ES2261605T3 - Iniciador electropirotecnico. - Google Patents
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Abstract
Iniciador electropirotécnico que comprende una caja (1) de material plástico y una carga pirotécnica (6), comprendiendo dicha carga (6) al menos una composición, comprendiendo la caja dos subconjuntos: - un primer subconjunto (2) realizado de una sola pieza, que comprende una pared de plástico (4) solidaria de un fondo (5) realizado asimismo en plástico, que presenta una cara (15), y que forma un recipiente, - un segundo subconjunto (3) de plástico que presenta un eje principal (10) atravesado por al menos dos clavijas (11, 12) según la dirección de dicho eje (10), estando dichas clavijas (11, 12) conectadas entre sí por medio de un puente eléctrico (3) en una cara (14) de dicho subconjunto (3), estando dicha cara (14) vaciada simétricamente en una altura H y una anchura L, formando dicho subconjunto (3) un soporte, - estando el ensamblaje hermético de los primer (2) y segundo (3) subconjuntos realizado mediante soldadura ultrasónica, caracterizado porque el diámetro interior D1 del primersubconjunto (2) es inferior al diámetro externo D2 de la parte vaciada del segundo subconjunto (3).
Description
Iniciador electropirotécnico.
La presente invención se refiere a un iniciador
electropirotécnico y a un procedimiento de ensamblaje de un
iniciador electropirotécnico.
Existen dos grandes categorías de iniciadores.
La primera utiliza unos soportes de tipo "conducto
vidrio-metal" y la segunda utiliza iniciadores
con soporte o conducto de tipo "plástico". Los iniciadores que
pertenecen a la primera categoría se consideran frecuentemente como
sinónimos de hermeticidad garantizada y protección infalible de
composiciones pirotécnicas y/o explosivas contra los efectos de
entornos extremos (humedad entre otros.) Ahora bien, se sabe que los
conductos de tipo vidrio-metal son sensibles a los
esfuerzos mecánicos y térmicos que pueden aplicarse durante las
diferentes etapas de su proceso de ensamblaje (engarzado,
soldadura,...) de dichos iniciadores en un dispositivo de
aplicaciones pirotécnicas civiles (por ejemplo, pretensores, cojines
de aire para la seguridad del automóvil), militares o
espaciales.
Por otra parte, aunque la utilización de un
soporte de "conducto vidrio-metal" garantiza
a priori una barrera hermética del soporte a lo largo de las
clavijas de entrada de corriente, no siempre es cierto en la
conexión entre el soporte y el recipiente pirotécnico.
Los iniciadores sobre conducto plástico adolecen
por su parte de un problema de hermeticidad asociado con el material
plástico (por ejemplo, poliamida sensible a la humedad) que se
utiliza para su realización o en sus uniones internas no estancas
(por pinzado, pegado...).
Por último, los iniciadores actuales,
independientemente de si pertenecen a cualquiera de las categorías
mencionadas anteriormente, comprenden en términos generales varios
subconjuntos a ensamblar, lo que incrementa el coste de un
dispositivo de este tipo. Los iniciadores de la primera categoría
son significativamente los más costosos debido a la preparación
necesaria (tratamiento superficial,...) de dichos conductos de
vidrio-metal.
Por otra parte, se conoce la patente US nº
5.423.261 (Bernady Jean-Claude et al.) del 13
de junio de 1995 así como la patente US nº 5.648.634 (Avery Marks
Lucas et al.) del 15 de julio de 1997 que se refieren a un
iniciador electropirotécnico constituido por dos subconjuntos de
material plástico y soldados por ultrasonidos para formar un
conjunto hermético.
El objetivo de la presente invención es proponer
un iniciador electropirotécnico de tipo plástico, sencillo en cuanto
a su diseño y a su modo de funcionamiento, compacto y económico, que
presenta excelentes propiedades de hermeticidad.
Con este fin, la invención se refiere a un
iniciador electropirotécnico que comprende una caja de material
plástico y una carga pirotécnica, comprendiendo dicha carga
pirotécnica por lo menos una composición.
Según la invención, la caja comprende dos
subconjuntos:
- \bullet
- un primer subconjunto, realizado de una sola pieza, que comprende una pared de plástico solidaria de un fondo, asimismo de plástico, que presenta una cara, y que forma un recipiente,
- \bullet
- un segundo subconjunto de plástico que presenta un eje principal, atravesado por al menos dos clavijas a lo largo de la dirección de dicho eje, estando dichas clavijas unidas entre sí por un puente eléctrico sobre una cara de dicho subconjunto, estando dicha cara vaciada simétricamente en una altura H y una anchura L, formando dicho subconjunto un soporte, y
- \bullet
- el ensamblaje hermético de los primer y segundo subconjuntos se lleva a cabo mediante soldadura ultrasónica, y el diámetro interior del primer subconjunto es inferior al diámetro externo de la parte vaciada del segundo subconjunto.
La presente invención se refiere asimismo a las
características que aparecerán durante la descripción siguiente y
que deberán considerarse individualmente o en todas sus
combinaciones técnicamente posibles:
- -
- la junta de soldadura ultrasónica es una junta de corte,
- -
- la junta de soldadura ultrasónica es una junta de semicorte,
- -
- la cara vaciada del segundo subconjunto muestra un vaciado simétrico de altura h y anchura l para formar una protuberancia elevada del puente eléctrico,
- -
- el plástico utilizado para realizar los primer y segundo subconjuntos es un material con baja recuperación de humedad,
- -
- el plástico es una policetona,
- -
- el plástico es un tereftalato de polibutileno (PBT),
- -
- el plástico es una poliamida,
- -
- el plástico es la poliamida PA 6.12,
- -
- la altura de vacío h' es inferior a la altura h+H, siendo H la altura del talón de soldadura, y h' la diferencia de altura entre la capa más externa de la carga pirotécnica tras la precompresión de las composiciones y la cara del recipiente, siendo h la altura de la protuberancia,
- -
- el segundo subconjunto está sobremoldeado sobre las clavijas,
- -
- las clavijas son unos electrodos, y
- -
- los electrodos están estriados.
La invención se describirá con mayor detalle
haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 es una representación esquemática
de un iniciador de tipo plástico, según la presente invención;
- la figura 2 representa un recipiente, primer
subconjunto del iniciador electropirotécnico, según la
invención;
- la figura 3 representa un soporte, segundo
subconjunto del iniciador electropirotécnico, según la
invención;
- la figura 4 es una representación esquemática
de otra forma de realización de la junta de soldadura ultrasónica,
según la invención.
El iniciador electropirotécnico según la
invención, comprende una caja. Esta caja comprende unos primer 2 y
segundo 3 subconjuntos. El primer subconjunto 2 comprende una pared
de plástico 4 solidaria de un fondo 5 también de plástico, estando
el primer subconjunto 2 realizado de una sola pieza. Este primer
subconjunto 2 se denomina recipiente. Dicho recipiente 2 recibe una
carga pirotécnica 6 a través de un proceso de carga en seco. La
carga 6 comprende al menos una composición. En una forma de
realización, el recipiente 2 recibe una primera composición 7 que se
conoce como composición secundaria y una segunda composición 8 que
se conoce como composición primaria. Cada composición de la carga
pirotécnica 6 es cargada a granel, y después precomprimida.
Ventajosamente, la precompresión se lleva a cabo con una presión
inferior a 120 bar para la composición primaria 8 y con una presión
superior a 150 bar en el caso de la composición secundaria 7. El
esfuerzo de compresión final está asegurado durante el ensamblaje
hermético el primer subconjunto 2 con un segundo subconjunto 3 que
comprende la parte eléctrica del iniciador, siendo dicho subconjunto
3 denominado asimismo soporte. El ensamblaje se realiza mediante
soldadura ultrasónica que asegura una hermeticidad extrema. Se
denomina en este caso altura de vacío h' la diferencia de altura
entre la capa más externa 9 de la carga pirotécnica 6 después de la
precompresión de las composiciones y la cara 15 del recipiente 2.
Ventajosamente, la primera 7 y la segunda composiciones 8 están
exentas de metales pesados por razones de respeto del medio
ambiente. Dichas composiciones son asimismo resistentes al
calentamiento causado por la soldadura ultrasónica que es del orden
de 260ºC.
En una forma de realización preferida, el
diámetro interior D_{1} del primer subconjunto 2 es inferior a 5,6
mm. La adaptación del recipiente interno del volumen 2 para poder
cargar composiciones pirotécnicas de naturaleza y granulometría
diferentes está asegurada por consiguiente por la variación de la
altura de dicho recipiente 2. El pequeño diámetro interior del
primer subconjunto 2 permite ventajosamente eliminar cualquier
recipiente pirotécnico intermedio tal como por ejemplo, un anillo
aplicado sobre el soporte 3 para limitar la carga pirotécnica 6.
Esta limitación de la carga pirotécnica 6 ofrece además una
seguridad incrementada sin perjudicar la fiabilidad del
funcionamiento pirotécnico en la medida en que el espesor de la
composición cargada es suficiente.
El segundo subconjunto 3, el soporte de
plástico, presenta un eje principal 10 y está atravesado al menos
por dos clavijas 11, 12 según la dirección de dicho eje 10. Las
clavijas 11, 12 están conectadas entre sí por un puente eléctrico 13
en una cara 14 de dicho subconjunto 3. En una forma de realización,
el puente eléctrico 13 es de tipo resistivo. Ventajosamente, se
trata o de un filamento o de una capa metálica. En otra forma de
realización, el puente eléctrico 13 es del tipo semiconductor. Dicha
cara 14 está simétricamente vaciada en una altura H y una
profundidad L de tal manera que el diámetro externo de la parte del
segundo subconjunto 3 que ha sido vaciada sea D_{2}.
Ventajosamente, la altura H está comprendida entre 2 y 3 mm. En una
forma de realización preferida, el diámetro interior D_{1} del
primer subconjunto 2 es inferior al diámetro externo D_{2}.
Estando estas partes de los primer 2 y segundo 3 subconjuntos
dispuestas opuestas durante la soldadura ultrasónica, esta
diferencia de diámetro entre D_{1} y D_{2} asegura una
hermeticidad máxima y una rigidez dieléctrica suficiente para el
aislamiento de las partes conductoras internas 11, 12 del iniciador.
Ventajosamente, la junta de soldadura 16 es una junta de corte. La
cara vaciada 14 del segundo subconjunto 3 presenta asimismo un
vaciado simétrico 17 con una altura h y una anchura l para formar
una protuberancia elevada del puente eléctrico, asegurando por
consiguiente un buen contacto entre el puente eléctrico 13 y la
composición primaria 8. Ventajosamente, h está comprendida entre 0,5
y 1,0 mm y la anchura l está comprendida entre 0,2 y 0,8 mm.
El segundo subconjunto 3 está sobremoldeado
sobre unas clavijas 11, 12. En este caso, el término clavija se
refiere a unos medios de suministro de corriente para el iniciador.
En una primera forma de realización, las clavijas 11, 12 comprenden
unos electrodos. Ventajosamente, los electrodos están estriados.
Estas estrías 18 aseguran no solamente una barrera hermética del
iniciador a lo largo de las clavijas 11, 12 sino que facilitan
asimismo la fijación del material plástico durante el sobremoldeo.
En una segunda forma de realización, las clavijas 11, 12 son
alambres.
Los primer 2 y segundo 3 subconjuntos se
realizan del mismo material plástico con el objeto de permitir su
ensamblaje por soldadura ultrasónica. El plástico utilizado para
realizar los primer 2 y segundo 3 subconjuntos es un material con
baja recuperación de humedad. En una primera forma de realización,
el plástico es una policetona. En otra forma de realización, el
plástico es un tereftalato de polibutileno (PBT). En una forma de
realización preferida, el material plástico es una poliamida. Como
poliamidas susceptibles de ser utilizadas según la invención, se
pueden citar las poliamidas con baja recuperación de humedad, y en
particular la poliamida de fórmula:
-(NH-(CH_{2})_{6}-NH-CO-(CH_{2})_{10}-CO)_{n}-
designada en esta solicitud como PA
6.12.
Los subconjuntos 2, 3 del iniciador según la
invención no se limitan a la descripción anterior y están sujetos a
modificaciones con la evolución de las tecnologías. Así, la figura 4
muestra una junta de soldadura 16 ultrasónica que no comprende una
junta de corte sino una junta de semicorte.
El presente iniciador pirotécnico puede
utilizarse ventajosamente para la realización de dispositivos de
aplicaciones pirotécnicas civiles, militares y espaciales. En el
caso en que el iniciador es de policetona, puede estar dispuesto
ventajosamente en contacto con vapores químicos o líquidos o
colocado en la proximidad de dichos vapores o líquidos, o de
productos químicos.
Claims (16)
-
\global\parskip0.930000\baselineskip
1. Iniciador electropirotécnico que comprende una caja (1) de material plástico y una carga pirotécnica (6), comprendiendo dicha carga (6) al menos una composición, comprendiendo la caja dos subconjuntos:- -
- un primer subconjunto (2) realizado de una sola pieza, que comprende una pared de plástico (4) solidaria de un fondo (5) realizado asimismo en plástico, que presenta una cara (15), y que forma un recipiente,
- -
- un segundo subconjunto (3) de plástico que presenta un eje principal (10) atravesado por al menos dos clavijas (11, 12) según la dirección de dicho eje (10), estando dichas clavijas (11, 12) conectadas entre sí por medio de un puente eléctrico (3) en una cara (14) de dicho subconjunto (3), estando dicha cara (14) vaciada simétricamente en una altura H y una anchura L, formando dicho subconjunto (3) un soporte,
- -
- estando el ensamblaje hermético de los primer (2) y segundo (3) subconjuntos realizado mediante soldadura ultrasónica,
caracterizado porque el diámetro interior D_{1} del primer subconjunto (2) es inferior al diámetro externo D_{2} de la parte vaciada del segundo subconjunto (3). - 2. Iniciador según la reivindicación 1, caracterizado porque la cara vaciada (14) del segundo subconjunto (3) presenta un vaciado simétrico (17) con una altura h y una anchura l para formar una protuberancia elevada del puente eléctrico (13).
- 3. Iniciador según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el plástico utilizado para realizar los primer y segundo subconjuntos es un material con baja recuperación de humedad.
- 4. Iniciador según la reivindicación 3, caracterizado porque el plástico es una policetona.
- 5. Iniciador según la reivindicación 3, caracterizado porque el plástico es un tereftalato de polibutileno (PBT).
- 6. Iniciador según la reivindicación 3, caracterizado porque el plástico es una poliamida.
- 7. Iniciador según la reivindicación 6, caracterizado porque el plástico es la poliamida PA 6.12.
- 8. Iniciador según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el segundo subconjunto (3) está sobremoldeado sobre las clavijas (11, 12).
- 9. Iniciador según la reivindicación 8, caracterizado porque las clavijas (11, 12) comprenden unos electrodos.
- 10. Iniciador según la reivindicación 9, caracterizado porque los electrodos están estriados.
- 11. Iniciador según una de las reivindicaciones 2 a 10, caracterizado porque la altura de vacío h' es inferior a la altura h+H, siendo H la altura del talón de soldadura, siendo h la altura de la protuberancia, y siendo h' la diferencia de altura entre la capa más externa (9) de la carga pirotécnica (6) después de la precompresión de las composiciones y la cara (15) del recipiente (2).
- 12. Iniciador según una de las reivindicaciones 1 y 11, caracterizado porque la junta de soldadura ultrasónica (16) es una junta de corte.
- 13. Iniciador según una de las reivindicaciones 1 y 11, caracterizado porque la junta de soldadura ultrasónica (16) es una junta de semicorte.
- 14. Procedimiento para ensamblar un iniciador electropirotécnico, caracterizado porque comprende:
- -
- la realización de unos primer (2) y segundo (3) subconjuntos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10;
- -
- el depósito en el primer subconjunto (2) de la carga pirotécnica (6) mediante un proceso de carga en seco; y
- -
- el ensamblaje por soldadura ultrasónica de dichos primer y segundo subconjuntos.
- 15. Procedimiento de ensamblaje de un iniciador electropirotécnico según la reivindicación 14, caracterizado porque comprende una composición primaria (8) y una composición secundaria (7), estando cada una de las composiciones (7, 8) de la carga pirotécnica precomprimida.
- 16. Procedimiento de ensamblaje de un iniciador electropirotécnico según la reivindicación 15, caracterizado porque la composición primaria (8) está precomprimida con una presión inferior a 120 bar y la composición secundaria (7) con una presión superior a 150 bar.
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