retroceso frena el vástago 4 y la depresión de
aceite que se produce en consecuencia en la canalización
principal 19 provoca la realimentación en aceite del
circuito por el acumulador de cebado 15. Por supuesto, son
posibles otras variantes sin separarse del marco de la
invención.
En todas las figuras precedentes, el circuito
hidráulico se representa esquemáticamente. Las dimensiones
y proporciones relativas de los diferentes componentes, por
tanto, no se respetan.
Por supuesto, este circuito incluye igualmente los
miembros de control y seguridades habituales como
manómetros y válvulas de sobrepresión.
Claims (7)
- REIVINDICACIONES
- 1.
- Dispositivo de recuperación (2) de la energía producida durante el retroceso de un arma (1), que comprende un cilindro (3) recuperador de energía accionado por el retroceso del arma, cilindro recuperador de doble efecto que comprende una primera (6) y una segunda (5) cámaras separadas por un pistón (24), estando la primera cámara (6) del cilindro unida a un circuito de alimentación hidráulica del arma, dispositivo caracterizado porque el pistón (24) de este cilindro (3) empuja el fluido hidráulico de este circuito en un acumulador de almacenamiento (16) durante el retroceso del arma, estando la segunda cámara (5) del cilindro recuperador (3) de energía unida a un enlace elástico (20) del arma que asegura su presurización durante el retroceso del arma, incluyendo además el cilindro recuperador un vástago (4) solidario con el pistón (24), vástago que es empujado por el arma (1) durante el retorno en batería de ésta.
-
- 2.
- Dispositivo de recuperación (2) de la energía producida durante el retroceso de un arma (1), según la reivindicación 1, caracterizado porque el cilindro recuperador (3) de energía está unido al circuito de alimentación hidráulica del arma por medio de una canalización principal (19) que se divide en al menos dos canalizaciones secundarias (11, 12) provistas de las válvulas primera (13) y segunda (14) que hacen posible el paso de fluido en un solo sentido, con una canalización secundaria (12) uniendo la canalización principal al acumulador de almacenamiento (16) y otra canalización secundaria (11) uniendo la canalización principal a un acumulador de cebado (15).
-
- 3.
- Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque la primera válvula (13) está dispuesta entre el acumulador de cebado (15) y la canalización principal (19),
y la segunda válvula (14) está dispuesta entre la canalización principal (19) y el acumulador de almacenamiento (16), estando la primera válvula (13) cerrada y la segunda válvula (14) abierta durante el retroceso del arma. -
- 4.
- Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el acumulador de almacenamiento (16) alimenta con fluido a presión la red hidráulica del arma por medio de una canalización de servicio (27).
-
- 5.
- Dispositivo de recuperación de energía según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la segunda cámara (5) del cilindro recuperador (3) está unida a la cámara de nitrógeno (10) del enlace elástico (20).
-
- 6.
- Dispositivo de recuperación de energía según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la segunda cámara (5) del cilindro recuperador (3) está unida al enlace elástico (20) por medio de un circuito de aceite
(29) delimitado en el lado de la cámara de nitrógeno (10) del enlace elástico (20) por un pistón libre (17) que aísla el nitrógeno y el circuito de aceite (29). - 7. Dispositivo de recuperación de energía según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la segunda cámara (5) del cilindro recuperador (3) está unida a la cámara de aceite (22) del enlace elástico (20).
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