EP2508838A1 - Inflammateur, composant pyrotechnique et procédé de fabrication d'un tel composant pyrotechnique - Google Patents

Inflammateur, composant pyrotechnique et procédé de fabrication d'un tel composant pyrotechnique Download PDF

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EP2508838A1
EP2508838A1 EP12156391A EP12156391A EP2508838A1 EP 2508838 A1 EP2508838 A1 EP 2508838A1 EP 12156391 A EP12156391 A EP 12156391A EP 12156391 A EP12156391 A EP 12156391A EP 2508838 A1 EP2508838 A1 EP 2508838A1
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EP
European Patent Office
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pyrotechnic
igniter
cell
housing
composition
Prior art date
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EP12156391A
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German (de)
English (en)
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EP2508838B1 (fr
Inventor
Gérard Tanguy
Jean Luc Abadie
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Nexter Munitions SA
Original Assignee
Nexter Munitions SA
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Publication date
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    • 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
    • F42B3/103—Mounting initiator heads in initiators; Sealing-plugs
    • 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
    • F42B3/195—Manufacture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/06—Electric contact parts specially adapted for use with electric fuzes

Definitions

  • the technical field of the invention is that of electrical igniters, pyrotechnic components and their manufacturing processes.
  • pyrotechnic components comprising a cell containing several layers of pyrotechnic compositions.
  • an initiation layer which is in contact with an ignition means, for example a hot wire or a conductive layer (thin or thick) or a semiconductor bridge.
  • This initiation layer is most often constituted by a layer of redox composition.
  • the initiation layer is then covered by a layer of a composition providing the desired pyrotechnic effect.
  • the catalogs of the manufacturers of pyrotechnic components include various products (igniters, igniters, detonators, gas generators) which each fulfill a specific function.
  • Each of these products has its own definition and it requires to be manufactured a specific process.
  • the modularity of this component remains insufficient.
  • the non-pyrotechnic input stage and carrying the pins (which is defined in three different versions) must be secured to a primary pyrotechnic composition before final assembly of the component.
  • the washers of pyrotechnic materials must also be made integral with each other with a filling material.
  • the object of the invention is to provide a reduced-size igniter having well-defined pyrotechnic properties which can be compatible with most pyrotechnic requirements.
  • This electric igniter constitutes a pyrotechnic component in itself, and it will form the common base brick around which can be made, in a modular manner, different types of pyrotechnic components.
  • this brick At the level of the definition of this brick will focus the essential characteristics such as sensitivity, protection against electrostatic discharges and electromagnetic radiation, hermeticity and connectivity interface.
  • the components according to the invention will use this pyrotechnic brick associated with other components that will depend on the desired pyrotechnic effect for the final component.
  • the assembly method according to the invention will make it possible to implement the modularity by ensuring a simple and fast assembly of any type of pyrotechnic component.
  • the delicate pyrotechnic operations will be concentrated at the level of the brick constituted by the base igniter. This igniter can be manufactured in large quantities and at a lower cost because it is common to all other components of the catalog.
  • the subject of the invention is an igniter comprising a cavity containing at least one pyrotechnic composition and a means for initiating it by electrical energy which is connected to at least two conductive pins coming out of the cell, an igniter characterized in that that each spindle has at least one groove which is intended to cooperate with a deformable sleeve integral with an electrical connector.
  • the cell will be closed by at least one flap made of flexible plastic material.
  • At least one of the pins may comprise a machining which will be arranged facing a metal bottom of the cell so as to form a zone promoting the flow of electrostatic discharges.
  • the pyrotechnic composition may be chosen from the following compositions: Zirconium / potassium perchlorate, Zirconium - Boron / potassium nitrate.
  • the mass of this pyrotechnic composition will preferably be between 30 milligrams and 50 milligrams.
  • This igniter is the basic brick for modular design of different pyrotechnic components.
  • the invention therefore also relates to a pyrotechnic component comprising such an igniter and which is attached to an electrical connector.
  • the igniter is housed in a housing, the housing also containing at least one pyrotechnic output stage disposed in the vicinity of the igniter.
  • the output stage may be an igniter relay comprising a bucket containing at least one pyrotechnic composition.
  • the output stage may be a detonator relay comprising a bucket containing at least one explosive composition.
  • the output stage may be a gas generator comprising a bucket containing at least one propellant powder or a black powder.
  • the housing may be closed at its rear by a screw cap, so as to achieve a removable component.
  • the housing can be crimped at its rear part on the connector, so as to make a component unmountable.
  • an igniter 1 comprises a metal cell 2 which contains a pyrotechnic composition 3 and an initiation means 4 thereof.
  • the initiation means 4 is a known means using the electrical energy, for example a resistive wire which will be heated by an electric current.
  • Other electrical initiation means could be envisaged, for example a semiconductor bridge or a conductive layer (thin layer made by metal deposition or thick layer obtained by screen-printing).
  • the initiating means 4 are connected to at least two conductive pins 5a and 5b which leave the cell 2 through a rear opening 2a made in a bottom 2b of the cell 2.
  • the pins 5a and 5b are embedded in an insulating pad 6, made of plastic material made of glass or ceramic.
  • FIG. 1 a rear washer 7 and a closing flap 9 which are also made of an electrically insulating plastic material, for example polytetrafluoroethylene (better known under the trademark Teflon).
  • This washer and this paillet have the function of ensuring the hermeticity of the igniter.
  • a plastic material for example polytetrafluoroethylene, or rubber or a rubber derivative
  • a plastic material is a flexible material allowing the compression of the pyrotechnic composition 3 to be maintained in compression and also ensuring the hermeticity of the igniter 1. This material also makes it possible to avoid, during operation, the metal projections downstream of the component which is required in certain applications (thermal batteries for example).
  • the washer 7 may be replaced by a sheet bearing a bore for each pin 5a, 5b.
  • a plastic skirt 8 caps the insulating pad 6 and defines a cylindrical volume that can receive the pyrotechnic composition 3.
  • the cell 2 is crimped (annular area S) on the flake 9.
  • each pin 5a and 5b has a groove 10 near its free end.
  • the figure 3 shows the cooperation of a pin 5a or 5b with a metal sleeve 11 which comprises a front portion formed for example of two flexible tongues 11.1 and 11.2.
  • the sleeve 11 is incorporated in a conductive cylinder 12 which is itself secured to a connector 13 (not shown in detail in the figures).
  • the free ends of the pins 5a and 5b comprise a spherical tip 14a, 14b which, during the establishment of the pin in the sleeve 11, pushes the deformable front portion thereof.
  • Tabs 11.1 and 11.2 of this part deviate and are housed by elasticity in the groove 10, prohibiting further extraction of the pin 5a, 5b.
  • the pyrotechnic composition 3 is a redox type initiation composition.
  • Zirconium (60%) / Boron (12%) %) / potassium nitrate (28%) or any other type of composition by favoring the use of pyrotechnic compositions not containing carcinogenic, mutagenic or reproductive harm materials (so-called CMR materials).
  • the mass of the pyrotechnic composition 3 used will be between 30 milligrams and 50 milligrams.
  • the igniter 1 is thus a pyrotechnic component of very small dimensions and incorporating the minimum amount of pyrotechnic composition capable of generating a usable effect.
  • the goal is to achieve a size igniter similar to the pyrotechnic "beading" used in the field of mines and quarries, but having all the security features of a military component.
  • the pyrotechnic ignition beads generally comprise an oxido-reducing pyrotechnic composition which is deposited by dipping on a conductive filament.
  • the igniter according to the invention uses a pyrotechnic composition which is protected by the metal cell 2, the straw 9 and the washer 7, against shocks and humidity. It also incorporates means ensuring its protection against electrostatic discharges and electromagnetic radiation.
  • the initiation level of this igniter is calibrated by the definition of the initiation means 4.
  • the pin 5b also has a second groove 14 which is arranged facing the bottom 2b of the cell 2. This detail is more particularly visible on the figure 2 .
  • the acute profiles of the edges of the groove 14 are close to the rim of the opening 2a.
  • An area 15 is thus formed which makes it possible to better channel the discharges electrostatic spike effect.
  • Such an arrangement is a means of improving the resistance of the igniter 1 to severe electrostatic environments.
  • This assembly is automatable, which allows the production of large quantities of igniters at a moderate cost.
  • the igniter 1 according to the invention is the basic brick which allows the simplified and modular manufacture of many types of pyrotechnic components.
  • the figure 4 shows an igniter 1 permanently attached to a connector 13 connected to flexible son 16a, 16b.
  • the connector 13 can integrate multiple son variants (length, nature, color ).
  • Such an assembly already constitutes a basic, secure and small pyrotechnic component, which is likely to be used in various applications (thermal batteries, missile equipment ).
  • the figure 5 shows another embodiment of a pyrotechnic component 17 according to the invention.
  • the igniter 1 attached to the electrical connector 13 is housed in a cylindrical housing 18, metal or plastic.
  • the housing 18 also contains at least one pyrotechnic output stage 19 which is arranged in the vicinity of the igniter 1. The distance between the igniter 1 and the output stage 19 is adjusted by means of a spacer washer 20 .
  • the output stage 19 will be defined according to the desired effect and this stage will be free of CMR materials.
  • the output stage 19 may for example be a detonator relay comprising a bucket 21 containing a primary explosive and (optionally) a secondary explosive boot.
  • the bucket 21 contains a layer of primary explosive 22 (for example silver azide) and a secondary explosive priming layer 23 (for example hexogen).
  • the pyrotechnic component thus formed is an electric detonator.
  • the detonation relay 19 comprises a primary explosive layer 22 which, excited by the flame of the igniter, takes the detonation regime and initiates the secondary explosive 23.
  • the amount of primary explosive is about 100 milligrams, the amount of secondary explosive priming depends on the desired power (typically from 100 milligrams to 1 gram).
  • the bucket 21 is closed at each end by a straw 24, 25 (the seal may be completed by a varnishing of the faces of the bucket carrying the straws 24,25). It would be possible to provide a bucket 21 in which the straw 24 would be omitted and replaced by a full-bottomed bucket. The energy of the shock of the explosive will indeed be sufficient to spray the bucket 21.
  • the choice between solid bottom or straw depends on the desired effect: fragmentation with the solid bottom or projection of plate with the straw.
  • the housing 18 is crimped (crimping 26) at its rear portion on the connector 13 which carries a groove 13a for this purpose.
  • the set will be an indovmontable detonator.
  • the figure 6 shows another embodiment of a pyrotechnic component which differs from the previous one only in its dismountable nature.
  • the housing 18 comprises a threaded portion 18a on which is fixed a screw cap 27.
  • the stopper 27 comes to form a stop against the rear of the connector 13.
  • the bucket 21 contains a single layer 28 of a pyrotechnic composition, for example Bore nitrate type. This bucket is of course positioned in place of the bucket 19 of Figures 5 or 6 .
  • the desired pyrotechnic effect is the generation of gas
  • the invention thus makes it easier to define and supply at lower cost a whole range of pyrotechnic components that all use the same igniter 1 equipped with a connector 13.
  • the igniter 1 is then secured to a connector 13.
  • a housing 18 (made of metal or plastic material according to the desired use) is produced.
  • this housing 18 is placed at least one pyrotechnic output stage 19 which will have been manufactured elsewhere and defined according to the nature of the pyrotechnic component 17 that is to be achieved.
  • the igniter 1 and the connector 13 are housed in the housing 18, the igniter 1 being positioned in the vicinity of the pyrotechnic output stage 19.

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Abstract

L'invention a pour objet un inflammateur (1) comprenant une alvéole (2) renfermant au moins une composition pyrotechnique (3) et un moyen (4) d'initiation de celle-ci par énergie électrique qui est raccordé à au moins deux broches conductrices (5a,5b) sortant de l'alvéole (2). Cet inflammateur électrique (1) est caractérisé en ce que chaque broche (5a,5b) comporte au moins une gorge (10) qui est destinée à coopérer avec une douille déformable solidaire d'un connecteur électrique.
L'invention a également pour objet un composant pyrotechnique mettant en oeuvre un tel inflammateur et un procédé de fabrication d'un tel composant pyrotechnique.

Description

  • Le domaine technique de l'invention est celui des inflammateurs électriques, des composants pyrotechniques ainsi que de leurs procédés de fabrication.
  • Il est connu de réaliser des composants pyrotechniques comprenant une alvéole renfermant plusieurs couches de compositions pyrotechniques. Généralement on prévoit une couche d'initiation qui est en contact avec un moyen d'allumage, par exemple un fil chaud ou une couche conductrice (mince ou épaisse) ou encore un pont semi-conducteur. Cette couche d'initiation est le plus souvent constituée par une couche de composition oxydo-réductrice. La couche d'initiation est ensuite couverte par une couche d'une composition assurant l'effet pyrotechnique recherché.
  • On pourra par exemple prévoir une autre couche de composition pyrotechnique pour renforcer la flamme et réaliser un allumeur.
  • On pourra prévoir également une couche comprenant un explosif primaire et éventuellement une couche d'un explosif secondaire d'amorçage pour réaliser un détonateur.
  • On pourra aussi prévoir une couche d'une composition génératrice de gaz pour réaliser un générateur de gaz, par exemple pour les actionneurs pyromécaniques.
  • Concrètement les catalogues des fabricants de composants pyrotechniques comportent différents produits (inflammateurs, allumeurs, détonateurs, générateurs de gaz) qui remplissent chacun une fonction bien déterminée. Chacun de ces produits possède sa propre définition et il nécessite pour être fabriqué un processus spécifique.
  • Il en résulte des coûts relativement importants. Les quantités produites pour chaque composant ne permettant pas d'amortir suffisamment les coûts de développement et les coûts fixes de fabrication.
  • Il a été proposé par la demande de brevet EP1995551 de réaliser un composant pyrotechnique sous une forme modulaire en empilant dans un godet différentes rondelles de matériaux pyrotechniques. Ces rondelles se positionnent sur une embase portant des fils d'initiation. Le choix du nombre et de la nature des rondelles utilisées permet de réaliser un type d'initiateur particulier.
  • Cependant la modularité de ce composant reste insuffisante. En particulier l'étage d'entrée non pyrotechnique et portant les broches (qui est défini en trois versions différentes) doit être rendu solidaire d'une composition pyrotechnique primaire avant l'assemblage final du composant. Les rondelles de matériaux pyrotechniques doivent par ailleurs être rendues solidaires les unes des autres avec un matériau de remplissage.
  • L'invention a pour but de proposer un inflammateur de dimension réduite et ayant des propriétés pyrotechniques bien définies pouvant être compatibles de la plupart des besoins pyrotechniques.
  • Cet inflammateur électrique constitue un composant pyrotechnique en lui-même, et il formera la brique de base commune autour de laquelle pourront être réalisés, de façon modulaire, différents types de composants pyrotechniques.
  • Au niveau de la définition de cette brique se concentreront les caractéristiques essentielles telles que la sensibilité, la protection vis à vis des décharges électrostatiques et rayonnements électromagnétiques, l'herméticité et l'interface connectique.
  • Les composants selon l'invention mettront en oeuvre cette brique pyrotechnique associée à d'autres composants qui dépendront de l'effet pyrotechnique recherché pour le composant final.
  • Le procédé d'assemblage selon l'invention permettra de mettre en oeuvre la modularité en assurant un montage simple et rapide de tout type de composant pyrotechnique. Les opérations pyrotechniques délicates seront concentrées au niveau de la brique constituée par l'inflammateur de base. Cet inflammateur pourra être fabriqué en grande quantité et à moindres coûts car il est commun à tous les autres composants du catalogue.
  • Ainsi l'invention a pour objet un inflammateur comprenant une alvéole renfermant au moins une composition pyrotechnique et un moyen d'initiation de celle-ci par énergie électrique qui est raccordé à au moins deux broches conductrices sortant de l'alvéole, inflammateur caractérisé en ce que chaque broche comporte au moins une gorge qui est destinée à coopérer avec une douille déformable solidaire d'un connecteur électrique.
  • Avantageusement l'alvéole sera obturée par au moins un paillet en matériau plastique souple.
  • Au moins une des broches pourra comporter un usinage qui sera disposé en regard d'un fond métallique de l'alvéole de façon à former une zone favorisant l'écoulement des décharges électrostatiques.
  • La composition pyrotechnique pourra être choisie parmi les compositions suivantes : Zirconium / perchlorate de potassium, Zirconium - Bore / nitrate de potassium.
  • La masse de cette composition pyrotechnique sera de préférence comprise entre 30 milligrammes et 50 milligrammes.
  • Cet inflammateur constitue la brique de base permettant de concevoir de façon modulaire différents composants pyrotechniques.
  • L'invention a donc aussi pour objet un composant pyrotechnique comportant un tel inflammateur et qui est fixé à un connecteur électrique.
  • Selon un mode particulier de réalisation, l'inflammateur est logé dans un boîtier, le boîtier renfermant également au moins un étage de sortie pyrotechnique disposé au voisinage de l'inflammateur.
  • L'étage de sortie pourra être un relais allumeur comprenant un godet renfermant au moins une composition pyrotechnique.
  • L'étage de sortie pourra être un relais détonateur comprenant un godet renfermant au moins une composition explosive.
  • L'étage de sortie pourra être un générateur de gaz comprenant un godet renfermant au moins une poudre propulsive ou une poudre noire.
  • Le boîtier pourra être fermé à sa partie arrière par un bouchon vissé, de façon à réaliser un composant démontable.
  • Le boîtier pourra être serti à sa partie arrière sur le connecteur, de façon à réaliser un composant indémontable.
  • L'invention a enfin également pour objet un procédé de fabrication d'un composant pyrotechnique, procédé caractérisé par les étapes suivantes :
    • on réalise un inflammateur comprenant une alvéole renfermant au moins une composition pyrotechnique et un moyen d'initiation de celle-ci par énergie électrique qui est raccordé à au moins deux broches conductrices sortant de l'alvéole, chaque broche comportant au moins une gorge qui est destinée à coopérer avec une douille déformable solidaire d'un connecteur électrique,
    • on solidarise l'inflammateur avec un connecteur,
    • on place dans un boîtier au moins un étage de sortie pyrotechnique,
    • on loge l'inflammateur et le connecteur dans le boîtier, l'inflammateur étant positionné au voisinage de l'étage de sortie pyrotechnique,
    • on referme le boîtier.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de différents modes de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un inflammateur selon l'invention,
    • la figure 2 est une vue de détail agrandie d'une zone de l'inflammateur permettant de mieux canaliser, par effet de pointes, les décharges électrostatiques entre le corps et les broches,
    • la figure 3 est une vue de détail schématique de la coopération entre une broche et une douille d'un connecteur,
    • la figure 4 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un inflammateur selon l'invention raccordé à un connecteur,
    • la figure 5 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un premier exemple de réalisation d'un composant pyrotechnique selon l'invention,
    • la figure 6 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un second exemple de réalisation d'un composant pyrotechnique selon l'invention,
    • la figure 7 montre un godet renfermant un autre type de composition.
  • En se reportant à la figure 1, un inflammateur 1 selon l'invention comprend une alvéole 2 métallique qui renferme une composition pyrotechnique 3 et un moyen d'initiation 4 de celle-ci. Le moyen d'initiation 4 est un moyen connu mettant en oeuvre l'énergie électrique, par exemple un fil résistif qui sera chauffé par un courant électrique. D'autres moyens d'initiation électrique pourraient être envisagés, par exemple un pont semi-conducteur ou une couche conductrice (couche mince réalisée par dépôt métallique ou couche épaisse obtenue par dépôt sérigraphique).
  • Le moyen d'initiation 4 est raccordé à au moins deux broches conductrices 5a et 5b qui sortent de l'alvéole 2 au travers d'une ouverture arrière 2a réalisée dans un fond 2b de l'alvéole 2.
  • Les broches 5a et 5b sont noyées dans un plot isolant 6, réalisé en matière plastique en verre ou bien en céramique.
  • On a représenté à la figure 1 une rondelle arrière 7 et un paillet 9 de fermeture qui sont également réalisés en un matériau plastique isolant électrique, par exemple le polytétrafluoréthylène (plus connu sous la marque déposée Téflon). Cette rondelle et ce paillet ont pour fonction d'assurer l'herméticité de l'inflammateur.
  • Une matière plastique (par exemple le polytétrafluoréthylène, ou le caoutchouc ou un dérivé de caoutchouc) est un matériau souple permettant le maintien en compression de la composition pyrotechnique 3 et assurant aussi l'herméticité de l'inflammateur 1. Ce matériau permet aussi d'éviter, lors du fonctionnement, les projections métalliques vers l'aval du composant ce qui est exigé dans certaines applications (piles thermiques par exemple). La rondelle 7 pourra être remplacée par une feuille portant un perçage pour chaque broche 5a,5b.
  • Une jupe en matière plastique 8 coiffe le plot isolant 6 et permet de délimiter un volume cylindrique pouvant recevoir la composition pyrotechnique 3. L'alvéole 2 est sertie (zone annulaire S) sur le paillet 9.
  • On remarque sur la figure 1 que chaque broche 5a et 5b comporte une gorge 10 au voisinage de son extrémité libre.
  • La figure 3 montre la coopération d'une broche 5a ou 5b avec une douille métallique 11 qui comporte une partie avant formée par exemple de deux languettes souples 11.1 et 11.2. La douille 11 est incorporée dans un cylindre conducteur 12 qui est lui-même solidaire d'un connecteur 13 (non représenté en détails sur les figures).
  • Les extrémités libres des broches 5a et 5b comportent une pointe sphérique 14a,14b qui, lors de la mise en place de la broche dans la douille 11, pousse la partie avant déformable de celle-ci. Les languettes 11.1 et 11.2 de cette partie s'écartent et se logent par élasticité dans la gorge 10, interdisant toute extraction ultérieure de la broche 5a,5b.
  • Une telle disposition permet de rendre l'inflammateur 1 complètement solidaire de son connecteur 13.
  • On remarque sur la figure 1 que les broches 5a et 5b ont une longueur sortant de l'alvéole 2 qui est réduite par rapport à celle qui est habituelle dans les composants classiques.
  • Une telle disposition favorise la compacité de l'inflammateur 1 qui a par ailleurs les dimensions les plus réduites possibles. La présence des gorges 10 sur les broches 5a,5b permet la solidarisation fiable et définitive de l'inflammateur sur un connecteur 13, qui facilite l'intégration ultérieure du composant.
  • La composition pyrotechnique 3 est une composition d'initiation de type oxydo réductrice. On pourra par exemple mettre en oeuvre une composition classique de type Zirconium (60% en masse) / perchlorate de potassium (40% en masse), ou bien (pourcentages en masse totale de la composition) Zirconium (60%) /Bore (12%) / nitrate de potassium (28%) ou tout autre type de composition en privilégiant l'utilisation de compositions pyrotechniques ne contenant pas de matériaux cancérigènes, mutagènes ou nuisibles à la reproduction (matériaux dits CMR).
  • La masse de la composition pyrotechnique 3 mise en oeuvre sera comprise entre 30 milligrammes et 50 milligrammes.
  • L'inflammateur 1 est ainsi un composant pyrotechnique de dimensions très réduites et incorporant la quantité minimale de composition pyrotechnique susceptible d'engendrer un effet utilisable.
  • Concrètement avec une telle masse de composition on pourra réaliser un inflammateur de diamètre inférieur à 6 mm et de longueur inférieure à 12 mm, broches incluses.
  • Le but est de réaliser un inflammateur de taille analogue à celle des "perles" d'allumage pyrotechniques utilisées dans le domaine des mines et carrières, mais présentant cependant toutes les caractéristiques de sécurité d'un composant militaire.
  • Les perles d'allumage pyrotechniques comprennent généralement une composition pyrotechnique oxydo-réductrice qui est déposée par trempage sur un filament conducteur.
  • Elles présentent comme inconvénient d'être très sensibles et fragiles car elles ne sont pas encapsulées. Leur intégration pour d'autres applications que les mines et carrières est délicate car la sécurité du composant est insuffisante.
  • L'inflammateur selon l'invention met en oeuvre une composition pyrotechnique qui se trouve protégée par l'alvéole métallique 2, le paillet 9 et la rondelle 7, contre les chocs et l'humidité. Il incorpore aussi des moyens assurant sa protection contre les décharges électrostatiques et les rayonnements électromagnétiques. Le niveau d'initiation de cet inflammateur est calibré par la définition du moyen d'initiation 4.
  • Il est possible de réaliser un inflammateur de taille réduite qui satisfasse les contraintes réglementaires les plus sévères, et en particulier le niveau de sécurité 1 Ampère / 1 Watt prévu par la norme militaire MIL DTL 23659.
  • On remarque sur la figure 1 que la broche 5b comporte aussi une deuxième gorge 14 qui est disposée en regard du fond 2b de l'alvéole 2. Ce détail est plus particulièrement visible sur la figure 2. Les profils aigus des bords de la gorge 14 sont proches du rebord de l'ouverture 2a. On forme ainsi une zone 15 qui permet de mieux canaliser les décharges électrostatiques par effet de pointes. Une telle disposition constitue un moyen améliorant la résistance de l'inflammateur 1 aux environnements électrostatiques sévères.
  • En alternative à la gorge 14 on pourra pratiquer sur la broche 5b d'autres usinages favorisant les décharges électrostatiques vers l'alvéole 2 : collerette, indentations, moletage...
  • La décharge électrostatique éventuelle se produit au niveau de la zone 15, ce qui empêche le claquage au travers de la composition pyrotechnique 3 et empêche un déclenchement intempestif de l'inflammateur 1.
  • L'assemblage de l'inflammateur 1 s'effectue de la façon suivante :
    • On fixe un moyen d'initiation 4 sur le plot 6 et entre les broches 5a,5b.
    • On place un plot 6 portant les broches 5a,5b dans une alvéole 2, avec interposition de la rondelle arrière 7.
    • On positionne la jupe 8 sur le plot 6, ce qui définit une cavité pour la composition pyrotechnique 3.
    • On dose et on comprime dans cette cavité la composition pyrotechnique 3.
    • On positionne le paillet 9 puis on sertit l'alvéole 2.
  • Ce montage est automatisable, ce qui autorise la production de grandes quantités d'inflammateurs à un coût modéré.
  • L'inflammateur 1 selon l'invention est la brique de base qui permet la fabrication simplifiée et modulaire de nombreux types de composants pyrotechniques.
  • La figure 4 montre un inflammateur 1 fixé de façon définitive à un connecteur 13 relié à des fils souples 16a,16b. Le connecteur 13 peut intégrer de multiples variantes de fils ( longueur, nature, couleur ...). Un tel assemblage constitue déjà un composant pyrotechnique de base, sécurisé et de taille réduite, qui est susceptible d'être employé dans diverses applications (piles thermiques, équipements de missiles...) .
  • La figure 5 montre un autre mode de réalisation d'un composant pyrotechnique 17 selon l'invention.
  • Suivant ce mode, l'inflammateur 1 fixé au connecteur électrique 13 est logé dans un boîtier cylindrique 18, métallique ou en matière plastique.
  • Le boîtier 18 renferme également au moins un étage de sortie pyrotechnique 19 qui est disposé au voisinage de l'inflammateur 1. La distance entre l'inflammateur 1 et l'étage de sortie 19 est réglée à l'aide d'une rondelle entretoise 20.
  • On définira l'étage de sortie 19 en fonction de l'effet souhaité et cet étage sera exempt de matériaux CMR.
  • L'étage de sortie 19 pourra par exemple être un relais détonateur comprenant un godet 21 renfermant un explosif primaire et (éventuellement) un explosif secondaire d'amorçage.
  • Comme représenté sur la figure 5, le godet 21 renferme une couche d'explosif primaire 22 (par exemple de l'azoture d'argent) et une couche d'explosif secondaire d'amorçage 23 (par exemple de l'hexogène). Le composant pyrotechnique ainsi constitué est un détonateur électrique.
  • Le relais de détonation 19 comprend une couche d'explosif primaire 22 qui, excité par la flamme de l'inflammateur, prend le régime de détonation et initie l'explosif secondaire 23. La quantité d'explosif primaire est d'environ 100 milligrammes, la quantité d'explosif secondaire d'amorçage dépend de la puissance souhaitée (classiquement de 100 milligrammes à 1 gramme).
  • Le godet 21 est fermé à chaque extrémité par un paillet 24, 25 (l'étanchéité pourra être complétée par un vernissage des faces du godet portant les paillets 24,25). Il serait possible de prévoir un godet 21 dans lequel le paillet 24 serait omis et remplacé par un godet à fond plein. L'énergie du choc de l'explosif suffira en effet à pulvériser le godet 21. Le choix entre fond plein ou paillet dépend de l'effet souhaité : fragmentation avec le fond plein ou projection de plaque avec le paillet.
  • On remarque que, grâce à l'invention, il est aisé de définir différents types de détonateurs en ne modifiant que la nature et la composition de l'étage de sortie 19.
  • Par ailleurs, les caractéristiques de sécurité d'emploi étant assurées par l'inflammateur 1, tous ces détonateurs auront le même niveau de sécurité sans qu'il soit nécessaire de reprendre la définition complète du composant 17.
  • Le boîtier 18 est serti (sertissage 26) à sa partie arrière sur le connecteur 13 qui porte une gorge 13a à cet effet.
  • L'ensemble constituera un détonateur indémontable.
  • La figure 6 montre un autre mode de réalisation d'un composant pyrotechnique qui ne diffère du précédent que par son caractère démontable.
  • A cet effet le boîtier 18 comporte une partie filetée 18a sur laquelle se fixe un bouchon vissé 27. Le bouchon 27 vient former une butée contre l'arrière du connecteur 13. Un tel mode de réalisation est particulièrement intéressant en phase de développement pour répondre rapidement à un besoin.
  • On pourra éventuellement prévoir un joint d'étanchéité torique 29, entre le boîtier 18 et le connecteur 13, logé dans la gorge 13a.
  • Grâce à l'invention il est aussi possible avec le même inflammateur 1 et le même connecteur 13 de réaliser un composant pyrotechnique de type allumeur. Il suffit pour cela de mettre en oeuvre un étage de sortie 19 de nature différente, dans lequel le godet 21 renferme au moins une composition pyrotechnique.
  • La figure 7 montre un tel étage de sortie 19 seul dont le godet 21 renferme une seule couche 28 d'une composition pyrotechnique par exemple de type Bore Nitrate. Ce godet se positionne bien entendu en lieu et place du godet 19 des figures 5 ou 6.
  • Si l'effet pyrotechnique recherché est la génération de gaz, on pourra mettre en oeuvre un étage de sortie dans lequel le godet 19 renfermera au moins une poudre propulsive, par exemple une poudre simple base ou une poudre double base ou plus simplement une poudre noire.
  • L'invention permet donc de faciliter la définition et la fourniture à moindre coût de toute une gamme de composants pyrotechniques qui utilisent tous le même inflammateur 1 équipé d'un connecteur 13.
  • Pour fabriquer un composant pyrotechnique selon l'invention il suffit donc de :
    • Réaliser un inflammateur 1 comprenant une alvéole 2 renfermant une composition pyrotechnique 3 et un moyen d'initiation 4. Cet inflammateur comprendra deux broches conductrices sortant de l'alvéole et comportant chacune au moins une gorge destinée à coopérer avec une douille déformable solidaire d'un connecteur électrique 13.
  • On solidarise ensuite l'inflammateur 1 avec un connecteur 13.
  • On réalise par ailleurs un boîtier 18 (en métal ou matière plastique selon l'emploi souhaité).
  • On place dans ce boîtier 18 au moins un étage de sortie pyrotechnique 19 qui aura été fabriqué par ailleurs et défini en fonction de la nature du composant pyrotechnique 17 que l'on cherche à réaliser.
  • On loge l'inflammateur 1 et le connecteur 13 dans le boîtier 18, l'inflammateur 1 étant positionné au voisinage de l'étage de sortie pyrotechnique 19.
  • On referme enfin le boîtier (de façon indémontable ou démontable suivant la nature du boîtier mis en oeuvre.

Claims (13)

  1. Inflammateur (1) comprenant une alvéole (2) renfermant au moins une composition pyrotechnique (3) et un moyen (4) d'initiation de celle-ci par énergie électrique qui est raccordé à au moins deux broches conductrices (5a,5b) sortant de l'alvéole (2), inflammateur caractérisé en ce que chaque broche (5a,5b) comporte au moins une gorge (10) qui est destinée à coopérer avec une douille déformable solidaire d'un connecteur électrique.
  2. Inflammateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alvéole (2) est obturée par au moins un paillet (9) en matériau plastique souple.
  3. Inflammateur selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'au moins une broche (5a,5b) comporte un usinage (14) qui est disposé en regard d'un fond métallique (2b) de l'alvéole (2) de façon à former une zone (15) favorisant l'écoulement des décharges électrostatiques.
  4. Inflammateur selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la composition pyrotechnique (3) est choisie parmi les compositions suivantes : Zirconium / perchlorate de potassium, Zirconium - Bore / nitrate de potassium.
  5. Inflammateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la masse de la composition pyrotechnique est comprise entre 30 milligrammes et 50 milligrammes.
  6. Composant pyrotechnique caractérisé en ce qu'il comporte un inflammateur (1) selon une des revendications 1 à 5, inflammateur qui est fixé à un connecteur électrique (13).
  7. Composant pyrotechnique selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'inflammateur (1) est logé dans un boîtier (18), le boîtier renfermant également au moins un étage (19) de sortie pyrotechnique disposé au voisinage de l'inflammateur (1).
  8. Composant pyrotechnique selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étage de sortie (19) est un relais allumeur comprenant un godet (21) renfermant au moins une composition pyrotechnique.
  9. Composant pyrotechnique selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étage de sortie (19) est un relais détonateur comprenant un godet (21) renfermant au moins une composition explosive.
  10. Composant pyrotechnique selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étage de sortie (19) est un générateur de gaz comprenant un godet (21) renfermant au moins une poudre propulsive ou une poudre noire.
  11. Composant pyrotechnique selon une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le boîtier (18) est fermé à sa partie arrière par un bouchon vissé (27).
  12. Composant pyrotechnique selon une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le boîtier (18) est serti à sa partie arrière sur le connecteur (13).
  13. Procédé de fabrication d'un composant pyrotechnique (17), caractérisé par les étapes suivantes :
    - on réalise un inflammateur (1) comprenant une alvéole (2) renfermant au moins une composition pyrotechnique (3) et un moyen (4) d'initiation de celle-ci par énergie électrique qui est raccordé à au moins deux broches conductrices (5a,5b) sortant de l'alvéole (2), chaque broche comportant au moins une gorge (10) qui est destinée à coopérer avec une douille déformable solidaire d'un connecteur électrique (13),
    - on solidarise l'inflammateur (1) avec un connecteur (13),
    - on place dans un boîtier (18) au moins un étage de sortie pyrotechnique (19),
    - on loge l'inflammateur (1) et le connecteur (13) dans le boîtier (18), l'inflammateur (1) étant positionné au voisinage de l'étage de sortie pyrotechnique (19),
    - on referme le boîtier (18).
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