EP0687888B1 - Dispositif de mise à feu d'une charge pyrotechnique du type bouchon allumeur notamment pour grenade à main ayant trois modes de fonctionnement - Google Patents

Dispositif de mise à feu d'une charge pyrotechnique du type bouchon allumeur notamment pour grenade à main ayant trois modes de fonctionnement Download PDF

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EP0687888B1
EP0687888B1 EP95401323A EP95401323A EP0687888B1 EP 0687888 B1 EP0687888 B1 EP 0687888B1 EP 95401323 A EP95401323 A EP 95401323A EP 95401323 A EP95401323 A EP 95401323A EP 0687888 B1 EP0687888 B1 EP 0687888B1
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EP
European Patent Office
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firing
firing pin
modulus
selector
chain
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EP95401323A
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EP0687888A1 (fr
Inventor
Jean-Louis Boyer
André Gilson
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JASON ENGINEERING SA
Direction General pour lArmement DGA
Etat Francais
Original Assignee
JASON ENGINEERING SA
Direction General pour lArmement DGA
Etat Francais
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C14/00—Mechanical fuzes characterised by the ammunition class or type
    • F42C14/02—Mechanical fuzes characterised by the ammunition class or type for hand grenades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C15/00—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/28—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges operated by flow of fluent material, e.g. shot, fluids
    • F42C15/31—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges operated by flow of fluent material, e.g. shot, fluids generated by the combustion of a pyrotechnic or explosive charge within the fuze

Definitions

  • the technical sector of the present invention is that of devices for igniting a pyrotechnic charge of the type igniter plug, in particular for hand grenade, comprising a pyrotechnic chain initiated in a conventional manner by a striker controlled by the movement of a spoon associated with a pin.
  • This firing device must incorporate the requirements of safety, reliability and low cost. Especially, storage and transport security must be ensured by interruption of the pyrotechnic chain.
  • This device must also allow the operator to select one of the three load operating modes following pyrotechnics: fusing or percussive mode, or hard-hitting mode.
  • Patent FR 2,517,048 describes an igniter plug for hand grenade having three modes of operation and one safe storage and operation by interrupting the pyrotechnic chain and blocking of strikers.
  • This cap has two pyrotechnic chains having a common part, one being associated with a first striker specific to fused operation and the other chain cooperating with a second striker for impactful operation.
  • the selection of selected operation of the grenade is carried out from a outer ring provided with a lug on which a stop comes plate animated by a movement with a timer rotation.
  • This tray also conditions the alignment of the pyrotechnic train which is obtained after removing the pin and after a delay determined by the timer.
  • This igniter plug has several drawbacks. In particular, it has two non-aligned main strikers between them cooperating with two pyrotechnic chains, which leads to complexities of manufacturing and operation.
  • Another disadvantage lies in the association of the alignment of the pyrotechnic train and the arming of the modes operating with a timer, which may affect the safety and functional reliability of such a plug igniter.
  • a fire, kinetic impact, or near explosion, may cause accidental tearing of the pin followed by the rotation of the plate, causing a pyrotechnic alignment irreversible of the chain.
  • the striking-fusing function corresponds to self-destruction of the grenade in the event of absence of percussion, and not to a fusing function triggered by the function impactful.
  • the fusing function is not triggered by the percussive function.
  • Patent FR 2,465,189 according to the preamble of claim 1, also shows an igniter plug for grenade comprising a pyrotechnic chain interruption by a rotary member controlled by a delay mechanism by escapement of glass beads, allowing alignment definitive of the chain after a predetermined time after priming the chain.
  • the object of the present invention is to remedy the disadvantages mentioned above, by proposing a device for ignition of a pyrotechnic charge, of the igniter plug type applicable in particular, but not exclusively, to grenades hand, offering increased safety during storage, transport and shooting, high functional reliability, low manufacturing and assembly costs perfectly within the framework of an industrial manufacturing of series.
  • Another object of the invention is to ensure the security of storage and transport in primed strikes, by interruption of the pyrotechnic chain.
  • the invention also aims to provide a plug igniter directly adaptable to different types of gear pyrotechnics and more particularly on several models of hand grenades (offensive, defensive, smoke tear or exercise), while retaining conventional means of placing implemented, such as the spoon and pin combination.
  • Another purpose is to allow the user to select one of the three modes from the igniter plug operating modes of the following pyrotechnic charge: mode fusant, or percussive, or percussive-fusant.
  • the invention relates to a device for ignition of a pyrotechnic charge, of the igniter plug type in particular for hand grenade, comprising, housed in a bore axial in the body of the cap, a chain pyrotechnic in two parts upstream and downstream, the downstream part being fired by an axial striker placed between the two parts of the chain and associated with control means cooperating with a locking means.
  • This device includes mechanical means for controlling the striker, which are inserted between the upstream part of the chain and this one for drive the striker in an axial and rotary movement around its axis, under the pressure of the gases generated by the initiation of the upstream part.
  • the mechanical means for controlling the striker cooperate with a guide member engaged in a ramp at the bore of the plug body.
  • the striker control means cylindrical hollow consist of a spring and a piston sliding axially with respect to the central bore, housed in a fixed cylindrical internal body containing the upstream part of the pyrotechnic chain, this body being partially fitted in the striker.
  • the means of locking the striker with the internal body may consist of a ball protruding into a housing of the body and allowing the striker to move from a position safety initial, where the piston keeps the ball in engagement in an internal circular groove of the striker, at a position armed, after axial displacement of the piston, in which the ball positioned opposite an external circular groove of the piston comes out of the internal circular groove of the striker and releases it.
  • the guide member consists of a ball protruding into the central bore engaged in the ramp produced on the external wall of the striker, this ramp comprising a longitudinal part extended by a part helical, so as to make a first axial movement the striker followed by a second movement, both rotary and axial of the same striker.
  • the device may include a module for neutralizing the striker, arranged between the latter and the downstream part of the pyrotechnic chain.
  • This cylindrical neutralization module can present three sets of lights of different lengths distributed around the periphery of the module, for housing at minus a lug of the striker.
  • the striker can have three distributed external pins at 120 ° on its periphery and placed opposite one of the three series of lights equally distributed on the module for carry out either neutralization of storage and transport safety position of the striker, i.e. neutralization functional in its armed position, i.e. firing of the downstream part of the chain.
  • the device comprises a module self-destructing comprising a gas generating composition contained in the piston and initiated by the upstream part of the chain, an exhaust vent made in the piston and placed, after displacement of the piston, opposite a fixed axial scroll to the striker, to drive under the effect of the control means a rotary and axial movement of the latter followed by the setting fire in the downstream part of the chain.
  • a module self-destructing comprising a gas generating composition contained in the piston and initiated by the upstream part of the chain, an exhaust vent made in the piston and placed, after displacement of the piston, opposite a fixed axial scroll to the striker, to drive under the effect of the control means a rotary and axial movement of the latter followed by the setting fire in the downstream part of the chain.
  • the gas-generating composition contained in the piston may consist of a delayed composition associated with a reinforcing composition.
  • the setting device comprising an axial element of interruption of the pyrotechnic chain placed in the part downstream of the chain housed in a cylindrical case, includes mechanical means for driving the axial element of interruption activated by the only rotation of the head of the igniter plug, allowing alignment and manual misalignment of the chain.
  • This interrupting element may consist of a cylinder drilled with an axial hole, fixed to an alignment barrel rotated by mechanical means from a position radial to an axial position of the cylinder and vice versa.
  • Mechanical means for rotating the barrel may consist of a movable cylindrical internal part in rotation partially housed in the case and connected by its lower end of the barrel, its upper end being driven by the rotation of the body and the head of the cap.
  • the barrel is provided of a post engaged in a helical groove made in the cylindrical case, ensuring a 90 ° rotation of the cylinder.
  • the barrel comprises teeth engaged in a rack of the case to ensure a 90 ° rotation of the cylinder.
  • the downstream part of the pyrotechnic chain successively comprises a percussion primer, a charge in lead azide, a hexogen ignition relay, the element interruption cylinder then a main relay in hexogen.
  • the cylinder also contains a relay load intermediate in secondary explosive of the hexogenic type.
  • the device for igniting a pyrotechnic charge according to the invention applied to a three-function igniter plug allowing a fusing, percussive, or percussive-fusing operation of the load, of the type comprising a mode selector of operation, an impact detector module and a module timer, is preferably provided with a selector consisting by the cylindrical outer wall of the cap head, mobile rotating around the cylindrical body of the plug pierced by the central bore.
  • the timer module secured to the selector can include a mechanical oscillator regulating the rotation of at least one toothed wheel meshed in at least one rack axial fixed on the external wall of the striker, to produce a percussion delay in percussive-fusing mode.
  • the external wall of the striker has four parallel length racks each corresponding to percussion delays of one second, seven tenths, four tenths and one tenth of second.
  • an impact detector module will be used omnidirectional with adjustable sensitivity, for impactful mode and the striking-fusing mode, housed in an axial bore of the body cylindrical of the cap, comprising a master cylinder associated with a first spring, a counter-cylinder associated with a second spring, a transverse detection ball inserted between the master cylinder and counter cylinder, two balls of locking and unlocking of the module controlled by the axial movement of the striker and another ball of functional locking and unlocking of the module preventing or authorizing its operation by the action of the selector.
  • the module's transverse detection ball impact detector consists of a dense material of the type tungsten.
  • the selector has in the safety position means prohibiting the extraction of a locking pin a spoon and an upstream striker controlling the firing of the upstream part of the chain.
  • the selector being in striking-fusing position, three additional rotations successive in the same direction of the selector causing alignment of the timing module gear wheel with respectively, the second rack of the striker corresponding to a percussion delay of seven tenths, the third striker rack corresponding to a delay of percussion of four tenths and the fourth rack of the striker corresponding to a percussion delay of one tenth second.
  • the module of self-destruction associated with the striker control means cause the ignition of the downstream part of the chain followed of the explosion of the object.
  • An advantage of an igniter plug according to the invention resides in the compactness of its structure and the modularity of its constituent elements, significantly simplifying the conditions of shooting and the manufacturing stages encountered during a largely automated production.
  • This igniter plug has several operating modes offers optimized shooting and storage security.
  • the interruption element of the pyrotechnic chain judiciously arranged within the downstream part thereof is independent of the environment for better efficiency in case of accidental initiation of the upstream part of the chain, during transport or storage of the associated plug to the pyrotechnic charge.
  • This interrupt element can only be moved by voluntary operator intervention. It follows that purely manual train alignment and misalignment pyrotechnic, cannot result from the conjunction of elements aggressive exteriors.
  • Another advantage is the positioning in the center of the main load of the main initiation relay, ensuring thus an isotropic detonation of the pyrotechnic charge.
  • an igniter plug three functions of substantially cylindrical shape comprising at its lower part a case 26 provided with an external thread to adapt the cap on a hand grenade for example, no represented. On this lower part, is mounted mobile in rotation the main part of the cap surmounted by the head of the plug comprising conventional means for initiating a pyrotechnic chain such as a pin 34 and a spoon 22 controlling an upstream striker 29.
  • the present invention does not relate not on these known conventional means.
  • the main part of the cap includes three pieces hollow cylindrical 23, 24 and 25 superimposed coaxial and movable in rotation with respect to each other. She has two axial bores 2 and 37. Central bore 2 is extends into the fixed case 26 screwed into the grenade.
  • This bore 2 communicates with a coaxial bore of the fixed case 26, containing the downstream part 4 of the pyrotechnic chain.
  • the lower part of the striker 7 has three lugs 7e exteriors distributed at 120 ° on its periphery, suitable for housing in the three sets of lights 20a, 20b and 20c of the module neutralization.
  • On the inner face of this lower part of the striker 7 is fixed an axial scroll 7d communicating with the exhaust vent 5c of the piston 5 in the low position and driving the striker in rotation under the effect of gases produced by the combustion of the pyrotechnic composition 5a and 5b contained in the piston 5.
  • This neutralization module also includes a lug 21 axial neutralization indication, protruding at the outside of the module through a recess 26a of this last when one of the three pins 7e of the striker is in support on its upper part. In the extended position, this lug 21 constitutes a stop preventing the relative rotation of the module 20 and the selector 23 relative to the fixed case 26, and indicating to the operator the neutralization position occupied by the striker.
  • a ramp 7a, 7b ( Figure 3) is dug in the wall cylindrical external of the striker 7. It comprises a part longitudinal 7a extended by a helical part 7b in which is engaged a guide member consisting of a ball 9 movable in rotation in an open housing made in the body 24 of the plug and protruding into the bore central 2 of the plug.
  • FIG. 3 there is shown in broken lines, the different positions taken by the ball 9 in the ramp longitudinal 7a and helical 7b during the movement of the striker.
  • This ball successively occupies positions 9a, 9b, 9c and 9d after respectively a first axial displacement of the striker, a second rotary and axial movement corresponding to the armed position of the striker, a third displacement caused by the action of the self-destruct module, a fourth displacement leading to percussion of self-destruction or of the fused operating mode.
  • a timer module is placed, through a manhole made in the body 24 of the plug, in the external part cylindrical 23 forming the head of the plug used for select the different operating modes of the machine pyrotechnic.
  • This timer module integral with the selector 23 by any known means, is rotated by the latter around the striker, to align with one of the four axial racks of the striker in striking-fusing mode.
  • This purely mechanical timer module includes a oscillator 19 regulating the rotation of one or more wheels teeth 18 that can mesh in one of the four racks, depending on the duration of the percussion delay chosen by the operator from selector 23.
  • An omnidirectional sensitive impact detector module adjustable is mounted in the second axial bore 37 which can have a diameter equal or not to that of the central bore 2.
  • This second bore 37 is formed in the body 24 of the plug short distance from the central bore 2.
  • the locks of these two elements of the module are provided by the striker which keeps each of the balls 15 and 16 engaged in the groove master cylinder and counter cylinder.
  • the master cylinder 10 is in contact with ball 9 and maintains engagement in the ramp 7a, 7b of the striker.
  • This master cylinder has two notches 10a allowing, after axial displacement of the latter caused by a shock longitudinal or transverse, the exit of the ball 9 from the ramp releasing the striker.
  • the selector 23 constituted by the cylindrical head of the plug has at its lower part an elastic lock 23a which just snaps into a circular notch in the fixed case 26.
  • On the periphery of the upper part of the selector 23 (FIG. 8A) are arranged four marks principal correspondents for security positions, Fusing, impactful and impactful-fusing operation. The operator accesses each of these four marks by rotation successive 90 °.
  • the selector In the striking-fusing position, the selector has three secondary references, accessible by rotation successive 20 ° for example, corresponding to the different percussion delays described above.
  • An external element around the upper part of the case 26 has a circular rib 26e ( Figures 5 and 8) trapping, using the elastic lock 23a of the selector safety position, part of a ring 34a connected to the pin 34, to prevent the extraction of the latter only when the selector is in the safety position.
  • This part downstream 4 comprises from top to bottom: a percussion primer 4a, a charge 4b in lead azide, a priming relay 4c in hexogen, a cylinder element 27 for interrupting the chain then a main 4d hexogen relay ( Figures 5 to 7).
  • This element 27 of interruption or misalignment of the train pyrotechnic consists of a cylinder pierced with an orifice axial and preferably containing an intermediate relay load as a secondary explosive of the hexogenic type. It is fixed by everything known means on a cylindrical barrel 28 driven in rotation by mechanical means from a radial position to a position axial of the element and vice versa.
  • These mechanical means activated by rotation only manual of the selector 23 constituted by the head of the plug, have an internal cylindrical part 25 the part of which lower 25a is housed in the case 26 and the upper part containing the neutralization module is rotated by the body 24 of the cap covered by the selector 23.
  • these means mechanical include a helical groove 31 made in the case 26 associated with a pin 30 of the movable barrel 28 in rotation in the lower end 25a of the internal part 25, so as to rotate the element 90 ° 27 by a joint 45 ° rotation of the body 24 and the selector, in the initial safety position.
  • the upper part of part 25 is locked with the case fixed 26, in order to keep the alignment of the pyrotechnic train for the three operating modes.
  • the return to position of safety of selector 23 unlocks part 25 of case 26 and causes the pyrotechnic train to be misaligned by returning to radial position of the element 27.
  • the assembly helical groove 31 associated with the tenon 30 is replaced by a gear wheel 32 of barrel 28 geared into a rack 33 case 26 circular to ensure alignment and misalignment of the pyrotechnic train by 90 ° rotation of the interrupting element 27.
  • the operation of the firing device according to the invention is as follows.
  • the igniter plug being mounted in the safety position on a hand grenade type pyrotechnic device for example, the operator chooses one of the three operating modes in turning the head 23 of the cap by hand around the case fixed 26 screwed on the machine.
  • the operator can rotate the selector 23 in one direction only by exerting pressure on the elastic lock 23a snapped into the circular notch of the fixed case 26, to select the desired operating mode.
  • the three cylindrical parts 23, 24 and 25 can rotate simultaneously with respect to the fixed case 26, thanks to two cams 23d and 24b, forming part of the respective ends of the parts 23 and 24, provided with two tenons 23c and 24a sliding in corresponding grooves 26b and 26c of the case ( Figures 9 at 9B).
  • misalignment of the pyrotechnic train can again be done by reverse rotation and back in safety position.
  • striker 7 is linked in rotation with the cylindrical part 24 by the ball 9 engaged in the ramp 7a, 7b thereof.
  • the operator can extract the pin 34 by pulling on the ring 34a released by the erasure of the circular groove 26e of the case 26, the part cylindrical 24 being locked with the upper part of the internal part 25 by snap-fastening at the rib 26c and of the elastic cam 24b associated with its stud 24a.
  • the functional locking ball 17 comes out of the groove of the master cylinder 10 and is housed in the internal circular groove 23b of the selector to activate the impact detector module.
  • the timer module stays away from the racks 7c of the striker.
  • the part 24 is locked on the case 26 by a lug 24c in the groove 26f of the case.
  • the selector 23, associated with the timer module revolves around the body 24 of the plug.
  • the gear wheel 18 of the module timer is aligned with the first rack 7c of the striker corresponding to a percussion delay of one second, and the functional locking ball 17 remains free for leave the impact detector module active.
  • the other angular positions of the selector which can for example be 300 °, 320 ° and 340 ° correspond respectively to the alignment of the toothed wheel 18 with the racks 7v2, 7v3, and 7v4 for percussion delays of seven tenths, four tenths and one tenth of a second. In these last three positions, the impact detector module also remains active. Each of these four positions is indexed by cam 23c.
  • the operator extracts pin 34 and launches the grenade.
  • the spoon 22 releases the upstream striker 29 which strikes the primer 3a of the upstream part 3 of the pyrotechnic chain ( Figure 11). The following actions follow one another.
  • the combustion of the pyrotechnic delay 3b ignites the charge reinforcer 3c which generates gases causing displacement axial of the piston 5 compressing the spring 6.
  • the striker 7 forced by the part helical ramp with one rotation, allows the three 7th pins of the striker to move away from the three lights 20b long functional neutralization of the module neutralization, to position itself next to the three lights 20c outlets, thus authorizing effective arming of the device.
  • This original trick allows you to both control the presence of the ball 9 guiding the striker, as well as the triggering of the percussion, and the integrity of the impact detector module. If one had failed, the striker would have dived into neutralization lights functional 20b.
  • a longitudinal impact, producing an axial displacement of the master cylinder 10, ball 14 and counter cylinder 12 assembly, or transverse, radially moving the ball 14, drives necessarily the axial displacement of the master cylinder 10 of which one of the two notches 10a allows the ball 9 to come out of the helical part 7b of the ramp causing the release of the striker ( Figure 12).
  • the striker In its movement towards the downstream part 4 of the chain pyrotechnic, the striker is delayed by the module timer. Indeed, the rack 7c of the striker (or one of the shorter racks 7v2, 7v3 and 7v4, depending on the selected impact delay) comes into contact with the wheel toothed 18 which strongly brakes the striker ( Figures 11B and 12).
  • the striker After a delay, depending on the length of the rack, the striker is finally released and will ignite the downstream part 4 of the chain by striking the primer 4a.
  • the propellant charge 3c ignited the composition delay 5a.
  • the composition reinforcer 5b generates gases, the flow of which through the volute 7d forces the striker to a new rotation.
  • the upper end of the helical part 7b of the ramp then presents itself to the ball 9 which disappears (FIG. 3).
  • This additional striker rotation has misaligned the rack 7c with the toothed wheel 18 of the timer module so that the percussion of self-destruction is instantaneous.

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Description

Le secteur technique de la présente invention est celui des dispositifs de mise à feu d'une charge pyrotechnique du type bouchon allumeur notamment pour grenade à main, comportant une chaíne pyrotechnique initiée de manière classique par un percuteur commandé par le mouvement d'une cuiller associée à une goupille.
Ce dispositif de mise à feu doit intégrer les exigences de sécurité, de fiabilité et de faible prix de revient. Notamment, la sécurité de stockage et de transport doit être assurée par interruption de la chaíne pyrotechnique.
Ce dispositif doit également permettre à l'opérateur de sélectionner l'un des trois modes de fonctionnement de la charge pyrotechnique suivants : mode fusant ou percutant, ou encore mode percutant-fusant.
Il est nécessaire que tous les éléments constitutifs puissent s'inscrire dans un processus de fabrication automatisée. Leur assemblage doit être conçu pour une robotisation complète.
Dans ce domaine technique, plusieurs réalisations ont été proposées.
Le brevet FR 2.517.048 décrit un bouchon allumeur pour grenade à main ayant trois modes de fonctionnement et une sécurité de stockage et de fonctionnement par interruption de la chaíne pyrotechnique et blocage des percuteurs. Ce bouchon dispose de deux chaínes pyrotechniques ayant une partie commune, l'une étant associée à un premier percuteur spécifique au fonctionnement fusant et l'autre chaíne coopérant avec un second percuteur pour le fonctionnement percutant. La sélection du fonctionnement choisi de la grenade est effectuée à partir d'une bague extérieure munie d'un ergot sur lequel vient en butée un plateau animé d'un mouvement à rotation de minuterie. Ce plateau conditionne également l'alignement du train pyrotechnique qui est obtenu après enlèvement de la goupille et après un délai déterminé par la minuterie.
Ce bouchon allumeur présente plusieurs inconvénients. Notamment, il comporte deux percuteurs principaux non alignés entre eux coopérant avec deux chaínes pyrotechniques, ce qui entraíne des complexités de fabrication et de fonctionnement.
Un autre inconvénient réside dans l'association de l'alignement du train pyrotechnique et de l'armement des modes de fonctionnement avec une minuterie, pouvant nuire à la sécurité et à la fiabilité fonctionnelle d'un tel bouchon allumeur.
Un incendie, un impact cinétique, ou une explosion proche, peut provoquer l'arrachement accidentel de la goupille suivi de la rotation du plateau, entraínant un alignement pyrotechnique irréversible de la chaíne.
De plus, la fonction percutant-fusant correspond à l'autodestruction de la grenade en cas d'absence de percussion, et non à une fonction fusante déclenchée par la fonction percutante.
On connaít également le brevet FR 2.458.790 décrivant un bouchon allumeur polyvalent à sécurité de lancement. Ce bouchon, très proche de celui décrit dans le brevet précédent, possède quatre possibilités de fonctionnement et comporte deux percuteurs principaux indépendants non alignés correspondants chacun à des modes de fonctionnement différents, un sélecteur constitué de deux disques tournants contrôlés par un mouvement d'horlogerie, ceux-ci participants aux sécurités de stockage et de lancement. Il comporte également un détecteur d'impact associé à l'un des percuteurs qui prend une position armée directement après éjection de la cuiller, nécessitant la présence d'une sécurité de lancement.
On retrouve ici la plupart des inconvénients énoncés plus haut. Notamment, l'utilisation d'un mécanisme d'horlogerie, pouvant présenter des défaillances, pour contrôler l'alignement de la chaíne pyrotechnique et assurer également la sécurité du tir.
Concernant le mode percutant-fusant, la fonction fusante n'est pas déclenchée par la fonction percutante.
On connaít aussi le brevet FR 2.682.471 qui décrit une sécurité de stockage par interruption de chaíne pyrotechnique pour un bouchon allumeur. Cette interruption est réalisée par un élément pivotant présentant un orifice radial, placé entre le module de retard et la composition d'amorçage. La rotation de cet élément, provoqué indirectement par l'éjection de la cuiller, entraíne automatiquement l'alignement définitif de la chaíne pyrotechnique, notamment en environnement agressif.
Le brevet FR 2.465.189 suivant le préambule de la revendication 1, montre également un bouchon allumeur pour grenade comportant une interruption de chaíne pyrotechnique par un organe rotatif commandé par un mécanisme de retardement par échappement de billes de verre, permettant un alignement définitif de la chaíne au bout d'un temps prédéterminé après l'amorçage de la chaíne.
Le principe de fonctionnement des interruptions de chaíne pyrotechnique décrites dans ces deux brevets ainsi que dans les brevets mentionnés plus haut, présente l'inconvénient majeur d'entraíner un alignement automatique et irréversible de la chaíne, en stockage dans un environnement agressif.
De plus, lors de la défaillance éventuelle d'un seul élément essentiel de verrouillage, pouvant intervenir par accident sans présence humaine (incendie, explosion, impacts), inéluctablement la procédure de mise à feu est enclenchée.
Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients rappelés ci-dessus, en proposant un dispositif de mise à feu d'une charge pyrotechnique, du type bouchon allumeur applicable notamment, mais non exclusivement, aux grenades à main, présentant une sécurité accrue lors du stockage, du transport et du tir, une grande fiabilité fonctionnelle, des coûts de fabrication et d'assemblage faibles et s'inscrivant parfaitement dans le cadre d'une fabrication industrielle de série.
Un autre but de l'invention est d'assurer la sécurité de stockage et de transport en coups complets amorcés, par interruption de la chaíne pyrotechnique.
L'invention a également pour but de fournir un bouchon allumeur directement adaptable sur différents types d'engins pyrotechniques et plus particulièrement sur plusieurs modèles de grenades à main (offensives, défensives, lacrymogènes fumigènes ou d'exercice), tout en conservant des moyens classiques de mise en oeuvre, tels que l'association cuiller et goupille.
Un autre but est de permettre à l'utilisateur de sélectionner à partir du bouchon allumeur, l'un des trois modes de fonctionnement de la charge pyrotechnique suivants : mode fusant, ou percutant, ou encore percutant-fusant.
Pour ce faire, l'invention a pour objet un dispositif de mise à feu d'une charge pyrotechnique, du type bouchon allumeur notamment pour grenade à main, comportant, logée dans un alésage axial pratiqué dans le corps du bouchon, une chaíne pyrotechnique en deux parties amont et aval, la partie aval étant mise à feu par un percuteur axial placé entre les deux parties de la chaíne et associé à des moyens de commande coopérant avec un moyen de verrouillage. Ce dispositif comporte des moyens mécaniques de commande du percuteur, qui sont intercalés entre la partie amont de la chaíne et celui-ci pour entraíner le percuteur dans un déplacement axial et rotatif autour de son axe, sous la pression des gaz générés par l'initiation de la partie amont.
De préférence, les moyens mécaniques de commande du percuteur coopèrent avec un organe de guidage en prise dans une rampe au niveau de l'alésage du corps du bouchon.
De préférence, les moyens de commande du percuteur cylindrique creux sont constitués par un ressort et un piston coulissant axialement par rapport à l'alésage central, logés dans un corps interne fixe cylindrique contenant la partie amont de la chaíne pyrotechnique, ce corps étant partiellement emboíté dans le percuteur.
Le moyen de verrouillage du percuteur avec le corps interne peut être constitué d'une bille faisant saillie dans un logement du corps et permettant au percuteur de passer d'une position initiale de sûreté, où le piston maintient la bille en prise dans une rainure circulaire interne du percuteur, à une position armée, après déplacement axial du piston, dans laquelle la bille positionnée en regard d'une rainure circulaire externe du piston sort de la rainure circulaire interne du percuteur et le libère.
De préférence, l'organe de guidage est constitué d'une bille faisant saillie dans l'alésage central en prise dans la rampe réalisée sur la paroi externe du percuteur, cette rampe comprenant une partie longitudinale prolongée par une partie hélicoïdale, de manière à réaliser un premier déplacement axial du percuteur suivi d'un second déplacement à la fois rotatif et axial du même percuteur.
Le dispositif peut comporter un module de neutralisation du percuteur, disposé entre ce dernier et la partie aval de la chaíne pyrotechnique.
Ce module de neutralisation de forme cylindrique peut présenter trois séries de lumières de longueurs différentes réparties sur la périphérie du module, pour le logement d'au moins un ergot du percuteur.
Le percuteur peut comporter trois ergots extérieurs répartis à 120° sur sa périphérie et placés en regard de l'une des trois séries de lumières également réparties sur le module pour réaliser, soit une neutralisation de stockage et de transport en position de sûreté du percuteur, soit une neutralisation fonctionnelle en position armée de celui-ci, soit la mise à feu de la partie aval de la chaíne.
De préférence, le dispositif comporte un module d'autodestruction comportant une composition génératrice de gaz contenue dans le piston et initiée par la partie amont de la chaíne, un évent d'échappement pratiqué dans le piston et placé, après déplacement du piston, en regard d'une volute axiale fixée au percuteur, pour entraíner sous l'effet des moyens de commande un déplacement rotatif et axial de ce dernier suivi de la mise à feu de la partie aval de la chaíne.
La composition génératrice de gaz contenue dans le piston peut être constituée d'une composition retard associée à une composition renforçatrice.
Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif de mise à feu selon l'invention, comportant un élément axial d'interruption de la chaíne pyrotechnique placé dans la partie aval de la chaíne logée dans un étui cylindrique, comprend des moyens mécaniques d'entraínement de l'élément axial d'interruption actionnés par la seule rotation de la tête du bouchon allumeur, permettant ainsi un alignement et désalignement manuel de la chaíne.
Cet élément d'interruption peut être constitué d'un cylindre percé d'un orifice axial, fixé à un barillet d'alignement entraíné en rotation par les moyens mécaniques d'une position radiale à une position axiale du cylindre et inversement.
Les moyens mécaniques d'entraínement en rotation du barillet peuvent être constitués d'une pièce interne cylindrique mobile en rotation partiellement logée dans l'étui et reliée par son extrémité inférieure au barillet, son extrémité supérieure étant entraínée par la rotation du corps et de la tête du bouchon.
Selon un premier mode de réalisation, le barillet est muni d'un tenon en prise dans une rainure hélicoïdale pratiquée dans l'étui cylindrique, assurant une rotation de 90° du cylindre.
Selon un second mode de réalisation, le barillet comporte des dents en prise dans une crémaillère de l'étui pour assurer une rotation de 90° du cylindre.
De préférence, la partie aval de la chaíne pyrotechnique comprend successivement une amorce à percussion, une charge en azoture de plomb, un relais d'amorçage en hexogène, l'élément cylindre d'interruption puis un relais principal en hexogène.
Selon un mode préféré de réalisation, le cylindre d'interruption contient également une charge relais intermédiaire en explosif secondaire du type hexogène.
Le dispositif de mise à feu d'une charge pyrotechnique selon l'invention appliqué à un bouchon allumeur trois fonctions permettant un fonctionnement fusant, percutant, ou percutant-fusant de la charge, du type comportant un sélecteur des modes de fonctionnement, un module détecteur d'impact et un module temporisateur, est muni de préférence, d'un sélecteur constitué par la paroi externe cylindrique de la tête du bouchon, mobile en rotation autour du corps cylindrique du bouchon percé par l'alésage central.
Le module temporisateur solidarisé avec le sélecteur peut comprendre un oscillateur mécanique régulant la rotation d'au moins une roue dentée engrenée dans au moins une crémaillère axiale fixée sur la paroi externe du percuteur, pour produire un retard de percussion en mode percutant-fusant.
Selon une variante de réalisation, la paroi externe du percuteur comporte quatre crémaillères parallèles de longueurs différentes correspondant chacune à des retards de percussion de une seconde, sept dixièmes, quatre dixièmes et un dixième de seconde.
De préférence, on utilisera un module détecteur d'impact omnidirectionnel à sensibilité réglable, pour le mode percutant et le mode percutant-fusant, logé dans un alésage axial du corps cylindrique du bouchon, comprenant un maítre-cylindre associé à un premier ressort, un contre-cylindre associé à un second ressort, une bille de détection transversale intercalée entre le maítre-cylindre et le contre-cylindre, deux billes de verrouillage et déverrouillage du module commandées par le déplacement axial du percuteur et une autre bille de verrouillage et déverrouillage fonctionnel du module interdisant ou autorisant son fonctionnement par l'action du sélecteur.
De préférence, la bille de détection transversale du module détecteur d'impact est constituée d'un matériau dense du type tungstène.
De préférence, le sélecteur comporte en position de sûreté des moyens interdisant l'extraction d'une goupille verrouillant une cuiller et un percuteur amont commandant la mise à feu de la partie amont de la chaíne.
Selon un mode de fonctionnement préféré, le sélecteur rotatif occupe une position initiale de sûreté et prend, par rotations successives de 90°, au moins trois positions différentes, chacune correspondant à l'un des modes de fonctionnement :
  • en position de sûreté, la goupille est verrouillée, le train pyrotechnique est interrompu par l'élément maintenu en position radiale, le percuteur, dont les trois ergots sont en regard des trois lumières courtes de sûreté, est verrouillé par la bille en prise dans la rainure circulaire interne du percuteur, la roue dentée du module temporisateur se trouve à l'écart des crémaillères du percuteur, et le module détecteur d'impact est verrouillé par les deux billes bloquant respectivement le maítre-cylindre et le contre-cylindre sous l'action du percuteur en position initiale, de plus la bille de verrouillage fonctionnel maintenue par le sélecteur bloque également le maítre-cylindre,
  • une première rotation de 90° du sélecteur, correspondant au fonctionnement fusant de la charge, provoquant successivement, le déverrouillage de la goupille autorisant son extraction, l'alignement du train pyrotechnique par rotation de 90° de l'élément d'interruption, et la rotation relative du module de neutralisation par rapport au percuteur en plaçant les trois lumières plus longues du module en regard des trois ergots du percuteur correspondant à la position de neutralisation fonctionnelle du percuteur, les modules temporisateur et détecteur d'impact restant inactifs,
  • une deuxième rotation de 90° du sélecteur, correspondant au fonctionnement percutant, provoquant de plus, la libération de la bille de verrouillage fonctionnel du module détecteur d'impact, celle-ci venant se loger dans une rainure circulaire interne du sélecteur pour rendre actif ce module,
  • une troisième rotation de 90° du sélecteur, correspondant au fonctionnement percutant-fusant, provoquant de plus, l'alignement de la roue dentée du module temporisateur avec la première crémaillère du percuteur correspondant à un retard de percussion d'une seconde, le module détecteur d'impact restant actif.
Selon une variante de fonctionnement, le sélecteur étant en position percutant-fusant, trois rotations supplémentaires successives dans le même sens du sélecteur provoquant l'alignement de la roue dentée du module temporisateur avec respectivement, la deuxième crémaillère du percuteur correspondant à un retard de percussion de sept dixièmes, la troisième crémaillère du percuteur correspondant à un retard de percussion de quatre dixièmes et la quatrième crémaillère du percuteur correspondant à un retard de percussion de un dixième de seconde.
Selon une autre variante de fonctionnement, en position percutant et percutant-fusant du sélecteur et en l'absence de fonctionnement du module détecteur d'impact, le module d'autodestruction associé aux moyens de commande du percuteur provoquent la mise à feu de la partie aval de la chaíne suivie de l'explosion de l'engin.
Un avantage d'un bouchon allumeur selon l'invention réside dans la compacité de sa structure et la modularité de ses éléments constitutifs, simplifiant notablement les conditions de tir et les étapes de fabrication rencontrées au cours d'une production largement automatisée.
Ce bouchon allumeur à plusieurs modes de fonctionnement présente une sécurité de tir et de stockage optimisée. Notamment, l'élément d'interruption de la chaíne pyrotechnique disposé judicieusement au sein de la partie aval de celle-ci, est indépendant de l'environnement pour une meilleure efficacité en cas d'initiation accidentelle de la partie amont de la chaíne, au cours du transport ou du stockage du bouchon associé à la charge pyrotechnique.
Cet élément d'interruption est déplaçable uniquement par l'intervention volontaire de l'opérateur. Il en résulte que l'alignement et le désalignement purement manuels du train pyrotechnique, ne peuvent résulter de la conjonction d'éléments extérieurs agressifs.
Ceci présente l'avantage de permettre le stockage en toute sécurité du bouchon allumeur monté sur une grenade à main par exemple en coup complet amorcé, ce qui n'est pas le cas actuellement avec les bouchons allumeurs existants.
Un autre avantage réside dans le positionnement au centre de la charge principale du relais principal d'initiation, assurant ainsi une détonation isotrope de la charge pyrotechnique.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront dans la description détaillée, non limitative, d'un mode de réalisation de l'invention.
Cette description sera faite en se reportant aux dessins annexés parmi lesquels :
  • la figure 1 représente une vue en coupe axiale d'un bouchon allumeur trois fonctions selon l'invention, en position de sûreté,
  • la figure 2 représente une vue à l'échelle agrandie, suivant AA de la figure 1 du module de neutralisation associé au percuteur en position de stockage ou de transport,
  • la figure 2A représente une vue selon la figure 1 du module de neutralisation seul,
  • la figure 3 représente une vue latérale du percuteur, montrant à l'échelle agrandie, le trajet relatif de l'organe de guidage dans la rampe longitudinale et hélicoïdale participant au déplacement du percuteur,
  • la figure 4 représente une vue latérale du percuteur associé au module temporisateur,
  • la figure 5 représente une vue en coupe axiale d'une grenade à main offensive-défensive équipée d'un bouchon allumeur selon l'invention, montrant plus particulièrement la partie aval de la chaíne pyrotechnique avec son élément d'interruption, en position de sûreté, ainsi que les moyens de verrouillage de la goupille,
  • la figure 6 montre, à l'échelle agrandie et suivant la figure 5, l'élément d'interruption du train pyrotechnique, selon un premier mode de réalisation,
  • la figure 7 montre une vue identique à la figure 6, d'un second mode de réalisation de cet élément,
  • les figures 8 et 8A représentent une vue de dessus du sélecteur avec indication des différents modes de fonctionnement, montrant les moyens de verrouillage de la goupille en position de sûreté,
  • les figures 9, 9A, 9B et 9C sont des vues en coupe radiale selon BB de la figure 1 respectivement, au niveau de l'étui fixe, du sélecteur, du corps du bouchon et de la partie haute de la pièce interne renfermant le module de neutralisation,
  • les figures 10, 10A, 10B, 10C et 10D représentent une vue schématique partielle selon la figure 1, montrant les différentes positions de certaines parties mobiles respectivement en position, de sûreté, d'alignement du train pyrotechnique, fusant, percutant et percutant-fusant,
  • les figures 11, 11A et 11B représentent une vue partielle selon la figure 1, illustrant les déplacements du piston et du percuteur jusqu'à la position armée de ce dernier, en mode de fonctionnement percutant-fusant,
  • la figure 12 représente une vue selon les figures 11 à 11B, après mise à feu par le fonctionnement du module détecteur d'impact,
  • la figure 13 représente une vue selon les figures 11 à 11B, après mise à feu par le fonctionnement du module d'autodestruction.
En référence aux figures 1 à 3 on voit un bouchon allumeur trois fonctions de forme sensiblement cylindrique comprenant à sa partie inférieure un étui 26 muni d'un filetage extérieur pour adapter le bouchon sur une grenade à main par exemple, non représentée. Sur cette partie inférieure, est montée mobile en rotation la partie principale du bouchon surmontée par la tête du bouchon comportant des moyens classiques d'initiation d'une chaíne pyrotechnique tels qu'une goupille 34 et une cuiller 22 commandant un percuteur amont 29. La présente invention ne porte pas sur ces moyens classiques connus.
La partie principale du bouchon comprend trois pièces cylindriques creuses 23, 24 et 25 coaxiales superposées et mobiles en rotation les unes par rapport aux autres. Elle présente deux alésages 2 et 37 axiaux. L'alésage central 2 se prolonge dans l'étui fixe 26 vissé dans la grenade.
Dans cet alésage central 2 pratiqué dans la pièce cylindrique 24 sont montés de haut en bas :
  • un corps interne 1, fixé à la pièce cylindrique 24, présentant une partie supérieure pleine munie d'un logement central cylindrique contenant une partie amont 3 d'une chaíne pyrotechnique en deux parties, et une partie inférieure creuse,
  • une amorce 3a, un retard pyrotechnique 3b et une charge renforçatrice 3c génératrice de gaz, constituant la partie amont 3 de la chaíne,
  • un piston cylindrique 5 creux coulissant axialement qui présente une rainure circulaire 5d externe et un évent 5c axial d'échappement des gaz à sa partie inférieure, le piston étant maintenu en position haute par un ressort 6 et ces deux éléments étant logés dans la partie inférieure creuse du corps 1,
  • une composition génératrice de gaz comprenant une composition retard 5a associée à une composition renforçatrice 5b, contenue dans le piston 5,
  • un percuteur 7 cylindrique creux présentant en coupe axiale la forme d'un U, mobile en translation axiale et en rotation autour de son axe par rapport au corps interne fixe 1 partiellement contenu dans le percuteur,
  • une bille 8 de verrouillage et déverrouillage du percuteur avec le corps 1, faisant saillie dans un logement de la partie inférieure de ce corps; en position haute du piston, la bille prend appui d'une part sur la paroi externe de ce dernier et est en prise dans une rainure circulaire interne 7f du percuteur d'autre part,
  • un module de neutralisation 20 (figure 2) du percuteur disposé sous ce dernier et solidarisé avec la pièce cylindrique 25, est constitué d'un cylindre creux muni à sa périphérie de trois séries de lumières 20a, 20b et 20c axiales de longueurs différentes réparties à 120°; une première série comprenant trois lumières courtes 20a de neutralisation de stockage et de transport, une deuxième série comprenant trois lumières 20b plus longues de neutralisation fonctionnelle et une troisième série comprenant trois lumières 20c débouchantes laissant passer librement le percuteur.
L'extrémité inférieure de cet alésage 2 communique avec un alésage coaxial de l'étui fixe 26, contenant la partie aval 4 de la chaíne pyrotechnique.
La partie inférieure du percuteur 7 comporte trois ergots 7e extérieurs répartis à 120° sur sa périphérie, aptes à se loger dans les trois séries de lumières 20a, 20b et 20c du module de neutralisation. Sur la face interne de cette partie inférieure du percuteur 7 est fixée une volute axiale 7d communiquant avec l'évent d'échappement 5c du piston 5 en position basse et entraínant le percuteur en rotation sous l'effet des gaz produits par la combustion de la composition pyrotechnique 5a et 5b contenue dans le piston 5.
Ce module de neutralisation comporte également un ergot 21 axial d'indication de neutralisation, faisant saillie à l'extérieur du module au travers d'un évidement 26a de ce dernier lorsque l'un des trois ergots 7e du percuteur est en appui sur sa partie supérieure. En position sortie, cet ergot 21 constitue une butée interdisant la rotation relative du module 20 et du sélecteur 23 par rapport à l'étui fixe 26, et indiquant à l'opérateur la position de neutralisation occupée par le percuteur.
Une rampe 7a, 7b (figure 3) est creusée dans la paroi externe cylindrique du percuteur 7. Elle comprend une partie longitudinale 7a prolongée par une partie hélicoïdale 7b dans lesquelles est en prise un organe de guidage constitué d'une bille 9 mobile en rotation dans un logement ouvert pratiqué dans le corps 24 du bouchon et faisant saillie dans l'alésage central 2 du bouchon.
Sur cette figure 3 on a représenté en traits discontinus, les différentes positions prises par la bille 9 dans la rampe longitudinale 7a et hélicoïdale 7b au cours du déplacement du percuteur. Cette bille occupe successivement les positions 9a, 9b, 9c et 9d après respectivement, un premier déplacement axial du percuteur, un deuxième déplacement rotatif et axial correspondant à la position armée du percuteur, un troisième déplacement provoqué par l'action du module d'autodestruction, un quatrième déplacement conduisant à la percussion d'autodestruction ou à celle du mode de fonctionnement fusant.
On notera que la configuration de l'organe de guidage et de la rampe décrite ci-dessus n'est pas limitative, et qu'une variante de réalisation où la rampe serait creusée dans le corps 24 du bouchon au niveau de l'alésage et l'organe de guidage placé sur la paroi cylindrique du percuteur 7 par exemple, est également couverte par la présente invention.
Quatre crémaillères axiales 7c, 7c2, 7c3 et 7c4 parallèles et de longueurs différentes sont fixées sur une zone de la paroi externe cylindrique du percuteur diamétralement opposée à celle comportant la rampe décrite ci-dessus. En mode de fonctionnement percutant-fusant de la charge, comme il sera décrit plus loin, ces crémaillères assurent des retards de percussion de une seconde, sept dixièmes, quatre dixièmes et un dixième de seconde (figure 4).
Un module temporisateur est placé, au travers d'un regard pratiqué dans le corps 24 du bouchon, dans la pièce externe cylindrique 23 formant la tête du bouchon utilisée pour sélectionner les différents modes de fonctionnements de l'engin pyrotechnique. Ce module temporisateur, solidarisé avec le sélecteur 23 par tout moyen connu, est entraíné en rotation par ce dernier autour du percuteur, pour s'aligner avec l'une des quatre crémaillères axiales du percuteur en mode percutant-fusant.
Ce module temporisateur purement mécanique comprend un oscillateur 19 régulant la rotation d'une ou de plusieurs roues dentées 18 pouvant s'engrener dans l'une des quatre crémaillères, selon la durée du retard de percussion choisie par l'opérateur à partir du sélecteur 23.
Un module détecteur d'impact omnidirectionnel à sensibilité réglable est monté dans le second alésage axial 37 qui peut avoir un diamètre égal ou non à celui de l'alésage central 2. Ce second alésage 37 est pratiqué dans le corps 24 du bouchon à faible distance de l'alésage central 2.
Ce module détecteur d'impact, utilisé en mode percutant et en mode percutant-fusant, comprend :
  • un maítre-cylindre 10 associé à un premier ressort 11 en appui sur le fond de l'alésage 37 d'une part et sur la partie inférieure du maítre-cylindre,
  • un contre-cylindre 12 associé à un second ressort 13 en appui sur l'extrémité supérieure de l'alésage 37 d'une part et sur la partie supérieure du contre-cylindre,
  • une bille 14 en tungstène de détection transversale, intercalée entre le maítre-cylindre et le contre-cylindre, mobile radialement dans un logement interne du corps 24 du bouchon et du sélecteur 23,
  • deux billes 15 et 16, mobiles radialement dans deux logements de la partie du corps 24 située entre les deux alésages 2 et 37 et chacune faisant saillie dans ces deux alésages, verrouillant en position haute du percuteur 7 et déverrouillant après déplacement axial de celui-ci respectivement, le maítre-cylindre 10 et le contre-cylindre 12,
  • une bille 17, mobile radialement dans un logement du corps 24, assurant le verrouillage fonctionnel du module sous l'action du sélecteur 23 qui la maintient en prise dans une gorge du maítre-cylindre 10, et le déverrouillage fonctionnel autorisant le fonctionnement du module après une rotation du sélecteur autour du corps 24 permettant à cette bille de s'échapper de la gorge du maítre-cylindre pour se loger dans une rainure circulaire interne 23b du sélecteur.
En position haute du percuteur 7, les verrouillages de ces deux éléments du module sont assurés par le percuteur qui maintient chacune des billes 15 et 16 en prise dans la gorge correspondante du maítre-cylindre et du contre-cylindre. Le maítre-cylindre 10 est en contact avec la bille 9 et la maintient en prise dans la rampe 7a, 7b du percuteur. Ce maítre-cylindre présente deux échancrures 10a permettant, après déplacement axial de ce dernier provoqué par un choc longitudinal ou transversal, la sortie de la bille 9 de la rampe libérant le percuteur.
Le sélecteur 23 constitué par la tête cylindrique du bouchon comporte à sa partie inférieure un verrou élastique 23a qui vient s'encliqueter dans une échancrure circulaire pratiquée dans l'étui fixe 26. Sur la périphérie de la partie supérieure du sélecteur 23 (figure 8A) sont disposés quatre repères principaux correspondants aux positions de sûreté, de fonctionnement fusant, percutant et percutant-fusant. L'opérateur accède à chacun de ces quatre repères par rotations successives de 90°. En position percutant-fusant, le sélecteur présente trois repères secondaires, accessibles par rotations successives de 20° par exemple, correspondants aux différents retards de percussion décrits plus haut.
Un élément externe du pourtour de la partie haute de l'étui 26 comporte une nervure circulaire 26e (figures 5 et 8) emprisonnant, à l'aide du verrou élastique 23a du sélecteur en position de sûreté, une partie d'un anneau 34a relié à la goupille 34, pour interdire l'extraction de cette dernière uniquement lorsque le sélecteur est en position de sûreté.
Dans l'étui cylindrique fixe 26 vissé dans la grenade, est montée la partie aval 4 de la chaíne pyrotechnique. Cette partie aval 4 comprend de haut en bas : une amorce à percussion 4a, une charge 4b en azoture de plomb, un relais d'amorçage 4c en hexogène, un élément cylindre 27 d'interruption de la chaíne puis un relais principal 4d en hexogène (figures 5 à 7).
Cet élément 27 d'interruption ou de désalignement du train pyrotechnique est constitué d'un cylindre percé d'un orifice axial et contenant de préférence une charge relais intermédiaire en explosif secondaire du type hexogène. Il est fixé par tout moyen connu sur un barillet 28 cylindrique entraíné en rotation par des moyens mécaniques d'une position radiale à une position axiale de l'élément et inversement.
Ces moyens mécaniques, actionnés par la seule rotation manuelle du sélecteur 23 constitué par la tête du bouchon, comportent une pièce interne 25 cylindrique dont la partie basse 25a est logée dans l'étui 26 et la partie haute renfermant le module de neutralisation est entraínée en rotation par le corps 24 du bouchon recouvert par le sélecteur 23.
Selon un premier mode de réalisation (figure 6), ces moyens mécaniques comprennent une rainure hélicoïdale 31 pratiquée dans l'étui 26 associée à un tenon 30 du barillet 28 mobile en rotation dans l'extrémité inférieure 25a de la pièce interne 25, de façon à réaliser une rotation de 90° de l'élément d'interruption 27 par une rotation conjointe de 45° du corps 24 et du sélecteur, en position initiale de sûreté. Au-delà de 45°, la partie haute de la pièce 25 est verrouillée avec l'étui fixe 26, afin de conserver l'alignement du train pyrotechnique pour les trois modes de fonctionnement. Le retour en position de sûreté du sélecteur 23 déverrouille la pièce 25 de l'étui 26 et provoque le désalignement du train pyrotechnique par retour en position radiale de l'élément 27.
Selon un second mode de réalisation (figure 7), l'ensemble rainure hélicoïdale 31 associée au tenon 30 est remplacé par une roue dentée 32 du barillet 28 engrenée dans une crémaillère 33 circulaire de l'étui 26 pour assurer l'alignement et le désalignement du train pyrotechnique par rotation de 90° de l'élément d'interruption 27.
Le fonctionnement du dispositif de mise à feu selon l'invention est le suivant.
Le bouchon allumeur étant monté en position de sûreté sur un engin pyrotechnique du type grenade à main par exemple, l'opérateur choisit l'un des trois modes de fonctionnement en faisant tourner à la main la tête 23 du bouchon autour de l'étui fixe 26 vissé sur l'engin.
En position initiale de sûreté, la goupille 34 ne peut être retirée, l'élément 27 en position radiale interrompt la chaíne pyrotechnique, les trois ergots 7e, du percuteur 7 verrouillé en position haute, sont en regard des trois lumières courtes 20a, et les modules temporisateur et détecteur d'impact sont inactifs (figure 10).
A la condition que l'ergot 21 d'indication de neutralisation ne soit pas rentré à l'intérieur de l'évidement 26a, l'opérateur peut faire tourner dans un seul sens le sélecteur 23 en exerçant une pression sur le verrou élastique 23a encliqueté dans l'échancrure circulaire de l'étui fixe 26, pour sélectionner le mode de fonctionnement désiré.
Au cours du déplacement angulaire de 0° à 45° du sélecteur 23, les trois pièces cylindriques 23, 24 et 25 peuvent tourner simultanément par rapport à l'étui fixe 26, grâce à deux cames 23d et 24b, faisant partie des extrémités respectives des pièces 23 et 24, munies de deux tenons 23c et 24a glissant dans des rainures correspondantes 26b et 26c de l'étui (figures 9 à 9B).
A la position 45°, non indexée, du sélecteur, l'alignement du train pyrotechnique est réalisé (figure 10A) par la rotation de 90° de l'élément d'interruption 27 produite par la rotation de la pièce interne 25, cette dernière est alors verrouillée avec l'étui 26 pour conserver l'alignement du train pendant la sélection des modes de fonctionnement. Ce verrouillage est réalisé par un ergot 25b élastique, situé à l'extrémité de la pièce 25, glissant dans la rainure 26d de l'étui 26, où il se verrouille en fin de rainure (figures 9 et 9C).
On notera que le désalignement du train pyrotechnique peut de nouveau être réalisé par rotation inverse et retour en position sûreté.
Au cours du déplacement angulaire de 45° à 90°, les deux pièces cylindriques 23 et 24 restent solidaires et tournent simultanément par rapport à la pièce interne 25 verrouillée.
On notera que le percuteur 7 est lié en rotation avec la pièce cylindrique 24 par la bille 9 en prise dans la rampe 7a, 7b de celui-ci.
A la position 90°, correspondant au mode de fonctionnement fusant (figure 10B), la rotation de la pièce 24 et donc du percuteur 7 a placé les trois ergots 7e de ce dernier face aux trois lumières plus longues 20b de neutralisation fonctionnelle, le module détecteur d'impact reste bloqué par la bille de verrouillage fonctionnelle 17 maintenue en prise dans la gorge du maítre-cylindre 10 par le sélecteur, et le module temporisateur reste à l'écart des crémaillères 7c du percuteur.
Dans cette position, l'opérateur peut extraire la goupille 34 en tirant sur l'anneau 34a libéré par l'effacement de la rainure circulaire 26e de l'étui 26, la pièce cylindrique 24 étant verrouillée avec la partie haute de la pièce interne 25 par encliquetage au niveau de la nervure 26c et de la came élastique 24b associée à son tenon 24a.
A la position 180°, correspondant au mode de fonctionnement percutant (figure 10C), la bille de verrouillage fonctionnel 17 sort de la gorge du maítre-cylindre 10 et vient se loger dans la rainure circulaire interne 23b du sélecteur pour rendre actif le module détecteur d'impact.
Dans cette position, comme dans la position précédente, le module temporisateur reste à l'écart des crémaillères 7c du percuteur. La pièce 24 est verrouillée sur l'étui 26 par un ergot 24c dans la rainure 26f de l'étui.
Au cours du déplacement angulaire de 180° à 270°, le sélecteur 23, associé au module temporisateur, tourne autour du corps 24 du bouchon.
A la position 270°, correspondant au mode de fonctionnement percutant-fusant (figure 10D), la roue dentée 18 du module temporisateur est alignée avec la première crémaillère 7c du percuteur correspondant à un retard de percussion d'une seconde, et la bille de verrouillage fonctionnel 17 reste libre pour laisser le module détecteur d'impact actif.
Les autres positions angulaires du sélecteur qui peuvent être à titre d'exemple de 300°, 320° et 340° correspondent respectivement à l'alignement de la roue dentée 18 avec les crémaillères 7c2, 7c3, et 7c4 pour des retards de percussion de sept dixièmes, quatre dixièmes et un dixième de seconde. Dans ces trois dernières positions, le module détecteur d'impact reste également actif. Chacune de ces quatre positions est indexée par la came 23c.
Il est décrit ci-dessous le fonctionnement du dispositif en mode percutant-fusant monté sur une grenade à main (figures 11 à 11B et 12).
Les différences de fonctionnement selon les deux autres modes peuvent facilement se déduire de celui-ci.
On se place ici dans la configuration relative à ce mode particulier de fonctionnement, déterminée par la position correspondante du sélecteur, décrite ci-dessus.
L'opérateur extrait la goupille 34 et lance la grenade. La cuiller 22 libère le percuteur amont 29 qui frappe l'amorce 3a de la partie amont 3 de la chaíne pyrotechnique (figure 11). Les actions suivantes se succèdent.
La combustion du retard pyrotechnique 3b met à feu la charge renforçatrice 3c qui génère des gaz provoquant le déplacement axial du piston 5 comprimant le ressort 6.
Dés que la rainure circulaire 5d externe du piston 5 arrive en regard de la bille 8, celle-ci libère le cylindre percuteur 7 qui se déplace alors axialement sous l'action du ressort 6 comprimé.
La partie longitudinale 7a de la rampe du percuteur glisse devant la bille 9 jusqu'à sa rencontre avec la partie hélicoïdale 7b de la rampe (figure 11A).
La forme hélicoïdale de cette partie de la rampe imprime au cylindre percuteur une rotation de quelques degrés. A l'extrémité de la partie hélicoïdale 7b, le percuteur s'immobilise, retenu par la bille 9 (figure 11B).
Il est à noter que le percuteur 7 forcé par la partie hélicoïdale de la rampe à une rotation, permet aux trois ergots 7e du percuteur de s'écarter des trois lumières longues 20b de neutralisation fonctionnelle du module de neutralisation, pour se positionner en regard des trois lumières débouchantes 20c, autorisant ainsi un armement effectif du dispositif. Cette astuce originale permet à la fois de contrôler la présence de la bille 9 assurant le guidage du percuteur, ainsi que le déclenchement de la percussion, et l'intégrité du module détecteur d'impact. Si l'un avait fait défaut, le percuteur aurait plongé dans les lumières de neutralisation fonctionnelle 20b.
Dans son mouvement, le percuteur a libéré les deux billes 15 et 16 et a ainsi déverrouillé le module détecteur d'impact.
Un choc longitudinal, produisant un déplacement axial de l'ensemble maítre-cylindre 10, bille 14 et contre-cylindre 12, ou transversal, déplaçant radialement la bille 14, entraíne nécessairement le déplacement axial du maítre-cylindre 10 dont l'une des deux échancrures 10a permet à la bille 9 de sortir de la partie hélicoïdale 7b de la rampe provoquant la libération du percuteur (figure 12).
Dans son mouvement vers la partie aval 4 de la chaíne pyrotechnique, le percuteur est retardé par le module temporisateur. En effet, la crémaillère 7c du percuteur (ou l'une des crémaillères plus courtes 7c2, 7c3 et 7c4, selon le retard de percussion sélectionné) entre en contact avec la roue dentée 18 qui freine très fortement le percuteur (figures 11B et 12).
Après un délai, fonction de la longueur de la crémaillère, le percuteur est définitivement libéré et va mettre à feu la partie aval 4 de la chaíne en percutant l'amorce 4a.
Si le module détecteur d'impact ne libère pas la bille 9 en temps voulu, le module d'autodestruction contenu dans le piston 5 prend le relais (figure 13).
En effet, la charge propulsive 3c a allumé la composition retard 5a. A la fin de la combustion, la composition renforçatrice 5b génère des gaz dont le débit au travers de la volute 7d force le percuteur à une nouvelle rotation. L'extrémité supérieure de la partie hélicoïdale 7b de la rampe se présente alors à la bille 9 qui s'efface (figure 3).
Cette rotation supplémentaire du percuteur a désaligné la crémaillère 7c avec la roue dentée 18 du module temporisateur de sorte que la percussion d'autodestruction est instantanée.
Concernant le fonctionnement en mode percutant, il est identique au mode percutant-fusant, cependant la rotation de 180° du sélecteur 23 laisse les crémaillères du percuteur à l'écart du module temporisateur.
En ce qui concerne le fonctionnement en mode fusant, il est semblable au mode percutant-fusant, cependant la rotation de 90° du sélecteur 23 laisse également les crémaillères du percuteur à l'écart du module temporisateur et ne libère pas la bille de verrouillage fonctionnel 17 du module détecteur d'impact qui reste donc inactif, de sorte que l'autodestruction de la grenade est inéluctable.

Claims (27)

  1. Dispositif de mise à feu d'une charge pyrotechnique, du type bouchon allumeur notamment pour grenade à main, comportant, logée dans un alésage axial (2) pratiqué dans le corps (24) du bouchon, une chaíne pyrotechnique en deux parties (3,4) amont et aval, la partie aval (4) étant mise à feu par un percuteur (7) axial placé entre les deux parties de la chaíne et associé à des moyens de commande coopérant avec un moyen de verrouillage, dispositif caractérisé en ce que les moyens mécaniques de commande (5,6) du percuteur sont intercalés entre la partie amont de la chaíne et celui-ci, pour entraíner le percuteur (7) dans un déplacement axial et rotatif autour de son axe, sous la pression des gaz générés par l'initiation de la partie amont (3) de la chaíne pyrotechnique.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens mécaniques de commande (5,6) du percuteur coopèrent avec un organe de guidage (9) en prise dans une rampe (7a, 7b) au niveau de l'alésage (2) du corps (24) du bouchon.
  3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de commande du percuteur (7) cylindrique creux sont constitués par un ressort (6) et un piston (5) coulissant axialement par rapport à l'alésage central (2), logés dans un corps interne fixe (1) cylindrique contenant la partie amont de la chaíne pyrotechnique, ce corps étant partiellement emboíté dans le percuteur (7).
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de verrouillage du percuteur (7) avec le corps interne (1) est constitué d'une bille (8) faisant saillie dans un logement du corps (1) et permettant au percuteur de passer d'une position initiale de sûreté, où le piston (5) maintient la bille en prise dans une rainure circulaire interne (7f) du percuteur, à une position armée, après déplacement axial du piston, dans laquelle la bille (8) positionnée en regard d'une rainure circulaire (5d) du piston sort de la rainure circulaire interne (7f) du percuteur et le libère.
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe de guidage est constitué d'une bille (9) faisant saillie dans l'alésage central (2) en prise dans la rampe réalisée sur la paroi externe du percuteur, cette rampe comprenant une partie longitudinale (7a) prolongée par une partie hélicoïdale (7b), de manière à réaliser un premier déplacement axial du percuteur suivi d'un second déplacement à la fois rotatif et axial du même percuteur.
  6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un module de neutralisation (20) du percuteur (7), disposé entre ce dernier et la partie aval (4) de la chaíne pyrotechnique.
  7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le module de neutralisation (20) de forme cylindrique présente trois séries de lumières (20a, 20b, 20c) de longueurs différentes réparties sur la périphérie du module, pour le logement d'au moins un ergot (7e) du percuteur (7).
  8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le percuteur comporte trois ergots (7e) extérieurs répartis à 120° sur sa périphérie et placés en regard de l'une des trois séries de lumières également réparties sur le module pour réaliser, soit une neutralisation de stockage et de transport en position de sûreté du percuteur, soit une neutralisation fonctionnelle en position armée de celui-ci, soit la mise à feu de la partie aval (4) de la chaíne.
  9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un module d'autodestruction comportant une composition génératrice de gaz (5a, 5b) contenue dans le piston (5) et initiée par la partie amont de la chaíne, un évent d'échappement (5c) pratiqué dans le piston et placé, après déplacement du piston, en regard d'une volute axiale (7d) fixée au percuteur, pour entraíner sous l'effet des moyens de commande un déplacement rotatif et axial de ce dernier suivi de la mise à feu de la partie aval (4) de la chaíne.
  10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la composition génératrice de gaz contenue dans le piston (5) est constituée d'une composition retard (5a) associée à une composition renforçatrice (5b).
  11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un élément axial d'interruption de la chaíne pyrotechnique placé dans la partie aval de la chaíne logée dans un étui cylindrique (26) et entraíné en rotation par des moyens mécaniques, caractérisé en ce que les moyens mécaniques d'entraínement de l'élément sont actionnés par la seule rotation de la tête (23) du bouchon allumeur, permettant ainsi un alignement et désalignement manuel de la chaíne.
  12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'élément d'interruption est constitué d'un cylindre (27) percé d'un orifice axial, fixé à un barillet d'alignement (28) entraíné en rotation par les moyens mécaniques d'une position radiale à une position axiale du cylindre et inversement.
  13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens mécaniques d'entraínement en rotation du barillet (28) sont constitués d'une pièce interne (25) cylindrique mobile en rotation partiellement logée dans l'étui (26) et reliée par son extrémité inférieure (25a) au barillet, son extrémité supérieure étant entraínée par la rotation du corps (24) et de la tête (23) du bouchon.
  14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le barillet est muni d'un tenon (30) en prise dans une rainure hélicoïdale (31) pratiquée dans l'étui cylindrique (26), assurant une rotation de 90° du cylindre (27).
  15. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le barillet (28) comporte des dents (32) en prise dans une crémaillère (33) de l'étui pour assurer une rotation de 90° du cylindre.
  16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie aval (4) de la chaíne pyrotechnique comprend successivement une amorce à percussion (4a), une charge (4b) en azoture de plomb, un relais d'amorçage (4c) en hexogène, l'élément cylindre d'interruption (27) puis un relais principal (4d) en hexogène.
  17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que le cylindre d'interruption (27) contient également une charge relais intermédiaire en explosif secondaire du type hexogène
  18. Application du dispositif de mise à feu d'une charge pyrotechnique selon l'une quelconque des revendications précédentes, à un bouchon allumeur trois fonctions permettant un fonctionnement fusant, percutant, ou percutant-fusant de la charge, du type comportant un sélecteur des modes de fonctionnement, un module détecteur d'impact et un module temporisateur, caractérisé en ce que le sélecteur est constitué par la paroi externe (23) cylindrique de la tête du bouchon, mobile en rotation autour du corps cylindrique (24) du bouchon percé par l'alésage central (2).
  19. Bouchon allumeur selon la revendication 18, caractérisé en ce que le module temporisateur solidarisé avec le sélecteur (23) comprend un oscillateur mécanique (19) régulant la rotation d'au moins une roue dentée (18) engrenée dans au moins une crémaillère axiale (7c) fixée sur la paroi externe du percuteur (7), pour produire un retard de percussion en mode percutant-fusant.
  20. Bouchon allumeur selon la revendication 19, caractérisé en ce que la paroi externe du percuteur (7) comporte quatre crémaillères (7c, 7c2, 7c3, 7c4) parallèles de longueurs différentes correspondant chacune à des retards de percussion de une seconde, sept dixièmes, quatre dixièmes et un dixième de seconde.
  21. Bouchon allumeur selon la revendication 20, caractérisé en ce que le module détecteur d'impact omnidirectionnel à sensibilité réglable, utilisé en mode percutant et en mode percutant-fusant, logé dans un alésage axial (37) du corps cylindrique (24) du bouchon, comprend un maítre-cylindre (10) associé à un premier ressort (11), un contre-cylindre (12) associé à un second ressort (13), une bille (14) de détection transversale intercalée entre le maítre-cylindre et le contre-cylindre, deux billes (15) et (16) de verrouillage et déverrouillage du module commandées par le déplacement axial du percuteur (7) et une bille de verrouillage et déverrouillage fonctionnel (17) du module interdisant ou autorisant son fonctionnement par l'action du sélecteur (23).
  22. Bouchon allumeur selon la revendication 21, caractérisé en ce que la bille de détection transversale (14) du module détecteur d'impact est constituée d'un matériau dense du type tungstène.
  23. Bouchon allumeur selon la revendication 22, comportant un anneau (34a) relié à une goupille (34) verrouillant une cuiller (22) et un percuteur amont (29) commandant la mise à feu de la partie amont (3) de la chaíne, caractérisé en ce qu'il comporte, en position de sûreté de sélecteur (23), des moyens interdisant l'extraction de la goupille (34).
  24. Bouchon allumeur selon la revendication 23, caractérisé en ce que les moyens interdisant l'extraction de la goupille (34), en position de sûreté du sélecteur, sont constitués par une nervure (26e) circulaire de l'étui (26) et un verrou élastique (23a) du sélecteur, emprisonnant une partie de l'anneau (34a).
  25. Bouchon allumeur selon la revendication 24, caractérisé en ce que le sélecteur (23) rotatif occupe une position initiale de sûreté et prend, par rotations successives de 90°, au moins trois positions différentes, chacune correspondant à l'un des modes de fonctionnement :
    en position de sûreté, la goupille (34) est verrouillée, le train pyrotechnique est interrompu par l'élément (27) maintenu en position radiale, le percuteur (7), dont les trois ergots (7e) sont en regard des trois lumières courtes (20a) de sûreté, est verrouillé par la bille (8) en prise dans la rainure circulaire interne (7f) du percuteur, la roue dentée (18) du module temporisateur se trouve à l'écart des crémaillères (7c) du percuteur, et le module détecteur d'impact est verrouillé par les deux billes (15) et (16) bloquant respectivement le maítre-cylindre (10) et le contre-cylindre (12) sous l'action du percuteur (7) en position initiale, de plus la bille de verrouillage fonctionnel (17) maintenue par le sélecteur (23) bloque également le maítre-cylindre (10),
    une première rotation de 90° du sélecteur, correspondant au fonctionnement fusant de la charge, provoquant successivement, le déverrouillage de la goupille (34) autorisant son extraction, l'alignement du train pyrotechnique par rotation de 90° de l'élément d'interruption (27), et la rotation relative du percuteur (7) par rapport au module de neutralisation (20) en amenant les trois ergots (7e) du percuteur en regard des trois lumières plus longues (20b) du module correspondant à la position de neutralisation fonctionnelle du percuteur, les modules temporisateur et détecteur d'impact restant inactifs,
    une deuxième rotation de 90° du sélecteur, correspondant au fonctionnement percutant, provoquant de plus, la libération de la bille de verrouillage fonctionnel (17) du module détecteur d'impact, celle-ci venant se loger dans une rainure circulaire interne (23b) du sélecteur pour rendre actif ce module,
    une troisième rotation de 90° du sélecteur, correspondant au fonctionnement percutant-fusant, provoquant de plus, l'alignement de la roue dentée (18) du module temporisateur avec la première crémaillère (7c) du percuteur correspondant à un retard de percussion d'une seconde, le module détecteur d'impact restant actif.
  26. Bouchon allumeur selon la revendication 25, caractérisé en ce que, le sélecteur (23) étant en position percutant-fusant, trois rotations supplémentaires successives dans le même sens du sélecteur, provoquant l'alignement de la roue dentée (18) du module temporisateur avec respectivement, la deuxième crémaillère (7c2) du percuteur correspondant à un retard de percussion de sept dixièmes, la troisième crémaillère (7c3) du percuteur correspondant à un retard de percussion de quatre dixièmes et la quatrième crémaillère (7c4) du percuteur correspondant à un retard de percussion de un dixième de seconde.
  27. Bouchon allumeur selon l'une quelconque des revendications 21 à 26, caractérisé en ce que, en position percutant et percutant-fusant du sélecteur (23) et en l'absence de fonctionnement du module détecteur d'impact, le module d'autodestruction (5a, 5b, 5c, 7d) associé aux moyens de commande (5,6) du percuteur provoquent la mise à feu de la partie aval (4) de la chaíne suivie de l'explosion de l'engin.
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