EP2029956B1 - Sicherheitszünder für pyrotechnische vorrichtung - Google Patents

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EP2029956B1
EP2029956B1 EP07786736A EP07786736A EP2029956B1 EP 2029956 B1 EP2029956 B1 EP 2029956B1 EP 07786736 A EP07786736 A EP 07786736A EP 07786736 A EP07786736 A EP 07786736A EP 2029956 B1 EP2029956 B1 EP 2029956B1
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pyrotechnic
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    • 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
    • F42C15/18—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein a carrier for an element of the pyrotechnic or explosive train is moved
    • F42C15/184—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein a carrier for an element of the pyrotechnic or explosive train is moved using a slidable carrier
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10—Initiators therefor
    • F42B3/18—Safety initiators resistant to premature firing by static electricity or stray currents

Definitions

  • the present invention relates to a safety igniter to initiate combustion of any type of pyrotechnic device after a determined delay time, such as for example the pyrotechnic engines missiles ignited at a safe distance.
  • the pyrotechnic initiator the first component of the pyrotechnic ignition chain, can be activated by various means such as electrical, mechanical, thermal, optical means. These means provide stimuli most often of low amplitude to activate the initiator. These stimuli, which may be in the normal or accidental environment of the pyrotechnic device, may inadvertently activate the igniter causing the nominal operation of the pyrotechnic device.
  • the main safety criterion is that the pyrotechnic device does not fire unexpectedly. Uncontrolled triggering can result in serious risk to personnel and significant property damage.
  • state-of-the-art igniters whose ignition chain contains sensitive pyrotechnic compositions usually comprise a safety switch, for example a shutter, a slide, a rotor, which separates these sensitive compositions from the ignition circuit. rest of the pyrotechnic chain, and which can be opened during the voluntary operation of the igniter only by the activation of at least one safety device.
  • a safety switch for example a shutter, a slide, a rotor
  • the document US-3511183A1 shows a device comprising a body and a drawer that can move in the body of the device.
  • the device can be used to activate a detonator of an explosive charge.
  • Firing delays are often introduced into the igniters according to parameters related to the use of the pyrotechnic device, for example to ensure a sufficient safety distance from the personnel and the equipment to be protected.
  • firing delays can easily be obtained and managed by an electronic receiving an activation signal and providing a delayed electrical signal of a predetermined time t depending on the use of the pyrotechnic device.
  • Such electronic devices for generating activation delay require a source of electrical energy and occupy a volume sometimes incompatible with the constraints of space available for certain applications.
  • the pyrotechnic drawer comprises a pyrotechnic chamber in the form of a tube closed at one end by a closing wall perpendicular to the axis XX 'having a first gas passage hole between the pyrotechnic chamber and a cell of a closing cap of the pyrotechnic chamber.
  • the pyrotechnic means of the pyrotechnic drawer comprise an igniter, a pyrotechnic delay initiated by the igniter and an intermediate ignition relay initiated by the pyrotechnic delay.
  • the safety igniter includes an output ignition relay initiated by the intermediate ignition relay.
  • a main objective of the invention is to obtain pyrotechnic igniters having a greater safety and reliability of operation.
  • Another objective is to make compact igniters compatible with pyrotechnic devices having little space for the igniter.
  • Another objective is to reduce the costs of such pyrotechnic igniters by reducing the number of components necessary for its operation.
  • the lighter of the figure 1 comprises a body 10 of the igniter having a cylindrical recess 12 of axis XX ', in which a pyrotechnic drawer 14 can slide.
  • the pyrotechnic drawer 14 can move in the cylindrical recess 12 of the body 10 of the igniter, a so-called safety position Ps, ensuring the isolation between the pyrotechnic means of the igniter and the pyrotechnic device, to a position Pi said initiation, to cause the initiation of combustion of the pyrotechnic device (not shown in the figures).
  • the pyrotechnic drawer 14 comprises a pyrotechnic chamber 20 in the form of a tube closed at one end by a closure wall 22 perpendicular to the axis XX 'having a first hole 24 for the passage of gas between the pyrotechnic chamber 20 and a cell 26 of a cap 28 for closing the pyrotechnic chamber 20.
  • the cell 26 of the cap 28 comprises an intermediate ignition relay 30 which can be activated by hot gases from the pyrotechnic chamber 20 through the first hole 24 for the passage of gases.
  • the closure cap 28 has two opposite ends of cylindrical shape, a first end 32 in the form of a tube, of the same diameter D1 as that of the pyrotechnic chamber 20, integral with the end of the pyrotechnic chamber comprising the closure wall 22 and a cylindrical second end 34 of smaller D2 diameter as the first.
  • the connection between the two ends 32, 34 of different diameters D1 and D2 of the cap 28 form at least one shoulder 36 of the cap.
  • the pyrotechnic drawer 14 is closed at its other end opposite the end comprising the cap 28, by a stop 50 in the form of a tube having a first end 52 of the abutment integral with the pyrotechnic chamber 20 and a second end 54 of the stop intended to bear against an element 60 of a safety latch 62 to prevent the pyrotechnic drawer 14 from moving in the body 10 of the igniter, from the safety position Ps to the initiation position Pi.
  • the pyrotechnic chamber 20, in the form of a tube, closed at one end by the closing wall 22 and at the other end by the abutment 50, comprises inside the tube, on the side of the abutment 50, an igniter 70 to electrical control and facing the igniter 70 against the closing wall 22 of the pyrotechnic chamber 20, a pyrotechnic delay 74.
  • the igniter 70 inside the pyrotechnic chamber 20 comprises an active portion 72 facing the pyrotechnic delay 74 and a hermetic feedthrough 76 in contact with the stop 50 hermetically closing the pyrotechnic chamber.
  • the hermetic feedthrough 76 comprises two electrical contacts 80 for bringing an electrical activation current of the igniter 70.
  • the cylindrical recess 12 of the body of the igniter 10 comprises a first cylindrical zone 90 of the same diameter D1 as the diameter of the pyrotechnic chamber 20 allowing the sliding of the pyrotechnic slide in the body 10 of the igniter and a second cylindrical zone. 92 of the same diameter D2 as the diameter of the second end 34 of the cap 28.
  • the two cylindrical regions 90, 92 of the body of the igniter are connected by a shoulder 94 of the body of the igniter.
  • the body 10 of the igniter comprises, at the end of the second cylindrical zone 92, a third hole 96 opening into another cell 97 of the body 10 of the igniter, this other cell 97 being open towards the load of the pyrotechnic device to be initiated. .
  • the igniter comprises a damper 108 in the form of a washer disposed between the cylindrical surface of the abutment 50 and a fixed cylindrical abutment 110 integral with the body 10 of the igniter along the axis XX '.
  • the damper 108 may be, for example, a spring, an elastomer washer or the like.
  • the other cell 97 of the body 10 of the igniter comprises an output ignition relay 110 for initiating the combustion of the charge of the pyrotechnic device.
  • the element 60 of the safety lock 62 can be fixed by means of control of the lock, or in a closed position Pf preventing the passage of the moving chamber from the safety position Ps to the initiation position Pi, or in a open position Po allowing the passage of the pyrotechnic drawer 14 from the safety position Ps to the initiation position Pi.
  • the safety igniter comprises another means for holding the slide 14 in the safety position Ps consisting of a shear pin 120 secured by one of its ends of the body 10 of the igniter and the other end to the pyrotechnic drawer 14.
  • the pyrotechnic chain is said to be misaligned.
  • the pyrotechnic slide 14 comprising the initiation chain is isolated from the output ignition relay 110 and the pyrotechnic device, for example the ignition charge of a thruster, thanks to the O-ring 100.
  • the pyrotechnic drawer 14 is held in the safety position Ps in the body 10 of the igniter by the shear pin 120 and the mechanical element 60 of the safety lock 62 in the closed position Pf.
  • the pyrotechnic drawer can not move (or move back) in the body 10 of the igniter under the effect of the combustion gases of the pyrotechnic delay and / or the intermediate ignition relay 30 to bear against the mechanical element 60 of the security lock 62.
  • the pyrotechnic chain is still out of alignment, the hot gases gz from the combustion of the initiation chain remain confined in the pyrotechnic drawer 14 and in the areas of the igniter isolated from the pyrotechnic device by the seal 100. No gas hot can not activate the pyrotechnic device to initiate or the output pyrotechnic relay 110.
  • the security lock control device 62 When the security lock control device 62 detects the specific event or events that allow the pyrotechnic device, for example a thruster, to be ignited, it unlocks and clears the security lock 62 which ensures the safety of the igniter.
  • the mechanical element 60 of the lock moves from the closed position Pf to the open position Po.
  • an electrical signal activates the igniter 72 which ignites the pyrotechnic delay 74 in the drawer 14.
  • the pyrotechnic delay 74 ignites the intermediate ignition relay 30 by the hot gases passing through the first hole 24 of the pyrotechnic chamber towards the cell 26.
  • the hot gases produced by the combustion of the intermediate ignition relay 30 pass through the second holes 38 of the cap 28 of the pyrotechnic chamber to the body 10 of the igniter pushing back the pyrotechnic drawer 14 in the body 10 of the igniter under the pressure of hot gases gz.
  • the pyrotechnic drawer 14 no longer being impeded in its movement by the mechanical element 60 of the safety latch 62 disengages from the safety position Ps towards the initiation position Pi after having sheared the pin 120 until it comes to rest on the fixed stop 110.
  • the damper 108 mitigates the effect of the shock of the pyrotechnic drawer 14 on the fixed stop 110 integral with the body 10 of the igniter.
  • the hot gases gz produced by the intermediate ignition relay 30 pass through the gas passage holes 38 to the second cylindrical zone 92 of the igniter body 10 and initiate the output ignition relay 110 in the other cell 97 and finally the charge of the pyrotechnic device to initiate (propeller for example).
  • a main advantage of the invention is to obtain pyrotechnic igniters having greater security and reliability and allowing safe storage.
  • the igniter is mounted in a pyrotechnic device, the inadvertent ignition of the pyrotechnic chain does not cause the accidental ignition of the load of the pyrotechnic device.
  • the safety igniter according to the invention can be used for many civil or military applications, for example for the ignition of rockets, missile engines, gas generators for tank pressurization, pyromechanisms such as cylinders or pyrotechnic shears.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lighters Containing Fuel (AREA)
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Claims (14)

  1. Sicherheitszünder zum Entzünden einer pyrotechnischen Vorrichtung, der Folgendes umfasst:
    - einen Zünderkörper (10) mit einer zylindrischen Aussparung (12) entlang der Achse XX';
    - einen pyrotechnischen Schieber (14) mit pyrotechnischen Mitteln (70, 74, 30), um die pyrotechnische Vorrichtung zu entzünden, wobei sich der pyrotechnische Schieber (14) in der zylindrischen Aussparung (12) des Zünderkörpers (10) von einer Position (Ps), Sicherheitsposition genannt, die eine Isolierung zwischen den pyrotechnischen Mitteln des Schiebers und der zu zündenden pyrotechnischen Vorrichtung bietet, in eine Position (Pi), Zündposition genannt, bewegen kann, in der die Verbrennung der pyrotechnischen Vorrichtung hervorgerufen werden kann;
    - Dichtungsmittel (100) zwischen dem pyrotechnischen Schieber (14) und dem Zünderkörper (10), um in der Sicherheitsposition (Ps) den pyrotechnischen Schieber von der zu entzündenden pyrotechnischen Vorrichtung zu isolieren;
    - mechanische Mittel (60, 62, 12) zum Halten des pyrotechnischen Schiebers (14) in der Sicherheitsposition (Ps),
    dadurch gekennzeichnet, dass der pyrotechnische Schieber (14) eine pyrotechnische Kammer (20) in Form einer Röhre umfasst, die an einem Ende durch eine Verschlusswand (22) lotrecht zur Achse XX' verschlossen ist, die ein erstes Loch (24) für die Passage von Gas zwischen der pyrotechnischen Kammer (20) und einer Zelle (26) einer Kappe (28) zum Verschließen der pyrotechnischen Kammer (20) umfasst.
  2. Sicherheitszünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die pyrotechnischen Mittel des pyrotechnischen Schiebers (14) einen Anzünder (70), ein von dem Anzünder (70) angezündetes pyrotechnisches Verzögerungselement (74) und ein von dem pyrotechnischen Verzögerungselement (74) gezündetes Zwischenzündrelais (30) umfassen.
  3. Sicherheitszünder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass er ein von dem Zwischenzündrelais (30) gezündetes Ausgangszündrelais (110) umfasst.
  4. Sicherheitszünder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zelle (26) der Kappe (28) das Zwischenzündrelais (30) beinhaltet, das durch heiße Gase aktiviert werden kann, die aus der pyrotechnischen Kammer (20) durch das erste Loch (24) für die Passage von Gas kommen.
  5. Sicherheitszünder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusskappe (28) zwei gegenüberliegende, zylindrisch geformte Enden aufweist, ein erstes Ende (32) in Form einer Röhre mit demselben Durchmesser D1 wie dem der pyrotechnischen Kammer (20), einstückig mit dem Ende der pyrotechnischen Kammer mit der Verschlusswand (22), und ein zweites zylindrisches Ende (34) mit einem Durchmesser D2, der kleiner ist als der erste (32), wobei die Verbindung zwischen den beiden Enden (32, 34) mit unterschiedlichen Durchmessern D1 und D2 der Kappe (28) wenigstens eine Schulter (36) der Kappe bildet, und dadurch, dass zweite Löcher (38) für die Passage von Gas durch die zylindrischen Wände der Kappe (28) verlaufen und auf der einen Seite in der Zelle (26) der Kappe und auf der anderen Seite an der Schulter (36) der Kappe münden.
  6. Sicherheitszünder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der pyrotechnische Schieber (14) an seinem anderen Ende gegenüber dem Ende mit der Kappe (28) mit einem Anschlag (50) in Form einer Röhre verschlossen ist, die ein erstes Anschlagende (52), das fest mit der pyrotechnischen Kammer (20) verbunden ist, und ein zweites Anschlagende (54) umfasst, das an einem Element (60) einer Sicherheitssperre (62) zur Anlage kommt, um eine Bewegung des pyrotechnischen Schiebers (14) im Zünderkörper (10) von der Sicherheitsposition (Ps) in die Zündposition (Pi) zu verhüten.
  7. Sicherheitszünder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die pyrotechnische Kammer (20) in Form einer Röhre, die an einem Ende durch die Verschlusswand (22) und am anderen Ende durch den Anschlag (50) verschlossen ist, in der Röhre auf der Seite des Anschlags (50) einen elektrisch gesteuerten Anzünder (70) und gegenüber dem Anzünder an der Verschlusswand (22) der Kammer ein pyrotechnisches Verzögerungselement (74) umfasst.
  8. Sicherheitszünder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzünder (70) in der pyrotechnischen Kammer (20) einen aktiven Teil (72) gegenüber dem pyrotechnischen Verzögerungselement (74) und eine hermetische Passage (76) in Kontakt mit dem Anschlag (50) umfasst, der die pyrotechnische Kammer (20) hermetisch verschließt, wobei die hermetische Passage (76) zwei elektrische Kontakte (80) zum Führen eines elektrischen Aktivierungsstroms für den Anzünder (70) aufweist.
  9. Sicherheitszünder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Aussparung (12) des Zünderkörpers (10) eine erste zylindrische Zone (90) mit demselben Durchmesser D1 wie der Durchmesser der pyrotechnischen Kammer (20), so dass der pyrotechnische Schieber im Zünderkörper gleiten kann, und eine zweite zylindrische Zone (92) mit demselben Durchmesser D2 wie der Durchmesser des zweiten Endes (34) der Kappe (28) umfasst, wobei die beiden zylindrischen Zonen (90, 92) des Zünderkörpers (10) durch eine Schulter (94) des Zünderkörpers verbunden sind.
  10. Sicherheitszünder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zünderkörper (10) am Ende der zweiten zylindrischen Zone (92) ein drittes Loch (96) aufweist, das in einer anderen Zelle (97) des Zünderkörpers (10) mündet, wobei diese andere Zelle (97) zur Ladung der zu zündenden pyrotechnischen Vorrichtung hin offen ist.
  11. Sicherheitszünder nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Dämpfer (108) in Form einer Scheibe zwischen der zylindrischen Fläche des Anschlags (50) und einem festen zylindrischen Anschlag (110) einstückig mit dem Zünderkörper (10) entlang der Achse XX' umfasst, wobei der Dämpfer (108) zum Beispiel eine Feder, eine elastomere Scheibe oder dergleichen sein kann.
  12. Sicherheitszünder nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass, da der Anzünder (70), das pyrotechnische Verzögerungsglied (74) und das Zwischenzündrelais (30) in einem geschlossenen, von der pyrotechnischen Kammer (20), der hermetischen Passage (76), der Kappe (28) und dem Zünderkörper (10) gebildeten Volumen angeordnet ist, seine Dichtigkeit von drei O-Ringen gewährleistet wird:
    - einem ersten O-Ring (100) in einer kreisförmigen Nut (102) um das zweite zylindrische Ende (34) mit Durchmesser D2 der Kappe (28) in Kontakt mit dem Zünderkörper (10);
    - einem zweiten O-Ring (104) in einer kreisförmigen Nut (106) um die pyrotechnische Kammer (20) in Kontakt mit dem Zünderkörper (10);
    - einem dritten O-Ring (105) in einer kreisförmigen Nut (107) um die hermetische Passage (76).
  13. Sicherheitszünder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Halten des pyrotechnischen Schiebers in der Sicherheitsposition (Ps) einen Scherbolzen (120) umfassen, von dem ein Ende fest mit dem Zünderkörper (10) und das andere Ende fest mit dem pyrotechnischen Schieber (14) verbunden ist.
  14. Sicherheitszünder nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Zelle (97) des Zünderkörpers (10) ein Ausgangszündrelais (110) zum Entzünden der Ladung der pyrotechnischen Vorrichtung umfasst.
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