FR3025264A1

FR3025264A1 - Dispositif reutilisable de largage d'une charge, commande a distance

Info

Publication number: FR3025264A1
Application number: FR1458229A
Authority: FR
Inventors: Lucas Domergue
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2016-03-04
Anticipated expiration: 2034-09-03
Also published as: FR3025264B1

Abstract

Le dispositif permet de larguer une charge importante, tout en étant commandé à distance et en étant réutilisable. Il comprend une succession de plusieurs éléments de verrouillage/déverrouillage (4, 5), sous formes d'anneaux, bloqués mutuellement en rotation, en étant plaqués contre un socle (1). Le dernier élément de verrouillage/déverrouillage (4) bloque lui-même une partie de blocage d'un anneau d'accrochage (3). Le tout est commandé par un vérin pyrotechnique (9), lui-même commandé à distance. Application au largage des charges lourdes.

Description

1 DISPOSITIF REUTILISABLE DE LARGAGE D'UNE CHARGE, COMMANDE A DISTANCE DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention concerne le domaine de séparation d'une chaîne de levage, ou de tirage, par exemple le largage d'une charge, de manière sécurisée et ultra rapide, commandé à distance, sans découpe physique d'un composant de la chaîne. De plus, le dispositif est réutilisable. Art antérieur et problème posé De nombreuses situations dans de nombreux domaines de l'industrie, ou autres, nécessitent la séparation d'une chaîne, ou d'une ligne de levage, ou de traction, 15 par exemple pour séparer une charge de son point d'amarrage. Différents dispositifs existent actuellement sur le marché ; on peut les classer dans les deux catégories suivantes : - Les dispositifs fonctionnant par destruction des points d'ancrage ou d'un des éléments de la chaîne, ou par découpe d'un ou de plusieurs de ces derniers. A 20 cet effet, différentes technologies sont utilisées, comme les boulons pyrotechniques, le cisaillage des câbles par charge pyrotechnique, ou par un outil actionné par une charge pyrotechnique. - Les dispositifs fonctionnant par libération mécanique, c'est à dire par ouverture d'un crochet, de manière générale pivotant, par action sur une détente, 25 généralement par l'intermédiaire d'une traction sur un levier. L'inconvénient des dispositifs de la première catégorie est que l'utilisation de ceux-ci conduit à la destruction d'une partie de la chaîne de traction, ou de levage, ou d'une pièce intermédiaire, telle qu'un boulon, ou un élément d'ancrage. On 10 3025264 2 peut citer le document de brevet FR 2 897 553, intitulé : « Sectionneur pyrotechnique à charge creuse annulaire pour pièces de section circulaire ». Le dispositif, décrit dans ce document, permet de découper un câble, par exemple pour raison de sécurité, par le biais d'une charge formée et propulsée par un explosif.

5 On peut également citer le document de brevet FR 2 866 584, intitulé : « Sectionneur pyrotechnique permettant de couper un câble par l'action d'une cisaille, munie d'un vérin pyrotechnique ». Le document de brevet EP 13 19920 Bl, intitulé : « Séparateur pyrotechnique et dispositif de séparation, équipé d'un tel séparateur » peut également être cité. Dans les dispositifs, ci-dessus mentionnés, des pièces mécaniques renferment une composition pyrotechnique, destinée à détruire au moins une pièce. Ceci permet de séparer en deux parties libres un élément de la chaîne. L'inconvénient principal des dispositifs de la deuxième catégorie est constitué par leur encombrement et leur masse, relativement élevés par rapport à la masse de la charge manipulée. De plus, ces dispositifs obligent d'utiliser un crochet ouvert, libérant la charge, par rotation, ce qui ne permet pas leur utilisation dans toutes les directions et implique la nécessité d'utiliser un crochet très rigide et donc très lourd. On cite également le document de brevet EP 0081844 Al, intitulé : 20 « Ensemble de crochets à fermeture et décrochage automatique », ou bien le document de brevet EP 2549020 Al, intitulé : « Dispositif de protection dynamique pour un système d'amarrage de navires ». Le but de l'invention est de proposer un dispositif de largage d'une lourde charge, relativement compacte, commandé à distance et réutilisable.

25 Objet de l'invention L'objet principal de l'invention est un dispositif de largage d'une charge, le dispositif étant réutilisable et commandé à distance, et comprenant : 30 - un support ; 3025264 3 - des moyens d'actionnement du déverrouillage, commandés à distance ; - un premier élément de verrouillage/déverrouillage, commandé par les moyens de verrouillage/déverrouillage ; et 5 - un moyen d'accrochage, pour maintenir la charge et la libérer par l'activation du moyen d'actionnement de déverrouillage. Selon l'invention : - le premier élément de verrouillage/déverrouillage est monté pivotant par rapport au support, et autour d'un premier axe parallèle à une surface d'un évidement 10 du support, et dont une extrémité pivotante est susceptible d'être bloquée par les moyens de verrouillage/déverrouillage ; - le dispositif comprend : . au moins un deuxième élément de verrouillage/déverrouillage pivotant sur le socle, par rapport à un deuxième axe parallèle à la surface du socle et dont une extrémité 15 pivotante est susceptible d'être bloquée par le premier élément de verrouillage/déverrouillage, entre le premier axe de pivotement et l'extrémité pivotante du premier élément de verrouillage/déverrouillage, dans une position de verrouillage et libérable par le pivotement du premier élément de verrouillage/déverrouillage ; - le moyen d'accrochage est bloqué par le dernier des deuxièmes 20 éléments de verrouillage/déverrouillage, près du deuxième axe de pivotement du dernier deuxième élément de verrouillage/déverrouillage et est libérable par le pivotement du dernier deuxième élément de verrouillage/déverrouillage ; - le support est un socle qui est rigide. De préférence, le moyen d'accrochage est un anneau monté glissant 25 contre la surface du socle, une première partie de blocage de celui-ci étant bloquée par le dernier des deuxièmes éléments de verrouillage/déverrouillage, en position de verrouillage. De préférence, le dernier des deuxièmes éléments de verrouillage/déverrouillage est monté pivotant dans une première chape ayant une 30 surface inclinée, à la base de laquelle la partie de blocage de l'anneau est bloquée.

3025264 4 Il est intéressant d'utiliser des moyens élastiques, placés entre la surface du socle et l'extrémité bloquée du premier élément de verrouillage/déverrouillage et également entre la surface du socle et les deuxièmes éléments de verrouillage/déverrouillage, sauf le dernier.

5 Dans cette réalisation, les axes de pivotement des premier et second éléments de verrouillage/déverrouillage sont parallèles. Il est avantageux que les moyens d'actionnement soient pilotés à distance. De préférence, le moyen d'actionnement est un vérin pyrotechnique, 10 monté sur un support de vérin fixé sur le socle, pour libérer, par un doigt, l'extrémité pivotante du premier élément de verrouillage/déverrouillage. Enfin, de préférence, le dernier des deuxièmes éléments de verrouillage/déverrouillage est d'une épaisseur équivalente à celle de l'anneau.

15 Liste des figures L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, qui est accompagnée de deux figures, représentant respectivement : - figure 1, en vue cavalière, le dispositif selon l'invention ; et - figure 2, en coupe, le même dispositif selon l'invention. Description détaillée d'une réalisation de l'invention En référence à la figure 1, le dispositif de largage, selon l'invention, comprend principalement : - un socle 1, qui constitue un support rigide, un anneau 3, plusieurs éléments de verrouillage/déverrouillage 4 et 5 et un vérin pyrotechnique 6. L'anneau 3 est donc destiné à supporter la charge à maintenir et à la 30 larguer. Il a une forme plane et est placé sur une surface 11 d'un évidement 12, longiligne, 3025264 5 du socle 1. Il a une forme annulaire avec une pointe pour stabiliser le crochet de la charge. Cette forme annulaire de l'anneau permet de le placer autour d'une première chape 2 fixée à l'extrémité du socle 1, sur la surface 11 de l'évidement 12. L'anneau 3 est emprisonné à la fois par la première chape 2 et un dernier deuxième élément de 5 verrouillage/déverrouillage 4, qui est monté pivotant autour d'un deuxième axe 4A parallèle à la surface 11 de l'évidement 12 et situé dans la chape 2. De l'autre côté, le vérin pyrotechnique 6, qui constitue des moyens d'actionnement du déverrouillage du système, est monté parallèle à la surface 11 de l'évidement 12, de façon fixe, sur un support de vérin 6, de manière à ce qu'un doigt de 10 commande 6A vienne emprisonner une extrémité pivotante 5B du premier élément de vérin/déverrouillage 5 bloqué. En effet, ce premier élément verrouillage/déverrouillage 5 est un anneau monté pivotant autour d'un premier axe 5A parallèle à la surface 11 de l'évidement 12 et fixe, grâce à une deuxième chape 8. Logiquement, le premier axe 5A est parallèle au deuxième axe 4A. Le premier élément de verrouillage/déverrouillage 5, qui 15 est de forme annulaire, maintient bloqué une extrémité pivotante 4B du deuxième élément de verrouillage/déverrouillage 4, de manière analogue au crochet 3, qui se trouve bloqué par le deuxième élément de verrouillage/déverrouillage 4. On remarquera que le premier élément de verrouillage/déverrouillage 5 est de dimensions plus restreintes par rapport au deuxième élément de 20 verrouillage/déverrouillage 4, qui lui a une épaisseur équivalente à celle de l'anneau 3. L'anneau 3, qui est largage, est bloqué en glissement par le deuxième élément de verrouillage/déverrouillage 4 et la première chape 2. Le deuxième élément de verrouillage/déverrouillage 4 est lui-même bloqué en rotation par le premier élément de verrouillage/déverrouillage 5.

25 On peut envisager plusieurs deuxièmes éléments de verrouillage/déverrouillage 4 montés comme représentés sur la figure 1, pour agrandir la chaîne et augmenter la démultiplication de l'effort de largage. Cela revient à multiplier le nombre d'étages de démultiplication. Le premier élément de verrouillage/déverrouillage 5 est donc bloqué en 30 rotation par le doigt 9A du vérin pyrotechnique 9 fixé sur le support de vérin 6. Quand le 3025264 6 vérin pyrotechnique 9, commandé par des moyens de commande à distance, est actionné, le doigt 9A se rétracte et libère l'extrémité pivotante 5B du premier élément de verrouillage/déverrouillage 5. Celui-ci bascule, grâce à un élément élastique 7, à savoir une cale en caoutchouc ou un ressort est placé entre le support de vérin 6 et le premier 5 élément de verrouillage/déverrouillage 5. Il garantit ainsi le déplacement de l'extrémité pivotante 5B de ce premier élément de verrouillage/déverrouillage 5, lors du début de la rotation de celui-ci, dès sa libération. L'élément élastique 7, qui est soit un ressort de poussée, une lame de compression, ou une épaisseur de matière souple comprimée, doit permettre de repousser suffisamment l'extrémité pivotante 5A du premier élément de 10 verrouillage/déverrouillage 5, pour enclencher le processus de libération de l'anneau 3, même si aucun effort n'est exercé sur celui-ci. Ce dernier, par son pivotement, libère alors l'anneau 3, qui peut tomber et permettre le largage de la charge, permettant ainsi la rupture de la chaîne de levage ou de traction, pour laquelle le dispositif est utilisé. Grâce à la figure 2, la réduction de l'effort nécessaire à la commande 15 peut être explicitée. L'effort de traction ou de levage F1 est supporté d'un côté par le socle 1 et d'autre part par l'anneau 3. Ce dernier est retenu par glissement par le dernier des deuxièmes éléments de verrouillage/déverrouillage 4 sur lequel il exerce un effort réduit du fait d'une pente de la première chape 2, qui est inclinée d'un angle a. Cette force F2 20 s'exprime par : F2 = F1/tangente(a). Le dernier élément de verrouillage/déverrouillage 4, retenu en rotation par le premier élément de verrouillage/déverrouillage 5 exerce sur ce dernier un effort F3, réduit par le bras de levier D1/D2, ou D1 est la distance séparant le premier axe 4A de l'extrémité supérieure 3A de l'anneau 3, par laquelle celui-ci est maintenu bloqué par le dernier des premiers éléments de verrouillage/déverrouillage 5 25 et/ou D2 représente la distance du premier axe 4A à l'extrémité pivotante 4B du deuxième élément de verrouillage/déverrouillage 4. Ainsi F3 = F2.D1/D2. Le premier élément de verrouillage/déverrouillage 5 est lui-même retenu en rotation par le doigt 9A du vérin pyrotechnique 9 qui est enchâssé sur son support de vérin 6. Ce doigt 9A supporte donc un effort F4 perpendiculaire à son 30 déplacement longitudinal d'une valeur réduite du bras de levier correspondant, soit 3025264 7 F4 = F3.D3/D4, ou D3 est la distance séparant le deuxième axe 5A à l'extrémité de pivotement 4B du deuxième élément de verrouillage/déverrouillage 4 et où D4 est la distance séparant le deuxième axe 5A de l'extrémité de pivotement 5B. L'effort permettant de libérer le doigt 9A du vérin pyrotechnique 9 varie 5 en fonction du coefficient de frottement K du doigt 9A sur son support et des jeux de fonctionnement. On peut donc raisonnablement exprimer F comme suit : 5F = KR4 avec K< 1. Il est également possible de réduire cet effort en ajoutant des anneaux complémentaires, c'est-à-dire des deuxièmes éléments de verrouillage/déverrouillage 5. Les coefficients de frottement, mis à part pour la partie entre le doigt 9A du vérin 10 pyrotechnique 9 et le premier élément de verrouillage/déverrouillage 5, ont été négligés. Ils concourent cependant à réduire les efforts transmis. Ainsi, dans la configuration représentée dans cet exemple de réalisation, non optimisée, il est possible d'exprimer F5 comme suit : F5 < F1 / 40. Le dispositif de commande à distance commande la mise à feu du vérin 15 pyrotechnique 9 par une impulsion électrique calibrée et permet de dégager le doigt 9A du vérin pyrotechnique 9. Ainsi, le premier élément de verrouillage/déverrouillage 5 est libéré en rotation, ainsi que les autres éléments pivotants, c'est-à-dire les deuxièmes éléments de verrouillage/déverrouillage 4. Ainsi, on permet le glissement de l'anneau 3 et le largage de la charge.

20 Enfin, le vérin pyrotechnique 9 peut être remplacé par un dispositif hydraulique, mécanique, électromécanique, magnétique ou électrique.

Claims

REVENDICATIONS1) Dispositif de largage d'une charge, le dispositif étant réutilisable et commandé à distance, et comprenant : - un support ; - des moyens d'actionnement du déverrouillage, commandés à distance ; - un premier élément de verrouillage/déverrouillage (5) commandé par le moyen d'actionnement ; et - un moyen d'accrochage maintenant et libérant une charge à larguer par la commande des moyens d'actionnement, caractérisé en ce que : - le premier élément de verrouillage/déverrouillage (5) est monté pivotant par rapport au support, autour d'un premier axe (5A), parallèle à une surface (11) d'un évidement du support, ce premier élément de verrouillage/déverrouillage (5) possédant une extrémité de pivotement (5B) blocable par les moyens d'actionnement de déverrouillage ; - au moins un deuxième élément de verrouillage/déverrouillage (4) monté pivotant par rapport au support autour d'un deuxième axe (4A) parallèle à la surface (11) de l'évidement (12) du support et dont une extrémité de pivotement (4B) est blocable par le premier élément de verrouillage/déverrouillage (5) entre le premier axe de pivotement (5A) et l'extrémité pivotante (5B) du premier élément de verrouillage/déverrouillage (5), le moyen d'accrochage étant bloqué par le dernier deuxième moyen de verrouillage/déverrouillage (4), près du deuxième axe de pivotement (4A) et libérable par le pivotement de ce dernier deuxième élément de verrouillage/déverrouillage (4) lorsque celui-ci est lui-même libéré par le pivotement du premier élément de verrouillage/déverrouillage (5), lui-même libéré grâce à la commande des moyens d'actionnement du déverrouillage ; et - le support est un socle (1), qui est rigide. 3025264 9
2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage sont constitués d'un anneau (3), monté glissant contre la surface (11) d'un évidement (12) du socle (3), une partie de blocage (3A) de l'anneau (3) étant bloquée par le dernier deuxième élément de verrouillage/déverrouillage (4). 5
3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dernier deuxième élément de verrouillage/déverrouillage (4) est monté pivotant dans une première chape (2) possédant une surface inclinée (2A), à la base de laquelle la partie de blocage (3A) de l'anneau est bloquée.
4) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en 10 ce qu'on utilise des moyens élastiques entre la surface (11) de l'évidement (12) du socle (3) et les extrémités pivotantes (4B, 5B) des seconds et premiers éléments de verrouillage/déverrouillage (4,
5), sauf pour le dernier deuxième élément de verrouillage/déverrouillage (4). 5) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en 15 ce que les axes de pivotements (4A) et (5A) sont parallèles entre eux.
6) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement du déverrouillage sont pilotés à distance.
7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement du déverrouillage sont constitués d'un vérin pyrotechnique (9) monté sur 20 un support de vérin (6), fixé au socle (1) pour libérer le premier élément de verrouillage/déverrouillage (5) par un doigt (9A).
8) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dernier des deuxièmes éléments de verrouillage/déverrouillage (4) est d'une épaisseur équivalente à l'anneau (3).