EP2482029B1 - Dispositif de temporisation d'un mouvement d'une masselotte micro-usinée et dispositif de sécurité et d'armement comprenant un tel dispositif de temporisation - Google Patents

Dispositif de temporisation d'un mouvement d'une masselotte micro-usinée et dispositif de sécurité et d'armement comprenant un tel dispositif de temporisation Download PDF

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EP2482029B1
EP2482029B1 EP12290029.3A EP12290029A EP2482029B1 EP 2482029 B1 EP2482029 B1 EP 2482029B1 EP 12290029 A EP12290029 A EP 12290029A EP 2482029 B1 EP2482029 B1 EP 2482029B1
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EP
European Patent Office
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counterweight
housing
weight
movement
indentations
Prior art date
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Active
Application number
EP12290029.3A
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German (de)
English (en)
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EP2482029A1 (fr
Inventor
Christian Pisella
Christophe Kergueris
Laurent Reynard
Renaud Lafont
Pierre- Marie Visse
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Nexter Munitions SA
Original Assignee
Nexter Munitions SA
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Publication date
Application filed by Nexter Munitions SA filed Critical Nexter Munitions SA
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Publication of EP2482029A1 publication Critical patent/EP2482029A1/fr
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Publication of EP2482029B1 publication Critical patent/EP2482029B1/fr
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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
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C15/00—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/24—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein the safety or arming action is effected by inertia means
    • 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
    • F42C15/34—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein the safety or arming action is effected by a blocking-member in the pyrotechnic or explosive train between primer and main charge

Definitions

  • the technical field of the invention is that of micro-machined or micro-etched devices and more particularly devices for delaying a movement of a feeder which is incorporated in such a micro-machined device.
  • MEMS Micro Electro Mechanical System
  • This technique produces many types of devices, for example sensors, accelerometers, inertial units.
  • micromechanical device It is sometimes necessary in such a micromechanical device to provide a delay or a braking of the movement of a mechanical member, for example a flyweight subjected to the action of an engine, a spring or even subjected to forces inertial.
  • Some concepts of such safety devices include a pyrotechnic warp shutter whose plane is located perpendicular to the direction of action of this chain.
  • a pyrotechnic warp shutter whose plane is located perpendicular to the direction of action of this chain.
  • Such a device is described for example by the patent EP1601926 .
  • the disadvantage with such a device is that the thickness of a MEMS shutter is not sufficient to stop a pyrotechnic effect. This leads to the association of such a component with an electric projection layer detonator (better known under the name of "Slapper”), as described by the patent US6173650 . In this case the screen does not stop a pyrotechnic effect but the projection of the plate intended to ensure the initiation of a detonation relay.
  • Safety and arming devices are also known for which the flap itself carries a pyrotechnic composition and can introduce it into an initiation chain. Such devices are described for example by patents US6622629 , US7552681 , US7490552 .
  • the zigzag movement of the flyweight is a mechanical movement that is difficult to control. This results in uncertain reliability and delay, the value of which can not be guaranteed.
  • the object of the invention is to propose a device for delaying a movement of a flyweight, a device in which this movement is delayed by a retarding means which is designed so as to be able to control the delay obtained.
  • This slowing means also allows the realization of timed weights which are not associated with a spring.
  • the subject of the invention is a device for delaying a movement of a micromachined or micro-etched weight with respect to a substrate, the weight comprising at least one face bearing at least one indentation intended to cooperate with at least one another indentation carried by a housing in which the weight is moving so as to slow down the movement of the weight, device characterized in that the indentation or indentations which are carried by the weight (respectively by the housing receiving said weight) are carried by at least one flexible tongue which is itself integral with the weight (respectively the housing), the tongues can be deformed by bending during movement of the weight.
  • the tongue may be integral with the weight (respectively the housing) by its two ends.
  • the weight is movable in translation in the housing and has two lateral faces carrying at least one indentation which cooperates with at least one complementary indentation carried by the walls of the housing, at least one flexible tongue being provided in the vicinity of each side face of the weight, tongue integral with the weight (or the housing wall).
  • the device may comprise at least two flexible tongues in the vicinity of each side face of the weight, tongues integral with the weight (or the housing wall).
  • the weight is pivotally movable in the housing and comprises a sector bearing at least one indentation which cooperates with one or more complementary indentations integral with a flexible tongue carried by a wall of the housing.
  • the subject of the invention is also a safety and arming device for a pyrotechnic chain of a projectile which is animated when firing a longitudinal acceleration movement and / or axial rotation.
  • This safety and arming device incorporates at least one flyweight whose movement is timed by a timing device according to the invention.
  • the housing of the feeder will be arranged in a shutter of interruption of the pyrotechnic chain.
  • the figure 1 shows in a very simplified way part of a timing device 1 micro-machined or micro-engraved according to MEMS realization techniques which are well known to those skilled in the art.
  • This device is incorporated in a micromechanism (not shown) which is more complex and is designed to perform certain functions (sensor, accelerometer, inertial unit, safety and arming device).
  • the micromechanism will comprise in particular a movable flyweight 3.
  • a substrate 2 relative to which a flyweight 3 moves in a housing 4.
  • the flyweight is movable relative to the substrate in direction A by the action of, for example, a motor or an actuator (such as a spring 13) or still by the effect of the acceleration forces undergone by the said weight (in particular when the device is a security and arming device incorporated in a projectile).
  • the acceleration of the flyweight may therefore be the longitudinal acceleration due to shooting or the acceleration of axial rotation of the projectile.
  • the weight 3 slides in a housing 4 which can be made in the substrate 2 itself (as figured here) but also in another element of the device, which would itself be mobile.
  • the weight 3 comprises two lateral faces 3a, 3b which carry reliefs or indentations 5 intended to cooperate with other reliefs or indentations 6 carried by the walls of the housing 4.
  • indentation will be used in a nonlimiting manner as a generic term to designate these complementary teeth or reliefs and this, whatever the shape and the number of these indentations.
  • some of the adjacent indentations of each side face 3a, 3b of the weight are integral with a flexible tongue 7 which is itself secured to the element bearing these indentations.
  • the integral indentations of a tongue 7 are carried by the flyweight 3 itself.
  • This flexible tongue 7 is delimited by the etching of an opening 8 in the flyweight 3.
  • the tongue 7 is integral with the weight by its two ends. Such an arrangement makes it possible to stiffen the tongue. It also makes it possible to make the device reversible, braking can then be done in the two opposite directions of displacement of the weight relative to its housing. Such an arrangement may be useful in a configuration which will be described later with reference to the figure 5 .
  • the indentations 6 of the substrate are in fact substantially in contact with the sidewalls 3a, 3b of the weight. It will be noted that with such a reduced clearance, a "zigzag" displacement of the flyweight 3 (as in the known devices) would be impossible. Moreover, since the indentations carried by each lateral face 3a, 3b of the counterweight are symmetrical, the displacement of the counterweight 3 is rectilinear in the housing 4.
  • the timing of displacement of the flyweight here results from the braking due to the friction indentations 5 and 6 on each other.
  • the rectilinear movement is well controlled and the delay will depend on the flexibility of the tabs 7 and the number of indentations 5,6 in contact with each other, that is to say the intensity of the friction forces. These parameters are easy to master. This results in reliability and reproducibility of the delay which are excellent.
  • the figure 3 shows another embodiment of the invention wherein the indentations 5 carried by the two side walls 3a, 3b of the weight 3 are fixed.
  • indentations 6 which are integral with a flexible tongue 7 carried by the walls of the housing 4.
  • the figure 4 is an enlarged detail view of the cooperation between the indentations for this embodiment.
  • the figure 5 shows an example of application in which the delay device 1 is incorporated in a micro-machined or micro-engraved safety and arming device 100.
  • This device 100 comprises a shutter 9 of pyrotechnic chain interruption.
  • This shutter 9 is itself movable in translation on the substrate 2 in a cavity 10. It is shown on the figure 5 an arrow B which indicates the direction of movement of the flap 9 during arming.
  • the dimension L of the shutter 9 thus ensures here the interruption of the pyrotechnic chain in the safety position of the device 100.
  • This safety and arming device 100 naturally includes other elements, such as one or more locks for the shutter 9 which are released by the longitudinal acceleration and possibly by the rotation of the projectile. These elements are not part of the invention and it is not necessary to describe them in detail. Reference may be made to the patents described in the preamble to this application (and in particular to EP1780496 or EP2077431 ) to obtain structural details of different examples of safety and arming devices in which the invention may find application.
  • the flap 9 comprises a housing 4 inside which slides the flyweight 3.
  • This flyweight 3 which is slidably mounted in the same direction B as the arming direction of the flap 9 will therefore be subjected to centrifugal forces of inertia for this device which is intended to be incorporated in a gyro-stabilized projectile.
  • the weight 3 is intended to ensure the lifting of a centrifugal latch of the flap 9.
  • This lock is not shown because it is not the subject of the present invention.
  • the weight 3 incorporates indentations 5 which are integral with a flexible blade 7. These indentations cooperate with indentations 6 carried by the inner wall of the housing 4 of the weight.
  • the configuration adopted here for the braking means of the weight is therefore identical to that described above with reference to the Figures 1 and 2 .
  • Such a provision is particularly interesting because it reduces the impacts on the shutter during arming and the risks of rebound of the shutter 9.
  • figure 1 a spring 13 which is interposed between the substrate 2 and the weight 3.
  • this spring is omitted on the figures 3 and 5 .
  • it is indeed not essential to use a spring to maintain the alignment of the weight and control the problems due to relative clearance between the weight and its housing. It is sufficient that the stiffness of the tongue 7 is sufficient so that it does not sag during shocks encountered during the transport and postage stages of a projectile.
  • Tab 7 will be sized to flex when the friction forces are caused by the intense acceleration associated with a shot.
  • the co-operation of the indentations 5, 6 between the flyweight 3 and the walls of its housing 4 can therefore act as a lock for the flyweight 3, which further simplifies the design of a device security and weapons. This depends, of course, on the acceleration conditions that the device must resist during the logistic phases and during the firing phases.
  • figure 6a thus shows a delay device 1 in which a weight 3 comprises two flexible tongues 7 at each wall 3a, 3b of the weight 3 and the figure 6b shows a weight 3 which moves in a housing whose walls, adjacent the side walls 3a, 3b of the weight, each carry two flexible tongues 7 carrying indentations 6.
  • the timing device according to the invention can also be implemented to delay or slow down a pivoting movement of a flyweight.
  • FIGS 7a and 7b show schematically a micro-machined or micro-etched delay device 1 in which the counterweight 3 is pivotally mounted in a housing 4 relative to the substrate 2 and at a pivot 14.
  • the counterweight 3 here has the form of a sector with an external rim carries indentations 5.
  • Such a weight may for example be a lock of a micro-machined device. In this case it will co-operate at the end of the race with other organs or mechanisms which are not represented here because they do not form part of the present invention.
  • the indentations 5 cooperate with a single indentation 6 which is integral with a flexible tongue 7, itself secured to the substrate 2 and defined by an opening 8.
  • the braking of the flyweight 3 therefore results from the friction of the indentations 5,6 on each other.
  • the delay therefore depends on the flexibility of the tongue 7 and the number of indentations in contact with each other (here only one). These parameters are easy to master, it results reliability and reproducibility of the delay which are excellent.
  • the figure 7b shows the position of the weight 3 at the end of its pivoting. It will be noted that the indentation 6 maintains the position of the flyweight 3 at the end of this pivoting movement. This is true if the accelerations undergone thereafter have a level lower than that which was necessary to bend the tongue. In the opposite case it will be necessary to provide a locking means (not shown).
  • timing devices described above can be used in all types of micromechanical devices MEMS technology in which it is necessary to slow down or delay a displacement in rotation or in translation of a feeder.
  • the field of application of the invention is therefore not limited to that of the safety and arming devices of the pyrotechnic projectile chains.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

  • Le domaine technique de l'invention est celui des dispositifs micro-usinés ou micro-gravés et plus particulièrement des dispositifs de temporisation d'un mouvement d'une masselotte qui est incorporée dans un tel dispositif micro-usiné.
  • Depuis quelques années il a été proposé de réaliser des dispositifs mécaniques miniaturisés comportant des éléments électromécaniques micro-usinés ou micro-gravés, soit dans un élément déposé sur un substrat, soit directement sur le substrat lui-même. Cette technologie connue sous le nom de MEMS (Micro Electro Mechanical System) permet en effet aujourd'hui de réaliser des micro mécanismes en mettant en oeuvre une technique proche de celle permettant de réaliser les circuits intégrés électroniques.
  • On réalise par cette technique de nombreux types de dispositifs, par exemple des capteurs, des accéléromètres, des centrales inertielles.
  • Il est parfois nécessaire dans un tel dispositif micromécanique d'assurer une temporisation ou un freinage du mouvement d'un organe mécanique, par exemple une masselotte soumise à l'action d'un moteur, d'un ressort ou bien encore soumise à des efforts inertiels.
  • Il est connu en particulier depuis quelques années de réaliser des dispositifs de sécurité et d'armement pour une chaîne pyrotechnique d'un projectile qui sont réalisés suivant cette technologie MEMS.
  • Certains concepts de tels dispositifs de sécurité comportent un volet d'interruption de chaîne pyrotechnique dont le plan est situé perpendiculairement à la direction d'action de cette chaîne. Un tel dispositif est décrit par exemple par le brevet EP1601926 . L'inconvénient avec un tel dispositif est que l'épaisseur d'un volet MEMS n'est pas suffisante pour arrêter un effet pyrotechnique. Ceci conduit dont à associer un tel volet à un détonateur électrique à couche projetée (plus connu sous le nom de "Slapper"), comme décrit par le brevet US6173650 . Dans ce cas l'écran n'arrête pas un effet pyrotechnique mais la projection de la plaque destinée à assurer l'initiation d'un relais de détonation.
  • On connaît également d'autres dispositifs dans lesquels le volet n'assure pas l'interruption d'une chaîne pyrotechnique mais l'interruption d'un signal de commande optique (par exemple pour une initiation d'un explosif par un rayon laser) De tels dispositifs sont connus en particulier des brevets EP1559986 , EP1559987 .
  • On connaît aussi des dispositifs de sécurité et d'armement pour lesquels le volet porte lui-même une composition pyrotechnique et peut l'introduire dans une chaîne d'initiation. De tels dispositifs sont décrits par exemple par les brevets US6622629 , US7552681 , US7490552 .
  • On connaît enfin des dispositifs dans lesquels la direction d'action de la chaîne pyrotechnique est sensiblement parallèle au plan du volet. Ces dispositifs sont décrits par les brevets EP1780496 et EP2077431 qui forme la base de la revendication indépendante. Ces derniers dispositifs sont particulièrement bien adaptés aux dispositifs de sécurité pour projectiles de moyen calibre car ils peuvent être associés à des détonateurs à percussion.
  • Pour tous les dispositifs de sécurité et d'armement MEMS connus il se pose généralement le problème de la temporisation d'un mouvement de déplacement d'un tiroir, d'une masselotte, voire du volet d'interruption lui-même.
  • Il a été proposé, en particulier par les brevets US6568329 et US6064013 , d'assurer ce ralentissement en prévoyant un léger jeu entre la masselotte mobile et son logement et en disposant des reliefs ou indentations au niveau des faces latérales de la masselotte et de son logement. Compte tenu du jeu, lorsqu'un effort apparaît (par exemple d'inertie d'accélération axiale ou centrifuge), les indentations coopèrent les unes avec les autres et conduisent à un déplacement "en zigzag" de la masselotte, donc un déplacement ralenti ou temporisé. Ceci est particulièrement utile lorsque l'on souhaite assurer un retard de l'armement du dispositif pendant les 10 à 15 premiers mètres de la trajectoire du projectile hors du tube de l'arme, ce qui est généralement imposé par les normes de sécurité des projectiles.
  • Cette solution connue présente cependant des inconvénients.
  • Le déplacement en zigzag de la masselotte est un mouvement mécanique qui est difficile à maîtriser. Il en résulte une fiabilité incertaine et un retard dont on ne peut garantir la valeur.
  • Les paramètres à modifier pour régler ce retard sont limités. Une augmentation du nombre d'indentations sur la masselotte va ainsi obliger à accroître le jeu radial ce qui augmente les risques de blocage de la masselotte. On est souvent conduit par ailleurs à ajouter un ressort pour contrôler le mouvement de la masselotte, ce qui accroît la complexité du dispositif.
  • L'invention a pour but de proposer un dispositif de temporisation d'un mouvement d'une masselotte, dispositif dans lequel ce mouvement est temporisé par un moyen de ralentissement qui est conçu de façon à pouvoir maîtriser le retard obtenu.
  • Ce moyen de ralentissement autorise par ailleurs la réalisation de masselottes temporisées qui ne sont pas associées à un ressort.
  • Ainsi l'invention a pour objet un dispositif de temporisation d'un mouvement d'une masselotte micro-usinée ou micro-gravée par rapport à un substrat, la masselotte comportant au moins une face portant au moins une indentation destinée à coopérer avec au moins une autre indentation portée par un logement dans lequel se déplace la masselotte de façon à assurer un ralentissement du mouvement de la masselotte, dispositif caractérisé en ce que la ou les indentations qui sont portées par la masselotte (respectivement par le logement recevant ladite masselotte) sont portées par au moins une languette flexible qui est elle-même solidaire de la masselotte (respectivement du logement), les languettes pouvant être déformées par flexion lors du déplacement de la masselotte.
  • La languette pourra être solidaire de la masselotte (respectivement du logement) par ses deux extrémités.
  • Selon un mode de réalisation, la masselotte est mobile en translation dans le logement et comporte deux faces latérales portant au moins une indentation qui coopère avec au moins une indentation complémentaire portée par les parois du logement, au moins une languette flexible étant prévue au voisinage de chaque face latérale de la masselotte, languette solidaire de la masselotte (ou de la paroi du logement).
  • Le dispositif pourra comporter au moins deux languettes flexibles au voisinage de chaque face latérale de la masselotte, languettes solidaires de la masselotte (ou de la paroi du logement).
  • Selon un autre mode de réalisation, la masselotte est mobile en pivotement dans le logement et comporte un secteur portant au moins une indentation qui coopère avec une ou plusieurs indentations complémentaires solidaires d'une languette flexible portée par une paroi du logement.
  • L'invention a également pour objet un dispositif de sécurité et d'armement pour une chaîne pyrotechnique d'un projectile qui est animé lors du tir d'un mouvement d'accélération longitudinale et/ou de rotation axiale. Ce dispositif de sécurité et d'armement incorpore au moins une masselotte dont le mouvement est temporisé par un dispositif de temporisation selon l'invention.
  • Avantageusement, le logement de la masselotte sera aménagé dans un volet d'interruption de la chaîne pyrotechnique.
  • D'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels :
    • la figure 1 montre de façon schématique un premier mode de réalisation d'un dispositif de temporisation selon l'invention incorporant une masselotte mobile en translation sur un substrat,
    • la figure 2 montre de façon agrandie la coopération des indentations pour ce premier mode de réalisation,
    • la figure 3 montre un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de temporisation incorporant une masselotte mobile en translation sur un substrat,
    • la figure 4 montre de façon agrandie la coopération des indentations pour ce deuxième mode de réalisation,
    • la figure 5 est une vue schématique d'un exemple de dispositif de sécurité et d'armement qui incorpore un dispositif de temporisation dans lequel la masselotte coulisse par rapport à un volet d'interruption de chaîne pyrotechnique,
    • les figures 6a et 6b montrent deux variantes de réalisation d'un dispositif de temporisation selon l'invention, et
    • les figures 7a et 7b montrent un troisième mode de réalisation d'un dispositif de temporisation incorporant une masselotte mobile en rotation sur un substrat.
  • La figure 1 montre de façon très simplifiée une partie d'un dispositif de temporisation 1 micro-usiné ou micro-gravé suivant les techniques de réalisation des MEMS qui sont bien connues de l'Homme du Métier.
  • Ce dispositif est incorporé dans un micromécanisme (non représenté) qui est plus complexe et qui est conçu pour assurer certaines fonctions (capteur, accéléromètre, centrale inertielle, dispositif de sécurité et d'armement).
  • Les autres composants de ce micromécanisme ne sont pas représentés car ils ne font pas l'objet de la présente invention dont la description se limitera à celle du fonctionnement du seul dispositif de temporisation.
  • Le micromécanisme comportera en particulier une masselotte mobile 3.
  • Pour la clarté de l'exposé, on s'est donc limité à représenter sur la figure 1 un substrat 2 par rapport auquel se déplace une masselotte 3 dans un logement 4. La masselotte est mobile par rapport au substrat suivant la direction A par l'action par exemple d'un moteur ou d'un actionneur (tel un ressort 13) ou bien encore par l'effet des efforts d'accélération subis par ladite masselotte (en particulier lorsque le dispositif est un dispositif de sécurité et d'armement incorporé dans un projectile).
  • Dans ce dernier cas, suivant l'orientation du dispositif 1, l'accélération de la masselotte pourra donc être l'accélération longitudinale due au tir ou bien l'accélération de rotation axiale du projectile.
  • La masselotte 3 coulisse dans un logement 4 qui pourra être réalisé dans le substrat 2 lui-même (comme figuré ici) mais aussi dans un autre élément du dispositif, qui serait lui-même mobile.
  • La masselotte 3 comporte deux faces latérales 3a, 3b qui portent des reliefs ou indentations 5 destinés à coopérer avec d'autres reliefs ou indentations 6 portés par les parois du logement 4.
  • La coopération de ces indentations 5 et 6 permet de ralentir le mouvement de la masselotte. Ici le profil des indentations est triangulaire. Il serait bien entendu possible de mettre en oeuvre des profils d'indentations différents : arrondis, rectangulaires, trapézoïdaux...
  • Dans la suite de la description le terme d'indentation sera utilisé de façon non limitative comme terme générique pour désigner ces dentures ou reliefs complémentaires et cela quelle que soit la forme et le nombre de ces indentations.
  • Selon une caractéristique essentielle de l'invention, certaines des indentations voisines de chaque face latérale 3a, 3b de la masselotte sont solidaires d'une languette flexible 7 qui est elle-même solidaire de l'élément portant ces indentations. Ici les indentations solidaires d'une languette 7 sont portées par la masselotte 3 elle-même.
  • Cette languette flexible 7 est délimitée par la gravure d'une ouverture 8 dans la masselotte 3. La languette 7 est solidaire de la masselotte par ses deux extrémités. Une telle disposition permet de rigidifier la languette. Elle permet par ailleurs de rendre le dispositif réversible, le freinage peut alors se faire dans les deux sens de déplacement opposés de la masselotte par rapport à son logement. Une telle disposition peut être utile dans une configuration qui sera décrite plus loin en référence à la figure 5.
  • Comme on le voit mieux sur la figure 2, lorsque la masselotte 3 se déplace (flèche D) comme suite à l'action d'un moteur ou à des efforts d'inertie associés à une accélération, les indentations 6 du substrat 2 poussent les indentations 5 de la masselotte 3. Les efforts de frottement qui en résultent provoquent un fléchissement de la languette 7 qui écarte, suivant une direction perpendiculaire à la direction D (flèche F), les indentations 5 de la masselotte 3 d'avec celles 6 du substrat 2. Le déplacement de la masselotte est donc rendu possible grâce à la souplesse des languettes 7 situées de part et d'autre de la masselotte 3 alors que le jeu entre la masselotte 3 et son logement 4 est pourtant réduit.
  • Les indentations 6 du substrat sont en effet pratiquement en contact avec les parois latérales 3a, 3b de la masselotte. On notera que, avec un tel jeu réduit, un déplacement "en zigzag" de la masselotte 3 (comme dans les dispositifs connus) serait impossible. Par ailleurs, les indentations portées par chaque face latérale 3a, 3b de la masselotte étant symétriques, le déplacement de la masselotte 3 se fait de façon rectiligne dans le logement 4.
  • La temporisation du déplacement de la masselotte résulte donc ici du freinage dû au frottement des indentations 5 et 6 les unes sur les autres. Le déplacement rectiligne est bien maîtrisé et le retard dépendra de la souplesse des languettes 7 ainsi que du nombre d'indentations 5,6 en contact les unes avec les autres, c'est à dire de l'intensité des efforts de frottement. Ces paramètres sont faciles à maîtriser. Il en résulte une fiabilité et une reproductibilité du retard qui sont excellentes.
  • La figure 3 montre un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel les indentations 5 portées par les deux parois latérales 3a, 3b de la masselotte 3 sont fixes.
  • Elles coopèrent avec des indentations 6 qui sont solidaires d'une languette flexible 7 portée par les parois du logement 4.
  • La figure 4 est une vue de détail agrandie de la coopération entre les indentations pour ce mode de réalisation.
  • Le fonctionnement est analogue à celui décrit précédemment en référence aux figures 1 et 2.
  • Lorsque la masselotte 3 se déplace (flèche D) les indentations 5 de la masselotte 3 poussent celles 6 du substrat 2. Les efforts de frottement qui en résultent provoquent un fléchissement de la languette 7 qui écarte, suivant une direction perpendiculaire à la direction D (flèche F), les indentations 6 du substrat 2 d'avec celles 5 de la masselotte 3. Le déplacement de la masselotte est là encore rendu possible grâce à la souplesse des languettes 7 situées, de part et d'autre de la masselotte 3, sur les parois du logement 4.
  • La figure 5 montre un exemple d'application dans lequel le dispositif de temporisation 1 est incorporé dans un dispositif de sécurité et d'armement 100 micro-usiné ou micro-gravé.
  • Ce dispositif 100 comporte un volet 9 d'interruption de chaîne pyrotechnique. Ce volet 9 est lui-même mobile en translation sur le substrat 2 dans une cavité 10. On a représenté sur la figure 5 une flèche B qui indique la direction de déplacement du volet 9 lors de l'armement.
  • On a représenté également sur cette figure 5 des orifices 11a et 11b qui sont disposés de part et d'autre du volet 9 ainsi que l'axe 12 de ces orifices (donc la direction d'action de la chaîne pyrotechnique). Cette direction 12 est perpendiculaire à la direction de déplacement B du volet 9, et elle est ici confondue avec l'axe d'un projectile (non représenté) à l'intérieur duquel est disposé le dispositif.
  • On a représenté ici à titre illustratif et non limitatif un dispositif dans lequel la direction d'action 12 de la chaîne pyrotechnique est sensiblement parallèle au plan du volet. Ces dispositifs sont décrits par les brevets EP1780496 et EP2077431 .
  • La dimension L du volet 9 assure donc ici l'interruption de la chaîne pyrotechnique dans la position de sécurité du dispositif 100.
  • Ce dispositif de sécurité et d'armement 100 comprend bien entendu d'autres éléments, tels que un ou plusieurs verrous pour le volet 9 qui sont libérés par l'accélération longitudinale et éventuellement par la rotation du projectile. Ces éléments ne font pas partie de l'invention et il n'est pas nécessaire de les décrire en détails. On pourra se reporter aux brevets décrits dans le préambule de la présente demande (et en particulier à EP1780496 ou EP2077431 ) pour obtenir des détails structurels de différents exemples de dispositifs de sécurité et d'armement dans lesquels l'invention peut trouver application.
  • Suivant le mode de réalisation représenté à la figure 5, le volet 9 comporte un logement 4 à l'intérieur duquel coulisse la masselotte 3. Cette masselotte 3 qui est montée coulissante suivant la même direction B que la direction d'armement du volet 9 sera donc soumise aux forces d'inerties centrifuges pour ce dispositif qui est destiné à être incorporé dans un projectile gyrostabilisé.
  • La masselotte 3 est destinée à assurer la levée d'un verrou centrifuge du volet 9. Ce verrou n'est pas représenté car il ne fait pas l'objet de la présente invention. On pourra par exemple considérer le brevet EP2077431 qui décrit un exemple de verrou centrifuge pour une configuration de dispositif de sécurité et d'armement analogue.
  • On remarque sur la figure 5 que la masselotte 3 incorpore des indentations 5 qui sont solidaires d'une lame flexible 7. Ces indentations coopèrent avec des indentations 6 portées par la paroi interne du logement 4 de la masselotte. La configuration adoptée ici pour les moyens de freinage de la masselotte est donc identique à celle décrite précédemment en référence aux figures 1 et 2.
  • Il serait bien entendu possible de mettre en oeuvre entre le volet 9 et la masselotte 3 une configuration du dispositif de temporisation 1 analogue à celle décrite en référence aux figures 3 et 4.
  • On notera que dans le mode de réalisation selon la figure 5, et pour lequel le volet 9 et la masselotte 3 ont la même direction de déplacement B, le moyen de freinage du déplacement de la masselotte 3 par les indentations du volet 9 joue d'une façon symétrique le rôle de moyen de freinage du déplacement du volet 9 par les indentations de la masselotte. Ce déplacement est rendu possible car la languette 7 est solidaire de la masselotte 3 à ses deux extrémités. Cette disposition qui rend les mouvements du dispositif réversibles a été détaillée précédemment.
  • Une telle disposition est particulièrement intéressante car elle diminue les chocs sur le volet lors de l'armement ainsi que les risques de rebond du volet 9.
  • On a représenté à la figure 1 un ressort 13 qui est interposé entre le substrat 2 et la masselotte 3.
  • On remarque que ce ressort est omis sur les figures 3 et 5. Avec l'invention, il n'est en effet pas indispensable de recourir à un ressort pour conserver l'alignement de la masselotte et maîtriser les problèmes dus au jeu relatif entre la masselotte et son logement. Il suffit que la raideur de la languette 7 soit suffisante pour qu'elle ne fléchisse pas lors des chocs rencontrés au cours des étapes de transport et de mise à poste d'un projectile.
  • La languette 7 sera par contre dimensionnée pour fléchir lorsque les efforts de frottements sont provoqués par l'accélération intense associée à un tir. D'une certaine façon, avec l'invention, la coopération des indentations 5,6 entre la masselotte 3 et les parois de son logement 4 peut donc jouer le rôle de verrou pour la masselotte 3 ce qui simplifie encore la conception d'un dispositif de sécurité et d'armement. Ceci dépend bien entendu des conditions d'accélérations auxquelles doit résister le dispositif lors des phases logistiques et lors des phases de tir.
  • A titre de variante il est bien entendu possible de prévoir plus d'une languette au voisinage de chaque face latérale de la masselotte.
  • A titre d'exemple la figure 6a montre ainsi un dispositif de temporisation 1 dans lequel une masselotte 3 comporte deux languettes flexibles 7 au niveau de chaque paroi 3a, 3b de la masselotte 3 et la figure 6b montre une masselotte 3 qui se déplace dans un logement dont les parois, voisines des parois latérales 3a, 3b de la masselotte, portent chacune deux languettes flexibles 7 portant des indentations 6.
  • Le dispositif de temporisation selon l'invention peut également être mis en oeuvre pour temporiser ou ralentir un mouvement de pivotement d'une masselotte.
  • Les figures 7a et 7b montrent de façon schématique un dispositif de temporisation 1 micro-usiné ou micro-gravé dans lequel la masselotte 3 est montée pivotante, dans un logement 4, par rapport au substrat 2 et au niveau d'un pivot 14. La masselotte 3 a ici la forme d'un secteur dont un rebord externe porte des indentations 5. Une telle masselotte pourra par exemple constituer un verrou d'un dispositif micro-usiné. Dans ce cas elle coopèrera en fin de course avec d'autres organes ou mécanismes qui ne sont pas représentés ici car ils ne font pas partie de la présente invention.
  • Les indentations 5 coopèrent avec une indentation unique 6 qui est solidaire d'une languette flexible 7, elle-même solidaire du substrat 2 et délimitée par une ouverture 8.
  • On remarque sur la figure 7a que le pivot 14 est verrouillé par rapport au substrat 2 par une lamelle cassable 15. Un couple de pivotement exercé sur le volet 3 pour le faire tourner suivant la flèche R (par exemple comme suite à un effort d'inertie) va provoquer la casse de la lamelle 15.
  • Le pivotement suivant le sens indiqué par la flèche R va être ralenti par l'indentation 6 solidaire du substrat 2. Les efforts de frottements entre les indentations 5 et 6 vont faire fléchir la languette 7 dont la souplesse va autoriser le pivotement de la masselotte 3. La flèche F représente sur la figure 7a l'effort de fléchissement qui s'exerce sur la languette 7.
  • Le freinage de la masselotte 3 résulte donc du frottement des indentations 5,6 les unes sur les autres. Le retard dépend donc de la souplesse de la languette 7 et du nombre d'indentations en contact les unes avec les autres (ici une seule). Ces paramètres sont aisés à maîtriser, il en résulte une fiabilité et une reproductibilité du retard qui sont excellentes. La figure 7b montre la position de la masselotte 3 à l'issue de son pivotement. On notera que l'indentation 6 assure le maintien en position de la masselotte 3 à l'issue de ce mouvement de pivotement. Cela est vrai si les accélérations subies par la suite ont un niveau inférieur à celui qui était nécessaire pour faire fléchir la languette. Dans le cas contraire il faudra prévoir un moyen de verrouillage (non représenté).
  • Il est bien entendu que les modes de réalisation de dispositifs de temporisation décrits précédemment sont utilisables dans tous types de dispositifs micromécaniques de technologie MEMS dans lesquels il est nécessaire de ralentir ou temporiser un déplacement en rotation ou en translation d'une masselotte. Le domaine d'application de l'invention ne se limite donc pas à celui des dispositifs de sécurité et d'armement des chaînes pyrotechnique de projectiles.

Claims (7)

  1. Dispositif de temporisation (1) d'un mouvement d'une masselotte (3) micro-usinée ou micro-gravée par rapport à un substrat (2), la masselotte (3) comportant au moins une face portant au moins une indentation (5) destinée à coopérer avec au moins une autre indentation (6) portée par un logement (4) dans lequel se déplace la masselotte (3) de façon à assurer un ralentissement du mouvement de la masselotte, dispositif caractérisé en ce que la ou les indentations (5,6) qui sont portées par la masselotte (3) (respectivement par le logement (4) recevant ladite masselotte) sont portées par au moins une languette flexible (7) qui est elle-même solidaire de la masselotte (3) (respectivement du logement (4)), les languettes (7) pouvant être déformées par flexion lors du déplacement de la masselotte (3).
  2. Dispositif de temporisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la languette (7) est solidaire de la masselotte (3) (respectivement du logement (4)) par ses deux extrémités.
  3. Dispositif de temporisation selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la masselotte (3) est mobile en translation dans le logement (4) et comporte deux faces latérales (3a,3b) portant au moins une indentation (5) qui coopère avec au moins une indentation complémentaire (6) portée par les parois du logement (4), au moins une languette flexible (7) étant prévue au voisinage de chaque face latérale (3a,3b) de la masselotte, languette (7) solidaire de la masselotte (3) (ou de la paroi du logement (4)).
  4. Dispositif de temporisation selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux languettes flexibles (7) au voisinage de chaque face latérale (3a, 3b) de la masselotte (3), languettes solidaires de la masselotte (3) (ou de la paroi du logement (4)).
  5. Dispositif de temporisation selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la masselotte (3) est mobile en pivotement dans le logement (4) et comporte un secteur portant au moins une indentation (5) qui coopère avec une ou plusieurs indentations (6) complémentaires solidaires d'une languette (7) flexible portée par une paroi du logement (4).
  6. Dispositif de sécurité et d'armement (100) pour une chaîne pyrotechnique d'un projectile qui est animé lors du tir d'un mouvement d'accélération longitudinale et/ou de rotation axiale, dispositif caractérisé en ce qu'il incorpore au moins une masselotte (3) dont le mouvement est temporisé par un dispositif (1) selon une des revendications 1 à 5.
  7. Dispositif de sécurité et d'armement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le logement (4) de la masselotte est aménagé dans un volet (9) d'interruption de la chaîne pyrotechnique.
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