EP0030498A1 - Raccord pyrotechnique à parties étanches et autolargables - Google Patents
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Definitions
- the subject of the present invention is a pyrotechnic connection with leak-proof and self-releasable parts, the ignition of which is effected by shock between two pyrotechnic relays mounted facing one another, loaded with explosive substances and the envelopes of which remain sealed before, during and after. operation.
- This connection is integrated between two pyrotechnic transmission chains, sheathed, waterproof, each consisting of a strand of detonating transmission cord provided with a reinforcing relay at its ends.
- the present invention specifically relates to a pyrotechnic connection with leaktight and self-releasable parts for the transmission of a pyrotechnic signal from a first to a second pyrotechnic chain, which overcomes these drawbacks. It comprises two waterproof pyrotechnic relays mounted facing one another on the same axis and capable of being separated while retaining their tightness, said relays being arranged so that the first relay delivers a detonation signal as it travels in the form of shock through the funds of said relays and initiate the explosive charge of the second relay.
- the connector according to the invention allows the uncoupling of two constituent parts and it eliminates during operation the possible deterioration of adjacent equipment, just as it avoids pollution of the ambient environment.
- Such a connector can be used in the field of connection or separation structures such as two stages of ballistic missiles, satellites or their launchers. It eliminates the deterioration of adjacent equipment such as electrical equipment located near the connection and liable to be damaged, since the transmission of the detonation signal between the two relays in contact and charged with explosives is carried out without perforation of neither of the two relay funds, therefore without rejection of heat and powder, making possible their separation without nuisance after passing the signal.
- said first pyrotechnic chain engages inside a first sleeve
- the second chain engages inside a second sleeve
- the first and second chains being held respectively in the first and second sleeves, by a first and a second nut screwed into the latter.
- the general reference 2 designates the pyrotechnic connector according to the invention.
- the connector 2 allows the transmission of a pyrotechnic signal in the direction of arrow A, from a first pyrotechnic chain 4 to a second pyrotechnic chain 6.
- the pyrotechnic chain 4 constituted by a strand of detonating cord surrounded by a sheath 5, is terminated by a first reinforcing relay 8, crimped at its end and engaging in a first pyrotechnic relay 10, called the donor relay.
- the second pyrotechnic chain 6 constituted by a strand of detonating cord surrounded by a sheath 7 is, in the same way, terminated by a second reinforcing relay 12 crimped at its end and engaging in a second pyrotechnic relay 14, called receiving relay .
- the donor relay 10 and the receiver relay 14 are engaged opposite one another along the same axis inside an internal positioning part 16. This part 16 is pierced with a series of bores of different diameters.
- the narrower central bore 18 receives the donor relay 10.
- In a second bore 20 of the central positioning piece 16 is engaged the shoulder portion 22 of the receiver relay 14.
- the bottoms 24 and 26 of these two relays are located at contact.
- the first sleeve 28 is screwed onto said internal positioning part 16 which is itself secured to the structure 29.
- the structures 29 and 31 are capable of being separated from one other. These are for example two stages of ballistic missiles, satellites or launchers.
- a first nut 32 holds the end of the first pyrotechnic chain inside the first sleeve 28.
- a second nut 34 holds the end of the second pyrotechnic chain inside the second sleeve 30.
- Two nuts 49 and 50 secure the assembly of the fitting to the structural frames 29 and 31.
- the pyrotechnic connector comprises clamping means for pressing the bottoms 24 and 26 of the donor relay 10 and of the receiver relay 14 against each other.
- clamping means consist of a helical spring 36 housed at the inside the bore 37 of said internal positioning part 16, and compressed between the donor relay 10 and the first sleeve 28.
- the pyrotechnic connector 2 comprises means for sealing between each of said donor 10 and receiver 14 relays, and said positioning piece central 16.
- These means consist of different O-rings: an O-ring 38 placed between the donor relay 10 in the bore 18, and on the other hand, a centering O-ring 40 placed in the receiver relay 14 of the bore 20.
- the pyrotechnic connector 2 also includes means for ensuring a seal between the donor relay 10 and outside the pyrotechnic connection. These means consist of various seals: an O-ring 42 placed in a groove of the first reinforcing relay 8, a seal 44 placed between the internal positioning part 16 and said first sleeve 28.
- the means to ensure a seal between the receiver relay 14 and the outside of the pyrotechnic connector 2 are constituted by an O-ring 46 placed in a groove of the reinforcing relay 12 and by a seal 48 placed between the receiver relay 14 and said second sleeve 30.
- relay 2 The operation of relay 2 is as follows.
- a detonator (not shown) initiates the transmission chain 4 to detonate the explosive of the donor relay 10.
- the detonation signal delivered by this donor relay is sufficiently energetic to transit in the form of a shock wave through the watertight partitions 24 and 26 formed by the relay funds, and initiate the explosive of the receiver relay 14, in order to transmit the pyrotechnic signal to the transmission chain 6.
- the two donor and recipient relays can be separated without harming the environment.
- the first pyrotechnic relay receives the pyrotechnic signal from the first transmission chain 4 constituted by a strand of detonating cord surrounded by a sheath 5 and terminated by a reinforcing relay 8 crimped at its end.
- the second pyrotechnic relay known as a "receiver" relay 14 ', initiated by relay 10 re transmits the pyrotechnic signal to a second transmission chain 6 constituted by a strand of detonating cord surrounded by a sheath 7 and terminated by a reinforcing relay 12 crimped at its end.
- the donor relay 10 and the receiver relay 14 ' are engaged facing each other, on the same axis, in a positioning part 16' whose end 16'a shaped as a truncated cone receives the end 14 ′ also has a truncated cone shape of the relay 14 ′, the bottoms 24 and 26 of these two relays being in contact.
- the first pyrotechnic chain 4 engages inside a sleeve 28 'whose internal end comes to bear on the donor relay 10, said chain being screwed into said sleeve 28' by means of a nut 32.
- This sleeve 28 ' is itself screwed into the part 16' made integral with a frame 29 of the structure.
- the second pyrotechnic chain 6 engages inside a sleeve 30 whose internal end 30a is screwed onto the rear part 14'b of the relay 14 '.
- the sleeve 30 is made integral with a structural frame 31 while the second chain 6 is screwed into the sleeve 30 by means of a nut 34.
- Two nuts 49 and 50 ensure the fixing of the entire fitting to the frames of structure 29 and 31.
- the clamping means intended to press the bottoms 24 and 26 of the donor relay 10 and of the receiver relay 14 1 against each other are constituted by the internal positioning part 16 'screwed onto the sleeve 28' and by a counter nut 51 resting internally on a flange 28'a of the sleeve 28 ', and screwed onto the external part 16'b of the part 16.
- Such a system of screws and counter locking nut provides better resistance to vibrations of the entire fitting.
- the sealing of the "donor" part of the fitting is ensured by a seal 52 located between the relay 10 and the sleeve 28 'while the sealing of the "recipient” part is ensured by a seal, in this case a seal. glue between the relay 14 'and the sleeve 30.
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Abstract
Description
- La présente invention a pour objet un raccord pyrotechnique à parties étanches et autolargables dont l'amorçage s'effectue par choc entre deux relais pyrotechniques montés en regard sur un même axe, chargés en substances explosives et dont les enveloppes restent étanches avant, pendant et après fonctionnement.
- Ce raccord s'intègre entre deux chaînes de transmission pyrotechniques, gainées, étanches, constituées chacune par un brin de cordeau détonant de transmission muni d'un relais renforçateur à ses extrémités.
- On connaît, par le brevet français n° 1 470 813 déposé le 7 mars 1966, au nom de la Société TELEDYNE, un dispositif détonant agissant à travers une paroi pleine sans la perforer afin d'appliquer de l'extérieur une onde de choc à haute vitesse engendrée par une explosion, pour déclencher une déflagration ou une détonation sur la face interne d'un écran.
- Le brevet français 71 10502 déposé le 25 mars 1971, au nom de l'Etat Français, pour "Dispositif de transmission pyrotechnique", décrit un dispositif pyrotechnique de transmission linéaire d'un signal constitué par un cordeau aboutissant à un relais d'amorçage d'une charge creuse à effet dirigé vers une charge aval précédée d'un relais d'amorçage pour la mise à feu d'un second cordeau. Les deux ensembles charge-relais sont séparés par un intervalle associé ou non à une entretoise tubulaire, intervalle rempli d'air ou d'une matière similaire. Quand la charge creuse est remplacée par une charge plate, celle-ci peut être pourvue du côté de l'intervalle d'un revêtement conique ou d'un disque creusé d'une rainure.
- Cependant, les relais de ces différents systèmes de transmission de signaux pyrotechniques connus ne sont pas étanches et autolargables, et ne peuvent par conséquent pas être utilisés dans des ensembles structuraux de liaison ou de séparation exigeant un environnement non pollué après fonctionnement.
- La présente invention a précisément pour objet un raccord pyrotechnique à parties étanches et autolargables pour la transmission d'un signal pyrotechnique d'une première à une seconde chaîne pyrotechnique, qui remédie à ces inconvénients. Il comporte deux relais pyrotechniques étanches montés en regard sur un même axe et susceptibles d'être séparés en conservant leur étanchéité, lesdits relais étant agencés de façon que le premier relais délivre un signal de détonation tel qu'il transite sous forme d'onde de choc à travers les fonds desdits relais et amorcent la charge explosive du second relais. Ainsi, le raccord selon l'invention permet le désaccouplement de deux parties constitutives et il supprime en cours d'opération la détérioration éventuelle de matériel adjacent, de même qu'il évite la pollution du milieu ambiant. Un tel raccord peut être utilisé dans le domaine des structures de liaison ou de séparation telles que deux étages d'engins balistiques, de satellites ou de leurs lanceurs. Il supprime la détérioration des matériels adjacents tels que les équipements électriques se trouvant à proximité du raccord et susceptibles d'être endommagés, car la transmission du signal de détonation entre les deux relais au contact et chargée d'explosifs s'effectue sans perforation d'aucun des deux fonds de relais, donc sans rejet de chaleur et de poudre, rendant possible leur séparation sans nuisance après passage du signal.
- D'une manière plus précise, le raccord pyrotechnique selon l'invention comporte :
- - un premier relais donneur, à fond étanche, amorcé par un premier relais renforçateur serti à l'extrémité de la première chaîne pyrotechnique, l'ensemble étant solidaire d'une première partie de structure séparable,
- - un second relais receveur, à fond étanche, qui amorce un second relais renforçateur serti à l'extrémité de la seconde chaîne pyrotechnique, l'ensemble étant solidaire de la seconde partie de structure séparable, et, les relais donneur et receveur étant engagés en regard l'un de l'autre dans l'alésage d'une pièce de positionnement interne.
- - des moyens de serrage pour plaquer l'un contre l'autre les fonds du relais donneur et du relais receveur ;
- - des moyens pour assurer une étanchéité entre chacun desdits relais donneur et receveur et ladite pièce de positionnement interne ;
- - des moyens pour assurer une étanchéité entre chacun desdits relais donneur et receveur et l'extérieur du raccord pyrotechnique.
- Selon une réalisation préférentielle de l'invention, ladite première chaîne pyrotechnique s'engage à l'intérieur d'un premier manchon, la deuxième chaîne s'engage à l'intérieur d'un second manchon, les première et deuxième chaînes étant maintenues respectivement dans les premier et second manchons, par un premier et un second écrous vissés dans ces derniers.
- D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit des exemples de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, sur lesquelles :
- - la figure 1 est une vue en coupe d'un raccord pyrotechnique selon l'invention,
- - la figure 2 est une vue en coupe d'une variante de réalisation de l'invention.
- Sur la figure 1, on a désigné par la référence générale 2, le raccord pyrotechnique selon l'invention. Le raccord 2 permet la transmission d'un signal pyrotechnique dans le sens de la flèche A, d'une première chaîne pyrotechnique 4 à une seconde chaîne pyrotechnique 6. La chaîne pyrotechnique 4, constituée par un brin de cordeau détonant entouré d'une gaine 5, est terminée par un premier relais renforçateur 8, serti à son extrémité et s'engageant dans un premier relais pyrotechnique 10, dit relais donneur. La deuxième chaîne pyrotechnique 6 constituée par un brin de cordeau détonant entouré d'une gaine 7 est, de la même manière, terminée par un deuxième relais renforçateur 12 serti à son extrémité et s'engageant dans un second relais pyrotechnique 14, dit relais receveur. Le relais donneur 10 et le relais receveur 14 sont engagés en regard l'une de l'autre selon un même axe à l'intérieur d'une pièce de positionnement interne 16. Cette pièce 16 est percée d'une série d'alésages de diamètres différents. L'alésage central 18, plus étroit, reçoit le relais donneur 10. Dans un deuxième alésage 20 de la pièce de positionnement central 16 est engagée la partie épaulée 22 du relais receveur 14. Les fonds 24 et 26 de ces deux relais se trouvent au contact.
- La première chaîne pyrotechnique 4, terminée par le relais renforçateur 8 s'engage à l'intérieur d'un premier manchon 28, tandis que la deuxième chaîne pyrotechnique 6 terminée par le relais renforçateur 12 s'engage à l'intérieur d'un deuxième manchon 30 solidaire de la structure 31. Le premier manchon 28 est vissé sur ladite pièce de positionnement interne 16 qui est elle-même solidaire de la structure 29. Les structures 29 et 31 sont susceptibles d'être séparées l'une de l'autre. Ce sont par exemple deux étages d'engins balistiques, de satellites ou de lanceurs. Un premier écrou 32 maintient l'extrémité de la première chaîne pyrotechnique à l'intérieur du premier manchon 28. D'une manière analogue, un second écrou 34 maintient l'extrémité de la seconde chaîne pyrotechnique à l'intérieur du second manchon 30. Deux écrous 49 et 50 assurent la fixation de l'ensemble du raccord sur les cadres de structure 29 et 31.
- Le raccord pyrotechnique selon l'invention comporte des moyens de serrage pour plaquer l'un contre l'autre les fonds 24 et 26 du relais donneur 10 et du relais receveur 14. Ces moyens de serrage sont constitués par un ressort hélicoidal 36 logé à l'intérieur de l'alésage 37 de ladite pièce de positionnement interne 16, et comprimé entre le relais donneur 10 et le premier manchon 28.
- Afin d'interdire toute possibilité de pollution du milieu ambiant par des jets de gaz ou de poudre, le raccord pyrotechnique 2 selon l'invention comporte des moyens pour assurer une étanchéité entre chacun desdits relais donneur 10 et receveur 14, et ladite pièce de positionnement central 16.
- Ces moyens sont constitués par différents joints toriques : un joint torique 38 placé entre le relais donneur 10 dans l'alésage 18, et d'autre part, un joint torique de centrage 40 placé dans le relais receveur 14 de l'alésage 20.
- Le raccord pyrotechnique 2 comporte encore des moyens pour assurer une étanchéité entre le relais donneur 10 et l'extérieur du raccord pyrotechnique. Ces moyens sont constitués par différents joints : un joint torique 42 placé dans une gorge du premier relais renforçateur 8, un joint 44 placé entre la pièce de positionnement interne 16 et ledit premier manchon 28. D'autre part, du côté receveur, les moyens pour assurer une étanchéité entre le relais receveur 14 et l'extérieur du raccord pyrotechnique 2 sont constitués par un joint torique 46 placé dans une gorge du relais renforçateur 12 et par un joint 48 placé entre le relais receveur 14 et ledit second manchon 30.
- Le fonctionnement du relais 2 est le suivant. Un détonateur (non représenté) initie la chaîne de transmission 4 pour faire détoner l'explosif du relais donneur 10. Le signal de détonation délivré par ce relais donneur est suffisamment énergétique pour transiter sous forme d'onde de choc à travers les cloisons étanches 24 et 26 constituées par les fonds des relais, et amorcer l'explosif du relais receveur 14, afin de transmettre le signal pyrotechnique à la chaîne de transmission 6. Après le passage du signal, sans perforation d'aucun des deux fonds 24 et 26, les deux relais donneur et receveur peuvent être séparés sans nuisances pour le milieu ambiant.
- Dans la variante de réalisation du raccord représentée à la figure 2, le premier relais pyrotechnique, dit relais "donneur" 10 reçoit le signal pyrotechnique de la première chaîne de transmission 4 constituée par un brin de cordeau détonant entouré d'une gaine 5 et terminé par un relais renforçateur 8 serti à son extrémité.
- Le second relais pyrotechnique, dit relais "receveur" 14', amorcé par le relais 10 retransmet le signal pyrotechnique à une seconde chaîne de transmission 6 constituée par un brin de cordeau détonant entouré d'une gaine 7 et terminé par un relais renforçateur 12 serti à son extrémité.
- Le relais donneur 10 et le relais receveur 14' sont engagés en regard l'un de l'autre, sur un même axe, dans une pièce de positionnement 16' dont l'extrémité 16'a conformée en tronc de cône reçoit l'extrémité 14'a également conformée en tronc de cône du relais 14', les fonds 24 et 26 de ces deux relais se trouvant au contact.
- La première chaîne pyrotechnique 4 s'engage à l'intérieur d'un manchon 28' dont l'extrémité interne vient s'appuyer sur le relais donneur 10, ladite chaîne étant vissée dans ledit manchon 28' au moyen d'un écrou 32. Ce manchon 28' est lui-même vissé dans la pièce 16' rendue solidaire d'un cadre 29 de la structure.
- La seconde chaîne pyrotechnique 6 s'engage à l'intérieur d'un manchon 30 dont l'extrémité interne 30a vient se visser sur la partie arrière 14'b du relais 14'. Le manchon 30 est rendu solidaire d'un cadre de structure 31 tandis que la seconde chaîne 6 est vissée dans le manchon 30 au moyen d'un écrou 34. Deux écrous 49 et 50 assurent la fixation de l'ensemble du raccord sur les cadres de structure 29 et 31.
- Les moyens de serrage destinés à plaquer l'un contre l'autre les fonds 24 et 26 du relais donneur 10 et du relais receveur 141 sont constitués par la pièce de positionnement interne 16' vissée sur le manchon 28' et par un contre-écrou 51 s'appuyant intérieurement sur une collerette 28'a du manchon 28', et vissé sur la partie externe 16'b de la pièce 16. Un tel système de vis et de contre-écrou de blocage assure une meilleure tenue aux vibrations de l'ensemble du raccord.
- L'étanchéité de la partie "donneur" du raccord est assurée par un joint 52 situé entre le relais 10 et le manchon 28' tandis que l'étanchéité de la partie "receveur" est assurée par un joint, en l'occurrence un joint de colle entre le relais 14' et le manchon 30.
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