FR3106400A1 - Dispositif pour deposer des motifs pateux dans un tube - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif pour le dépôt de motifs pâteux sur la surface du canal d’un tube, le dispositif comprenant un châssis supportant un premier ensemble mécanique A de maintien, de positionnement et de mise en mouvements du tube, et un second ensemble mécanique B d’extrusion de pâte pour déposer lesdits motifs pâteux, les ensembles A et B coopérant entre eux. Figure pour l’abrégé : figure 16
Description
Domaine de l’invention
Le domaine technique de l'invention est principalement celui des tubes pour chargements propulsifs cylindriques possédant un canal central équipant les munitions.
Etat de la technique
Les chargements propulsifs équipant les obus et missiles sont mis en combustion au moyen d’un inflammateur associé à un tube allumeur. Le tube allumeur est formé d’un tube combustible refermant un chargement d’allumage à base de poudre d’allumage à combustion vive. Ce tube allumeur est disposé dans le canal du chargement propulsif.
La demande de brevet FR-A-2593905 décrit un chargement d’allumage disposé dans un tube combustible constitué d'un empilement de comprimés de poudre d’allumage agglomérée. Ces assemblages pour tube allumeur nécessitent d’une part la fabrication de comprimés de poudre agglomérée, et d’autre part leur mise en place dans le tube combustible.
Toutefois, l’opération de remplissage du tube combustible avec le chargement d’allumage est une opération délicate, en référence tant à la technique de manipulation qu’au risque pyrotechnique (la poudre d’allumage est classée en division de risque 1.1 au sens de au sens de la classificationSGH ONU (Système Général Harmonisé de classification et d’étiquetage des produits chimiques (ONU)). Cette opération nécessite des outillages spéciaux pour être automatisée. De plus, lorsque le chargement d’allumage est introduit dans le tube en mélange avec un collodion pour l’obtention (in situ) de comprimés, la durée d’évaporation du solvant du collodion est longue en raison du confinement du collodion chargé dans le tube.
Par ailleurs, il est parfois nécessaire de démonter le tube allumeur d’un chargement propulsif, par exemple lors d’une mise au rebut d’une munition ou de sa neutralisation. Ce démontage du tube allumeur implique une extraction du chargement d’allumage agencé dans le tube combustible. Cette extraction par contact direct avec la poudre agglomérée génère un danger pyrotechnique.
La demande de brevet FR-A-2725781 propose un procédé permettant de mieux répartir la charge de poudre dans le canal de la munition et facilite le démontage du matériau d’allumage par rapport au matériau d’allumage de poudre agglomérée. Pour ce faire, les comprimés de poudre agglomérée sont remplacés par un matériau d’allumage comprenant une composition d’allumage sous forme pulvérulente (typiquement de la poudre noire) déposée sur une feuille support souple, laquelle est ensuite avantageusement enroulée sur elle-même afin d’être insérée dans un tube combustible pour former un tube allumeur. Afin que la poudre (qui est juste posée sur le support souple) ne tombe pas au fond du tube allumeur, il est impératif de revêtir la composition pulvérulente avec une autre feuille souple (appelée feuille écran), au moins une des feuilles écran et support étant revêtue de colle. Néanmoins, la mise en œuvre de ce procédé est complexe en raison de la manipulation de la poudre d’allumage explosible classée en division de risque 1.1, du contrôle de la régularité des quantités de poudres déposées en tas sur la feuille souple et des géométries des tas, de l’étape de recouvrement des tas de poudres déposés sur la feuille souple par la feuille écran collante. De plus les possibilités de configuration des objets pyrotechniques sont limitées et pilotées uniquement par la masse et la répartition spatiale des tas de poudre pulvérulente.
Il serait donc utile de pouvoir disposer d’un dispositif permettant de déposer dans un tube combustible des motifs pâteux selon des géométries variées. La présente invention se propose de répondre à cette demande.
La présente invention concerne un dispositif pour le dépôt de motifs pâteux sur la surface, interne ou externe, du canal d’un tube. Le dispositif comprend un châssis C supportant un premier ensemble mécanique A de maintien, de positionnement et de mise en mouvements du tube, et un second ensemble mécanique B d’extrusion, les ensembles A et B coopérant entre eux. L’invention concerne également un procédé mettant en œuvre le dispositif susmentionné.
Brève description des figures
Description de l’invention
La présente invention concerne, selon un premier aspect, un dispositif pour le dépôt de motifs pâteux, notamment de chargement d’allumage, sur la surface, interne ou externe, de préférence interne, d’un canal d’un tube, notamment un tube combustible. La description qui suit prend pour repère l’axe Y horizontal positionné selon l’axe central du tube, l’axe X selon une direction horizontale orthogonale à l’axe Y, la rotation Z suivant l’axe Y (rotation tube), et la rotation E suivant l’axe Y (rotation vis de poussée seringue), comme montré sur la figure 1.
Le dispositif comprend un châssis C supportant deux ensembles mécaniques A et B qui coopèrent:
- un premier ensemble A de maintien, de positionnement et de mise en mouvements du tube;
- un second ensemble B d’extrusion.
Comme illustré sur la figure 2, le premier ensemble A comprend deux tables superposées permettant le déplacement selon les axes X et Y, et intègre sur la table supérieure un système pour le maintien et la mise en rotation du tube selon un axe de rotation Z. Le deuxième ensemble B comprend une plaque supportant un système de poussée linéaire et une cartouche cylindrique. La cartouche contient la pâte de chargement d’allumage à déposer. La cartouche est prolongée à l’une de ses extrémités par une rallonge tubulaire coudée munie d’une buse d’extrusion, et renferme à son autre extrémité un piston coulissant à mouvement piloté.
Ces deux ensembles A et B sont montés sur un même châssis C de sorte que l’axe longitudinal Yc de la cartouche et l’axe de révolution Yt du tube soient coplanaires dans le plan (X, Y), comme montré sur la figure 3.
L’ensemble A dispose d’un axe mobile actionné par un moteur pas à pas permettant de déplacer le tube selon l’axe X et d’aligner l’axe Yt du tube avec l’axe Yc longitudinal de la cartouche, comme montré sur la figure 4.
Pour la phase de dépôt, l’ensemble A assure la mise en mouvements du tube, d’une part, de rotation Z autour de son axe central Y et, d’autre part, de translation selon l’axe Y. Les deux mouvements de rotation et de translation sont entrainés séparément par des actionneurs pilotés. Ces actionneurs sont par exemple des moteurs pas à pas pilotés par des interfaces logicielles du type de celles connues pour les imprimantes 3D. Les mouvements de rotation et de translation du tube peuvent être continus ou discontinus par palier à vitesse constante ou variable.
L’ensemble B supporte une cartouche cylindrique renfermant la pâte de chargement d’allumage montée sur une table fixe, comme montré sur la figure 5. La cartouche est orientée selon l’axe Y et est munie à une extrémité, vers le tube, d’une rallonge tubulaire coudée se terminant par une buse d’extrusion. La cartouche, et la buse, ne sont donc pas mobiles selon l’axe Y mais la course de déplacement horizontal du tube selon l’axe Y assurée par l’ensemble A est suffisante pour que la buse pénètre dans le canal du tube sur toute sa longueur. Un piston, actionné dans le corps de la cartouche par un vérin ou une vis sans fin, est apte à se déplacer en translation dans le corps de la cartouche et selon l’axe Yc longitudinal. Le déplacement en translation du vérin ou de la vis est généré par un moteur pas à pas piloté par une interface logicielle, par exemple du type de celle des imprimantes 3D. Pour la phase de dépôt, le débit de pâte par la buse est régulé par le mouvement du piston. La pâte extrudée par la buse se dépose sur la surface du canal du tube pour former le(s) motif(s) souhaité(s).
L’orientation angulaire de la buse dans le plan (Y, Z) est déterminante pour la qualité du dépôt dans le tube. Cette orientation angulaire est fonction notamment de la viscosité de la pâte, de la vitesse de rotation du tube, de l’adhésion de la pâte sur le tube. De façon avantageuse la buse est orientée à environ 225° pour une rotation du tube dans le sens antihoraire pour l’obtention d’un dépôt circulaire ou hélicoïdal (le tube étant alors aussi en mouvement de translation), comme montré sur la figure 6.
La coordination des mouvements du tube (en rotation autour de l’axe Y et en translation suivant l’axe Y) et du piston de la cartouche selon l’axe Y, permet de contrôler à chaque instant la position du dépôt dans le canal du tube et la quantité de pâte déposée. Cette coordination est par exemple assurée par un programme informatique de pilotage des moteurs prenant notamment en compte comme données d’entrée les grandeurs caractéristiques du dépôt (masse déposée, motifs…) du chargement d’allumage et celles du tube (diamètre, longueur…).
Dans un mode de réalisation, la cartouche est conditionnée en température de façon à maintenir la viscosité de la pâte à une valeur permettant son extrusion et sa coulabilité.
Ce dispositif permet de déposer dans le tube des motifs pâteux selon des géométries variées, par exemple des motifs linéaires dans l’axe du tube, circulaires, hélicoïdaux, triangulaires (chevrons). Plusieurs motifs peuvent être déposés successivement dans le canal du tube, par exemple plusieurs motifs hélicoïdaux décalés angulairement ou des entrelacements de motifs. La quantité de pâte déposée au sein d’un même motif peut aussi varier selon la position dans le canal en faisant varier la vitesse d’avancement du piston de la seringue et/ou les vitesses de rotation/translation du tube. Il est aussi envisageable d’obtenir des motifs de pâtes en compositions différentes, soit en introduisant dans la cartouche au moins deux étages en compositions différentes, soit en répétant l’opération de dépôt avec des cartouches contenant des compositions différentes.
Le tube est, par exemple, en matière plastique, métallique ou fibreuse. De manière avantageuse, le tube est en matière fibreuse combustible du type des tubes pour chargement propulsif. A titre indicatif, le tube combustible, tel que ceux commercialisés par la société Eurenco, est constitué pour 60% à 80% en masse d’ester cellulosique, 17% à 37% en masse de cellulose, 3% à 7% en masse de résine et 0% à 2% en masse d’additif stabilisant (la somme de ces différents constituants étant égale à 100%). Sa masse est d’environ 15 g à 25 g. Le tube combustible a une hauteur d’environ 120 mm à 140 mm, pour un diamètre intérieur de 25 mm à 30 mm et une épaisseur de 1,5 à 2,5 mm.
De manière avantageuse, le tube combustible a la composition donnée dans le tableau 1 et les dimensions données ci-après.
| Composition | % massique |
| Coton poudre nitrocellulosique | 69 |
| Cellulose | 25 |
| Résine | 5 |
| Additif stabilisant | 1 |
La masse d’un tel tube combustible est de 18 g +/- 3g, sa hauteur est de 126 mm, pour un diamètre intérieur de 28 mm et une épaisseur de 1,8 mm.
Dans un mode de réalisation, la surface du tube pourra être préparée, préalablement au dépôt de la pâte, par ponçage ou par dépôt d’un apprêt pour favoriser l’adhésion de la pâte lors du dépôt.
Dans un mode de réalisation, le tube installé sur le dispositif de l’invention peut être d’une longueur multiple de celle du tube unitaire formant le canal de la munition, il est alors, après dépôt, coupé en tronçons de longueur égale à celle du tube unitaire.
La cartouche contenant la pâte est par exemple:
- une simple seringue munie de son piston dont l’embout a été découpé pour recevoir la rallonge tubulaire, ou
- une cartouche en plastique munie d’un piston du type de celle utilisée pour l’extrusion de pâtes de maçonnerie ou de joints en silicone, ou
- un corps cylindrique muni d’un piston recevant une poche souple cylindrique du type de celles commercialisées par la société Titanobel ou par la société Würth France.
Dans un mode de réalisation, la cartouche est automatiquement remplie de pâte par un réservoir de pâte. Un raccord tubulaire entre le réservoir et la cartouche permet alors le remplissage de la cartouche lorsque le piston est reculé, laissant libre le volume de la cartouche. On évite ainsi un remplacement de la cartouche après utilisation de son contenu de pâte pour effectuer un nouveau dépôt.
La pâte déposée peut conserver son aspect pâteux ou se solidifier (par exemple par évaporation d’un (de) solvant(s) ou réticulation d’un polymère). Les motifs obtenus après dépôt sont donc soit pâteux soit solides selon le produit fini souhaité. Il n’est pas exclu qu’une partie des motifs conserve leur aspect pâteux alors qu’une autre partie soit solidifiée en fonction des compositions de pâtes déposées (par incorporation d’au moins deux compositions différentes dans la cartouche, ou en réalisant successivement au moins deux dépôts avec des compositions différentes).
Dans un mode de réalisation adapté au dépôt d’un chargement d’allumage dans le tube combustible, la pâte est constituée d’un collodion chargé avec une poudre d’allumage, qui se solidifie par évaporation du ou des solvants après dépôt pour conduire à des motifs solides.
Le collodion est du type base nitrocellulosique + solvant(s). Dans un mode de réalisation, la base nitrocellulosique du collodion est constituée d’un ester cellulosique (pour environ 70% à environ 90% en masse) et contient généralement en sus, conventionnellement, au moins un plastifiant (environ 1% à environ 20% en masse, préférentiellement environ 10% en masse) et au moins un stabilisant de l’ester cellulosique (environ 0,5% à environ 5% en masse). Il contient aussi généralement au moins un additif (>0% à environ 1% en masse), par exemple choisi parmi les agents anti-adhésion, les agents anti-lueurs, les antioxydants. Il est susceptible de renfermer une quantité résiduelle de solvant(s), notamment de solvant(s) de flegmatisation ou (et) de solvant(s) de dissolution de l’ester cellulosique utilisé(s) lors de sa fabrication.
De façon avantageuse, l’ester cellulosique utilisé comme composant majoritaire est choisi parmi le nitrate de cellulose, l’acétate de cellulose ou la nitrocellulose, cette dernière étant préférée. La teneur massique en azote de la nitrocellulose est opportunément de 10,5% à 13,5%, un exemple étant la nitrocellulose de grade E avec une teneur massique en azote de 11,8 % à 12,3 %, avantageusement égale à 12%.
Le plastifiant utilisé pour préparer le collodion peut être notamment une cétone (comme le camphre), un éther vinylique (comme le LUTONAL® A50 commercialisé par la société BASF), un polyuréthane (comme le NEP-PLAST2001 commercialisé par la société Hagedorn-NC), un adipate (comme l’adipate de dioctyle) ou un citrate (comme le 2-acétyl citrate de triéthyle).
Le stabilisant utilisé pour préparer le collodion peut être notamment un composé dont la formule chimique comporte des noyaux aromatiques (opportunément deux noyaux aromatiques), apte à fixer les oxydes d'azote de décomposition des esters nitriques (présentement la nitrocellulose). A titre d’exemple de stabilisant on peut citer la 2-nitrodiphénylamine (2NDPA), la 1,3-diéthyl-1,3-diphényl urée (centralite I), la 1,3-diméthyl-1,3-diphényl urée (centralite II), et la 1-méthyl-3-éthyl-1,3-diphényl urée (centralite III).
L’additif optionnel utilisé pour préparer le collodion peut être notamment choisi parmi les agents antiadhésifs, tels que les agents antiadhésifs de type silicone, les agents anti-lueurs, les antioxydants, les colorants, les tensioactifs, les agents anti-agglomération et les agents hydrophobes.
Le solvant peut être un double solvant du type acétone/acétate de butyle (AB) à
50% / 50% en masse.
50% / 50% en masse.
Le collodion est avantageusement formulé pour conduire à un extrait sec (après évaporation du solvant) de 10% à 40%, en masse.
A titre indicatif, le tableau 2 ci-dessous présente une formulation du collodion à 14% d’extrait sec en masse.
| Collodion | |||
| Composition (% en masse) | |||
| Base nitrocellulosique | Nitrocellulose | 84 | 14 |
| Plastifiant | 10 | ||
| Stabilisant | 3,5 | ||
| Autres (additif(s), eau, solvant…) | 2,5 | ||
| Total | 100 | ||
| AB | 43 | ||
| Acétone | 43 | ||
| Total | 100 |
Dans un mode de réalisation, le collodion chargé en poudre(s) d’allumage comprend environ 50% à environ 70% en masse de poudre(s), et le complément à 100% (c’est-à-dire environ 30% à environ 50% en masse) de collodion. De manière conventionnelle, la ou les poudre(s) d’allumage, préalablement constituée(s), est (sont) ajoutée(s) au collodion.
De manière conventionnelle, la ou les poudre(s) d’allumage, préalablement constituée(s), est (sont) ajoutée(s) au collodion. La poudre utilisée est préférentiellement de la poudre noire (PN) de composition massique:
- nitrate de potassium (salpêtre): ~ 75%
- charbon de bois: ~ 15%
- soufre: ~ 10%.
- charbon de bois: ~ 15%
- soufre: ~ 10%.
Le collodion chargé en poudre d’allumage est avantageusement obtenu par ajout de la poudre d’allumage, préalablement constituée, dans le solvant. Il est alors baptisé «Bénite B». Il se distingue de ceux de l’art antérieur, désignés «Bénite», obtenus par ajouts séparés dans le collodion des constituants de la poudre d’allumage et sans plastifiant. A titre indicatif, le tableau 3 ci-après donne un exemple de composition de collodion du tableau 2, chargé en poudre d’allumage PN7 (qui est une poudre de fine granulométrie).
| Matières premières | Masse (g) | Composition (% en masse) |
| PN 7 | 10,36 | 56 |
| Collodion | 8,14 | 44 |
| Total | 18,5 | 100 |
Le collodion chargé en poudre d’allumage est classé en division de risque 1.4 au sens de la classification SGH ONU. Les zones de danger à prendre en compte pour la manipulation du collodion chargé sont donc réduites, ce qui facilite les opérations de dépôt du collodion sur le tube.
Après séchage (évaporation du solvant) du collodion chargé, le produit sec (i.e., le chargement d’allumage) comprend environ 88% à environ 92% en masse de poudre(s) d’allumage, environ 7% à environ 10% en masse d’ester cellulosique, le complément à 100% étant apporté par au moins un composé choisi parmi un plastifiant, un additif et un solvant résiduel. A titre indicatif, le produit sec obtenu après séchage (évaporation du solvant) du collodion du tableau 3 contient les ratios massiques indiqués dans le tableau 4 ci-après.
| Composition Bénite B sèche | Masse (g) | % massique |
| PN7 | 10,36 | 90,08 |
| Nitrocellulose | 0,96 | 8,35 |
| Plastifiant | 0,11 | 0,96 |
| Stabilisant | 0,04 | 0,35 |
| Résidus (eau, solvant…) | 0,03 | 0,26 |
| Total | 11,50 | 100,00 |
La viscosité de la pâte est adaptée de façon à permettre son chargement par coulée dans la cartouche, son extrusion par la buse, et son dépôt non coulant sur le tube.
Toute géométrie et disposition de motifs sur la surface intérieure (canal) du tube via la mise en œuvre du dispositif de l’invention peut être envisagée.
Dans le cas de chargement d’allumage, on retient plus particulièrement des formes de motifs ponctuels espacés, ou de motifs circulaires espacés dans la longueur du canal, ou de motifs linéaires dans la longueur du canal, ou d’un ou plusieurs motifs hélicoïdaux dans la longueur du canal. Les dépôts ne sont pas tous forcément identiques en dimensions et/ou en composition et ne sont pas tous forcément agencés de façon régulière.
Le nombre de dépôts, leur géométrie, leurs dispositions constituant le chargement d’allumage dans le canal du tube sont des paramètres de réglage du chargement d’allumage. Les figures 7 et 8 montrent des formes de chargements d’allumage déposés dans le canal d’un tube.
Comme indiqué précédemment, le dispositif conforme à l’invention comprend donc deux ensembles A et B, montés sur un même châssis C, qui coopèrent, l’ensemble A qui convient pour le maintien et la mise en mouvements pilotés du tube, et l’ensemble B qui est fixe et supporte une cartouche cylindrique renfermant la pâte à déposer. Les moteurs (voir ci-après) des ensembles A et B sont asservis par un module de commande D.
L’ensemble A comprend les éléments décrits ci-après, représentés sur la figure 9.
Le tube1est positionné entre des rouleaux2 a,2bet3disposés en triangle. Des anneaux en caoutchouc4sont disposés sur les rouleaux2 aet2bafin d’assurer un contact d’entraînement en rotation avec le tube1. Les rouleaux2 aet2bcomportent à leurs extrémités un épaulement circulaire5permettant de maintenir en position le tube1selon l’axe Y. Ils comportent aussi chacun, à leur extrémité opposée à l’ensemble B, une roue dentée6 a,6 b. Ces roues dentées6 a,6 bcoopèrent avec une roue dentée7couplée avec un axe mis en rotation via un moteur pas à pas8piloté par un logiciel du type de ceux équipant les imprimantes 3D.
Les trois rouleaux2 a,2bet3sont assemblés et ainsi fixé à l’aide d’équerres sur la table9 a. Le rouleau3en position supérieure est pourvu de moyens permettant de le dégager afin de positionner le tube1sur les rouleaux2 aet2b, puis de le rabattre en contact au-dessus du tube1. Dans un mode de réalisation, le rouleau3est maintenu avec un bras articulé1 0relié à la table9 a.
Comme le montre la figure 10, la table9 aest montée sur une seconde table9 b, les liaisons entre ces deux tables et le châssisCsont réalisées par l’intermédiaire de bagues, par exemple des douilles à billes (coulissant sur des rails), pour le guidage, et de poulies crantées et de courroies pour le déplacement, ceci permettant un mouvement de la table9 aselon l’axe X par rapport à la table9 b(mouvement généré par le moteur11) et un mouvement de la table9 bselon l’axe Y par rapport au châssisC(mouvement généré par le moteur12). L’ensemble est piloté par un logiciel du type de ceux équipant les imprimantes 3D. Ce degré de liberté permet de dégager latéralement selon l’axe X la table9 apour faciliter le positionnement et l’enlèvement du tube1au sein des trois rouleaux2a, 2b et 3. Il permet aussi un positionnement précis de la table9 apour faire coïncider l’axe Yt du tube1avec l’axe Yc de la cartouche19(voir ci-après).
L’ensemble B, disposé en vis-à-vis de l’ensemble A, comprend les éléments décrits ci-après, représentés sur la figure 11.
Une table fixe1 3supporte deux bagues1 4 aet1 4 b, telles que des douilles à billes, coulissant sur des rails de guidage, colinéaires à l’axe Y, permettant le coulissement d’un chariot1 5 .Ce chariot1 5est mis en mouvement par une vis sans fin1 6actionnée par un moteur pas à pas1 7. Le chariot1 5permet de mettre en mouvement le piston1 8de la cartouche19contenant la pâte par l’intermédiaire d’une tige de liaison2 0.
La table1 3est disposée sur le châssisC. Lorsque la cartouche est une seringue, la tige20et le piston1 8(aussi nommé butoir dans la terminologie propre aux seringues) forment une seule pièce. Le poussoir du piston1 8de la seringue est logé dans une chambre centrale2 1, munie d’un fermoir, du chariot1 5. Le fermoir assure la liaison dans la chambre centrale2 1entre le poussoir du piston1 8et le chariot1 5. Un berceau2 2fixé sur la table1 3maintient le corps de la seringue. La chambre centrale2 1du chariot1 5et le berceau2 2sont alignés et disposés de façon à ce que l’axe de la seringue Yc soit colinéaire à l’axe Y. Une rallonge tubulaire2 3terminée par une buse2 4est disposée à l’extrémité de la seringue à la place de l’embout d’origine de la seringue.
Comme le montre la figure 12, lorsque la cartouche19est un corps cylindrique muni d’un piston, la tige2 0est fixée au centre au piston1 8. A son autre extrémité, la tige2 0est maintenue par un fermoir dans une chambre centrale2 1du chariot1 5. La cartouche19est munie à une de ses extrémités d’une rallonge tubulaire2 3coudée se terminant par une buse2 4. Deux pattes2 5 aet2 5 bsont fixées en vis-à-vis sur la table1 3. La patte2 5 acomporte un alésage avec un lamage et l’autre2 5 bun demi-alésage avec un épaulement de façon à loger les deux extrémités de la cartouche (à la façon d’un pistolet pour cartouche de maçonnerie). Les pattes2 5 aet2 5 bfixées sur la table1 3et la chambre centrale2 1du chariot1 5sont alignées et disposées de façon à ce que l’axe de la cartouche Yc soit colinéaire à l’axe Y.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé pour déposer des motifs pâteux sur la surface (interne ou externe, de préférence interne) du canal d’un tube. Dans ce qui suit on décrit un mode de mise en œuvre du dispositif de l’invention pour le dépôt d’un motif hélicoïdal de chargement d’allumage sur la surface interne d’un tube combustible, en utilisant comme cartouche contenant la pâte de chargement d’allumage, une cartouche à corps cylindrique munie d’un piston.
En début de mise en œuvre, le bras articulé10supportant le rouleau3est déplié et la position de la table9 aest décalée par rapport à l’axe Yc de la cartouche de façon à faciliter la mise en place du tube1. Le tube1est placé sur les rouleaux2aet2bcomme montré sur la figure 13a. Puis le rouleau3est ramené en contact sur la partie supérieure du tube1comme montré sur la figure 13b.
Le chariot1 5est ensuite reculé vers le moteur17de façon à laisser libre l’espace de positionnement de la cartouche19. La cartouche19contenant la pâte et munie de son piston1 8relié à la tige2 0est positionnée sur les pattes2 5 aet2 5 b. Puis le chariot1 5est avancé pour solidariser l’extrémité de la tige2 0dans la chambre2 1équipée d’un fermoir. L’état du dispositif à ce stade de mise en œuvre est montré sur la figure 14.
L’amorçage de la cartouche19permet le remplissage en pâte de la rallonge tubulaire2 3et de la buse2 4par déplacement du piston1 8jusqu’à ce que de la pâte2 6commence à être extrudée par la buse2 4, comme cela est montré sur la figure 15.
La table9 aest ensuite déplacée selon l’axe X par actionnement du moteur11de façon à aligner les axes Yt du tube1et Yc de la cartouche19. Le dispositif est alors dans l’état montré sur la figure 16.
La table9 best alors déplacée selon l’axe Y au moyen du moteur12de façon à faire pénétrer la buse2 4d’extrusion de la pâte au point initial de dépôt dans le canal du tube1, comme cela est montré sur la figure 17.
Le tube 1 est alors mis en rotation au moyen du moteur8, et la phase de dépôt est alors enclenchée en actionnant simultanément le moteur12provoquant le mouvement du tube1selon l’axe Y et du moteur17provoquant l’avancement du piston18de la cartouche19. La conjonction des actions générées par chacun des trois moteurs8,12et17conduit à un dépôt hélicoïdal de pâte2 7sur la surface interne du tube comme montré sur les figures 8, 18 et 19. Après le dépôt du motif, les tables9a et 9bsont ramenées dans leur position initiale et le tube est retiré du dispositif.
A titre indicatif, le paramétrage repris dans le tableau 5 peut être utilisé pour la mise en œuvre du dispositif telle que décrite ci-dessus.
| Dimensions du Tube | Ø int 28,5 mm / Lg Ht: 126 mm |
| Densité de la pâte | 1,2 g/cm3 |
| Dimension de la cartouche | Ø int: 20,2 mm / Lg utile: 78 mm |
| Diamètre de la buse | Ø 6mm |
| Inclinaison de la buse | 235° (ou 8h) |
| Vitesse [Mrot_tube] | 2 tr/min |
| Vitesse [My_tube] | 14 mm/min |
| Vitesse [My_piston] | 7 mm/ min |
| Masse linéique de pâte déposée | 16,5 g/mL |
| Longueur du motif | 1000 mm |
Le dispositif de l’invention est utile pour le dépôt de motifs de pâtes à l’intérieur d’un tube, et plus particulièrement pour l’obtention de tubes d’allumage pour des charges propulsives. Il peut aussi être utilisé pour toute application nécessitant le dépôt de motifs dans un tube, par exemple, dans le domaine industriel, pharmaceutique ou alimentaire.
Claims (9)
- Dispositif pour le dépôt de motifs pâteux, notamment de chargement d’allumage, sur la surface du canal d’un tube, notamment d’un tube combustible, le dispositif comprenant un châssis supportant un premier ensemble mécanique A de maintien, de positionnement et de mise en mouvements du tube, et un second ensemble mécanique B d’extrusion de pâte pour le dépôt desdits motifs pâteux, les ensembles A et B coopérant entre eux.
- Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l’ensemble A:
- comprend deux tables superposées permettant le déplacement selon un axe Y horizontal positionné selon l’axe central du tube et selon un axe X positionné selon une direction horizontale orthogonale à l’axe Y, et
- intègre sur la table supérieure un système pour le maintien et la mise en rotation du tube selon un axe de rotation Z. - Dispositif selon la revendication 2, dans lequel l’ensemble A comprend une première table (9a) comprenant:
- un tube (1) positionné entre des rouleaux (2a), (2b) et (3) fixés sur ladite table (9a), les rouleaux (2a) et (2b) comprenant chacun à une extrémité un épaulement circulaire (5) permettant de maintenir en position le tube (1) selon l’axe Y, et à l’autre extrémité une roue dentée (6a, 6b);
- un moteur (8) permettant d’entraîner la rotation des rouleaux (2a) et (2b) via un axe couplé à une roue dentée (7) coopérant avec les roues dentées (6a, 6b). - Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le rouleau (3) est pourvu de moyens permettant de le dégager afin de positionner le tube (1) sur les rouleaux (2a) et (2b), puis de le rabattre en contact au-dessus du tube (1).
- Dispositif selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel l’ensemble A comprend une seconde table (9b) fixée sur le châssis (C), la table (9a) étant montée sur la table (9b) de façon à permettre un mouvement de la table (9a) selon l’axe X par rapport à la table (9b), et un mouvement de la table (9b) selon l’axe Y par rapport au châssis (C).
- Dispositif selon l’une des revendications 2 à 5, dans lequel l’ensemble B comprend - une table fixe (13) supportant deux bagues (14a) et (14b) coulissant sur des rails de guidage, colinéaires à l’axe Y;
- un chariot (15) mis en mouvement par une vis sans fin (16) actionnée par un moteur (17);
- une cartouche (19) comprenant un piston (18) muni d’une tige de liaison (20), une rallonge tubulaire (23) et une buse (24). - Dispositif selon la revendication 6, dans lequel la cartouche est une seringue, et dans lequel:
- la tige (20) et le piston (18) forment une seule pièce;
- le poussoir du piston (18) de la seringue est logé dans une chambre centrale (21), munie d’un fermoir, du chariot (15);
- le corps de la seringue est maintenu par un berceau (22);
- la chambre centrale (21) et le berceau (22) sont alignés et disposés de façon à ce que l’axe de la seringue Yc soit colinéaire à l’axe Y. - Dispositif selon la revendication 6, dans lequel la cartouche est un corps cylindrique muni d’un piston, et dans lequel:
- la tige (20) est fixée au centre au piston (18);
- à son autre extrémité, la tige (20) est maintenue par un fermoir dans une chambre centrale (21) du chariot (15);
- deux pattes (25a) et (25b) sont fixées en vis-à-vis sur la table (13), la patte (25a) comporte un alésage avec un lamage et la patte (25b) un demi-alésage avec un épaulement de façon à loger les deux extrémités de la cartouche;
- les pattes (25a) et (25b) et la chambre centrale (21) sont alignées et disposées de façon à ce que l’axe de la cartouche Yc soit colinéaire à l’axe Y. - Procédé pour déposer des motifs pâteux, notamment de chargement d’allumage, sur la surface du canal d’un tube, notamment d’un tube combustible, par mise en œuvre du dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
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