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Patent 2058832 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 2058832
(54) English Title: PIEZOELECTRIC IGNITION DEVICE FOR ACTUATING AN ELECTRIC IGNITOR WITH A RESISTANT WIRE
(54) French Title: DISPOSITIF DE MISE A FEU PIEZO-ELECTRIQUE POUR L'ACTIONNEMENT D'UN ALLUMEUR ELECTRIQUE A FIL RESISTANT
Status: Deemed expired
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • F42C 11/02 (2006.01)
  • F23Q 3/00 (2006.01)
  • F42D 1/045 (2006.01)
(72) Inventors :
  • ROUSTANT, EDMOND (France)
  • KARTZEFF, JACQUES (France)
(73) Owners :
  • AEROSPATIALE SOCIETE NATIONALE INDUSTRIELLE (France)
(71) Applicants :
  • ROUSTANT, EDMOND (France)
  • KARTZEFF, JACQUES (France)
(74) Agent: GOUDREAU GAGE DUBUC
(74) Associate agent:
(45) Issued: 2002-12-31
(22) Filed Date: 1992-01-06
(41) Open to Public Inspection: 1993-07-07
Examination requested: 1998-12-29
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data: None

Abstracts

French Abstract



Pour commander l'actionnement d'un allumeur
électrique à fil résistant, il est proposé un dispositif
de mise à feu piézo-électrique qui comprend, à l'inté-
rieur d'un boîtier (10), un mécanisme de commande (14),
un générateur piézo-électrique (16) et un transformateur
électrique (18). L'enfoncement d'un bouton poussoir (24)
du mécanisme de commande (14) propulse une masse (36)
contre la coiffe (52) du générateur piézo-électrique.
Le signal électrique haute tension et de très courte du-
rée ainsi produit est transformé, dans le transformateur
(18) en un signal basse tension, dont l'intensité et la
durée permettent d'actionner l'allumeur. Dès le relâche-
ment du bouton poussoir (24), un ressort de rappel (46)
ramène le mécanisme de commande dans son état initial,
de sorte que le dispositif peut être actionné plusieurs
milliers de fois sans maintenance.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.



REVENDICATIONS
1. Dispositif de mise à feu piézo-électrique pour l'actionnement d'un
allumeur électrique à fil résistant, comprenant un générateur piézo-électrique
apte à fournir une énergie électrique lorsqu'il est soumis à une contrainte,
et un
mécanisme de commande, dans lequel le mécanisme de commande comprend
un organe de commande dont un actionnement a pour effet de propulser une
masse avec une force prédéterminée contre le générateur piézo-électrique, le
dispositif comprenant en association un transformateur dont un enroulement
primaire est raccordé électriquement au générateur piézo-électrique et dont un
enroulement secondaire est apte à être raccordé sur l'allumeur ainsi que des
moyens de réarmement automatique commandant le retour de l'organe de
commande et de la masse dans des positions de repos dès que cesse
l'actionnement de l'organe de commande.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le mécanisme de
commande comprend:
- un corps fixé au générateur piézo-électrique et dans lequel est formé un
alésage dont une extrémité débouche en face de ce générateur ;
- un bouton poussoir monté coulissant dans ledit alésage, et constituant
l'organe de commande ;
- des moyens pour commander une rotation de ladite masse dans un
premier sens jusqu'à une position angulaire prédéterminée lors d'un
enfoncement du bouton poussoir ;
- des moyens pour immobiliser la masse en translation dans ledit corps
lorsqu'elle n'est pas dans ladite position angulaire prédéterminée ; et
- des moyens élastiques d'actionnement comprimés entre la masse et le
bouton poussoir lors d'un enfoncement de ce dernier, de façon à
emmagasiner ladite force prédéterminée qui propulse la masse contre le
générateur piézo-électrique lorsque ladite masse atteint la position
angulaire prédéterminée.
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel les moyens de
réarmement automatique comprennent des moyens élastiques de rappel du
bouton poussoir vers sa position de repos et des moyens pour commander un
recul et une rotation inverse de ladite masse jusqu'à sa position de repos
lors




d'un recul du bouton poussoir.
4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel les moyens pour
commander une rotation de ladite masse, les moyens pour immobiliser la masse
en translation dans le corps et les moyens pour commander un recul et une
rotation inverse de ladite ruasse comprennent une goupille radiale solidaire
de
ladite masse ; cette goupille traversant au moins une découpe formée dans une
partie tubulaire du bouton poussoir et qui comporte deux rampes opposées, et
faisant saillie dans au moins une rainure en forme de L formée dans ledit
alésage
et dont les deux branches sont orientées respectivement selon une direction
circonférentielle et selon une direction axiale ; des moyens étant prévus pour
empêcher une rotation relative entre le bouton poussoir et le corps.
5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les moyens
élastiques d'actionnement comprennent un ressort de compression logé dans
ladite partie tubulaire du bouton poussoir, entre ladite masse et un bouton de
tir
du bouton poussoir.
6. Dispositif selon la revendications 3, dans lequel les moyens
élastiques de rappel comprennent un deuxième ressort de compression logé
dans ledit alésage entre une extrémité du bouton poussoir et le générateur
piézo-
électrique.
7. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le générateur
piézo-électrique comprend un élément piézo-électrique précontraint selon la
direction de déplacement de ladite masse entre deux pièces électriquement
conductrices, isolées électriquement l'une de l'autre, une première desdites
pièces constituant une coiffe apte à être heurtée par ladite masse.
8. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le mécanisme de
commande, le générateur piézo-électrique et le transformateur sont placés dans
cet ordre à l'intérieur d'un boîtier.
9. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le transformateur
comprend un pot de ferrite à noyau.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.



1
DISPOSITIF DE MISE A FEU PIEZO-ELECTRIQUE POUR L'ACTION-
NEMENT D'UN ALLUMEUR ELECTRICtUE A FIL RESISTANT.
DESCRIPTION
L'invention concerne un dispositif de mise à
feu piézo-électrique conçu pour réaliser l'actionnement
d'un allumeur électrique à fil résistant d'un ensemble
pyrotechnique.
Un tel dispositif peut notamment être utilisé
sur des postes de tir de différentes natures, pour as
surer la mise à feu de tout ensemble pyrotechnique
actionné par un allumeur électrique à fil résistant de
basse ou moyenne énergie.
Les générateurs piézo-électriques sont souvent
utilisés en armement pour La mise à feu de têtes actives
(antichar, à éclats, etc.), équipant des roquettes, mis
sites ou projectiles d'artillerie. Dans ce cas, le géné-
rateur piézo-électrique est consommable. IL fonctionne
sous l'effet du choc à l'impact sur la cible et met à
feu un détonateur ou un allumeur très basse ou basse
énergie de type àéclateur ou à claquage. Le mode de
fonctionnement de ce type de composant est Le suivant.
La haute tension produite pa r le g,én,érateur crée une
.étincelle entre deux électrodes, laquelle initie une
composition pyrotechnique. Le composant primaire initie
à son tour l'ensemble de la cha9ne pyrotechnique et
conduit au fonctionnement de la charge'principale. Comme
l'illustre le document US-A-3 '106 161, il a aussi .ét.é
envisag$ d'interposer un transformateur entre le généra-
teur pîézo-.électrique et le détonateur)
L'invention concerne un dispositif de mise à
feu non consommable pouvant être actionné un trës grand
nombre de fois et capable de r~ettre à feu un allumeur
électrique à fil résistant'de basse ou moyenne ,énergie
(1,5 à 5 mJ) et fonctionnant par effet Joule. La mise
à feu d'un tel allumeur électrique à fil résistant s'ef-
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2
fectue d'une manière classique au moyen de dispositifs
électromagnétiques linéaires, de dispositifs à génératri-
ce tournante ou de dispositifs à pile ou batterie.
- Les dispositifs électromagnétiques Linéaires,
constitués par exemple par une bobine à noyau plongeur
ou par un système fi rupture d'entrefer, sont basés sur
une brusque variation du flux à l'intérieur d'un circuit
magnétique. Ils ont pour avantage de pouvoir produire
une énergie assez importante. Cependant, ils sont assez
lourds et relativement coGteux, car ils nécessitent sou-
vent un levier d'armement, afin de permettre de délivrer,
par action sur une gachette, l'énergie mécanique néces-
saire à l'activation du système électromagnétique.
Les dispositifs à génératrice tournante tels
que les dynamos et alternateurs ont pour avantage de pou
voir produire, dans un encombrement restreint, des éner
gies relativement importantes. Cependant, ces dispositifs
sont relativement complexes et coGteux, notamment en rai
son du mécanisme d'entraînement rapide de la génératrice.
Les dispositifs à pile ou à batterie peuvent
être rangés en trois catégories.
Dans la première catégorie, une pile est utili-
sée directement pour produire la mise à feu. Un tel
dispositif doit comporter une résistance de protection
permettant de se protéger d'un court circuit de l'allu-
meur. Cette résistance, qui s'ajoute à la résistance
interne de la pile et à celle de L'allumeur, fart que
l'intensité fournie par le dispositif peut parfois être
insuffisante.
Dans la deuxième catégorie de dispositifs de
ce type, une batterie charge un condensateur de travail
avant le tir. Ce dispositif permet de fournir l'impulsion
nécessaire à la mise à feu, mais on temps de réponse
détermïné par le temps de charge du condensateur est par
fois trop Long.
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~~~~8~~
3
Un perfectionnement aux dispositifs â batterie
et condensateur consiste à ajouter un circuit de traite-
ment électronique du signal, permettant de calibrer ce
dernier en fonction des conditions d'utilisation. Ce per-
s fectionnement, qui ne r,ésoud pas les problèmes mentionnés
précédemment, a en outre pour inconvénient d'ajouter à
ces dispositifs des circuits électroniques qui peuvent
être complexes et coûteux.
Un inconvénient majeur de ces dispositifs à
pile ou à batterie est qu'ils demandent une vérification
de L'état des pi les avant chaque uti lisation et un rem
placement périodique des batteries. De plus, une énergie
stockée en permanence nécessite une très grande rigueur
dans l'élaboration des systèmes de s.écurit.é.
Dans le document FR-A-2 123 924, il a aussi
été envisagé d'assurer la mise à feu d'un inflammateur
éCectrique par l'intermédiaire d'un transformateur dont
le primaire est connecté à un élément piézo°.électrique.
Cependant, cet élément est activé par décompression ce
qui se traduit par un décalage entre la production du
courant électrique et son utilisation.
L'invention a précisément pour objet: un dispo-
sitif de mise à feu piézo°électrique particulïèrement
simple et réutilisable un très grand nombre de fois
(quelques milliers), apte à être actionné manuellement
et fournissant un signal éLec~trique d'intensifié élevée
et de durée suffisante pour c4mmander un allumeur élec°
truque à fil résistant de basse ou moyenne .énergie avec
une marge de sécurité suffisante.
Selon l'invention, ce c,ésultat est obtenu au
moyen d'un dispositif de mise à feu piézo-électrique pour
l'actionnement d°un allumeur électrique é fil résistant,
comprenant un générateur piézo-électrique apte à fournir
une énergie électrique lorsqu'il est soumis à une
contrainte, et un mécanisme de commande, caractérisé par
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4
le fait que le mécanisme de commande comprend un organe
de commande dont un actionnement a pour effet de propul-
ser une masse avec une force prédéterminée contre le
générateur piézo-électrique, le dispositif comprenant
en association un transformateur dont un enroulement
primaire est raccordé électriquement au générateur pié-
zo-électrique et dont un enroulement secondaire est apte
à âtre raccordé sur l'allumeur.
Dans un tel dispositif, un actionnement manuel
de l'organe de commande déclenche le mécanisme de comman
de qui propulse La masse contre le générateur piézo-élec
trique. L'énergie parfaitement contr8lée du choc ainsi
produit engendre à la sortie du générateur pi.ézo-électri
que un signal électrique haute tension (par exemple, 10
é 15 kV) de trés courte durée (environ 200 Vis). Le trans-
formateur transforme ce signal électrique en un signal
basse tension (environ 30 V), mais présentant une inten-
sité élevée (environ 15 A) suffisante pour que l'action-
nement de l°allumeur à fil résistant puisse avoir lieu.
En outre, ce dispositif fournit une énergie électrique,
pouvant atteindre jusqu'à environ 17 mJ, qui présente
une marge de sécurité suffisante pour assurer la mise
à feu d'un initiateur à fil résistant de basse ou moyenne
énergie (1,5 mJ à environ S mJ).
Dans un mode de réalisation préféré de l'inven-
tion, le mécanisme de commande comprend
- un corps fixé au générateur piézo-électrique et dans
lequel est formé un alésége dont une extrémité débouche
en face de ce générateur
- un bouton poussoir monté coulissant dans ledit alésage,
et constituant l'organe de commande ;
- des moyens pour commander une rotation de Ladite masse
dans un premier sens jusqu'à une position angulaire
prédéterminée Lors d°un enfoncement du bouton pous
soi r ;
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5
- des moyens pour immobiliser la masse en translation
dans ledit corps lorsqu'elle n'est pas dans ladite
position angulaire prédéterminée ; et
- des moyens élastiques d'actionnement comprimés entre
la masse et le bouton poussoir Lors d'un enfoncement
de ce dernier, de f a on à emmagasiner ladite force pr.é
d.éterminée qui propulse La masse contre le générateur
piézo-électrique lorsque ladite masse atteint la posi
tion angulaire pr,~d.éterminée.
Afin que le dispositif soit réutilisable un
grand nombre de fois sans que l'opérateur ait à inter
venir, il comprend de plus des moyens de réarmement auto
matique commandant le retour de l'organe de commande et
de la masse dans des positions de repos dés que cesse
l'actionnement de l'organe de commande.
Avantageusement, ces moyens de réarmement auto-
matique comprennent des moyens ,élastiques de rappel du
bouton poussoir vers sa position de repos et des moyens
pour commander un recul et une rotation inverse de ladite
masse jusqu'à sa position de repos Lors d'un recul du
bouton poussoir.
Avantageusement, les moyens pour commander une
rotation de la masse, les moyens pour ïmmobiliser la mas-
se en translation dans le corps et les moyens pour com-
mander un recul et une rotation inverse de ladite masse
comprennent une goupille radiale solidaire de ladite mas-
se ; cette goupille traverse au moins une découpe formée
dans une partie tubulaire, du bouton poussoir et qui
comporte deux rampes opposées, et fait saillie dans au
moins une rainure en forme de L formée dans ledit alésage
et dont les deux branches sont orientées respectivement
selon une direction circonfêrentielle et selon une direc-
tion axiale ; des moyens sont prévus pour empêcher une
rotation relative entre le bouton poussoir et le corps.
Les moyens d'actionnement peuvent alors com-
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6
prendre un ressort de compression logé dans la partie
tubulaire du bouton poussoir, entre la masse et un bouton
de tir du bouton poussoir.
Par ailleurs, les moyens élastiques de rappel
peuvent comprendre un deuxiéme ressort de compression
logé dans l'alésage entre une extrémité du bouton pous
soir et le générateur piézo-électrique.
pans le mode de r,,éalisation préféré de L'inven
tion, le générateur pi,ézo-.électrique comprend un .él.ément
piézo-électrique précontraint selon la direction de
déplacement de Ladite masse entre deux pièces .électrique-
ment conductrices, isolées électriquement l'une de l'au-
tre, une première de ces pièces constituant une coiffe
apte à être heurtée par ladite masse.
Un mode de réalisation pr.éf.éré de L'invention
va à présent être décrit, à titre d'exemple non limita-
tif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels .
la figure 1 est une vue en coupe longitudina
Le représentant un dispositif de mise à feu pi.ézo-,élec
trique conforme à L'invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective et
en coupe représentant à plus grande-.échelle l'int,érieur
de l'al.ésage formé dans le corps du mécanisme de commande
et dans lequel sont reçus le bou on poussoir et La masse
apte à venir percuter Le générateur pi.ézo-:électrique ;
- la figure 3 est'une vue en coupe longitudi-
nale partielle représentant une partie du mécanisme de
commande dans la position qu'il occupe normalement au
repos ; et
- la figure 4 est une vue comparable à la figu-
re 3 représentant la même partie du mécanisme de commande
dans sa position enfoncée d'actionnement.
Comme l'illustre La figure 1, Le dispositif
de mise à feu piézo-électrique conforme à l°invention
comprend, é L°intérieur d'un alésage 12 formé dans un
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7
boîtier 10, un mécanisme de commande 14, un générateur
piézo-électrique 16 et un transformateur 18 montés bout
à bout et dans cet ordre.
Le mécanisme de commande 14 comporte un corps
cylindrique 20 traversé selon son axe par un alésage 22.
Un bouton poussoir 24 est monté coulissant dans cet alé
sage 22 et fait saillie à L'extérieur au travers d'une
ouverture formée dans une partie amovible 10a du boîtier
10. Le bouton poussoir 24 se compose principalement d'une
partie tubulaire 26 dont L'extrémité située à l'extérieur
du boîtier 10 porte un bouton de tir 28, par exemple par
l'intermédiaire d'une goupille 30.
Le bouton poussoir 24 est immobilisé en rota
tion à l'int.érieur du corps 20 du mécanisme de commande
14, par exemple par un doigt 32 qui fait saillie radiale
ment à l'extérieur de la partie cylindrique 26 et pénètre
dans une rainure longitudinale 34 usinée dans la paroi
de l'alésage 22.
Une masse métallique 36, de forme cylindrique,
est montée dans la partie tubulaire 26 du bouton poussoir
24 de f aon à pouvoir se déplacer dans ce dernier en
rotation et en translation. Cette masse 36 est traversée
radialement par une goupille 38 dont les extrémités pas
sent dans deux découpes 40, symétriques par rapport à
l'axe du bouton poussoir 24, formées dans la partie tubu-
laire 26 du bouton poussoir 24 et pénètrent dans deux
rainures 42, symétrique par rapport au même axe, usinées
dans la paroi de l'alésage 22.
Comme le montrent mieux les figures 3 et 4,
chacune des deux découpes 40 formées dans la partie tubu
Luire 26 du bouton poussoir 24 présente sensiblement la
forme d'un parallélogramme dont deux bords opposés paral
lèles 40a et 40b sont orientés parallèlement à L'axe com
mun è l'alésage 22 et au bouton poussoir 24 et dont les
deux autres bords opposés parallèles 40c et 40d forment
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des rampes. Plus précisément, le bord 40c est incliné
vers l'extrémité extérieure du bouton poussoir 24 portant
le bouton de tir 28, à partir du bord 40a, et le bord
40d est incliné vers l'extrémité intérieure opposée du
bouton poussoi r 24, à parti r du bord 40b. Par ai lieurs,
le bord 40b de chacune des découpes 4U est décalé angu-
lairement dans le sens inverse des aiguilles d'une montre
par rapport au bord 40a, en regardant de la droite vers
la gauche sur les figures.
Comme L'illustre la figure 2, chacune des deux
rainures 42 présente la forme d'un L dont l'une des bran-
ches 42a est orientée selon une direction axiale, c'est-
à-dire parallèlement à l'axe de l'alésage 22, et dont
l°autre branche 42b est orientée selon une direction cir-
conférentielle, c'est-à-dire située dans un plan radial
par rapport à l'axe de l°alésage 22. La branche 42b de
chacune des rainures 42 en forme de L est raccordée sur
la branche 42a à l'extrémité de cette dernière tournée
vers la partie amovible 10a du boîtier 10, et tourne dans
le sens des aiguilles d'une montre en regardant de la
droite vers la gauche sur les figures.
En se reportant à la figure 1, on observe qu'un
ressort de compression 44 constituant des moyens élasti-
ques d'actionnement du mécanisme de commande 14 est logé
dans la partie tubulaire 26 du bouton poussoir 24, de
façon é être comprimé entre l'extrémité de cette- partie
tubulaire portant le bouton de tir 28 et l'extrémité en
vis-à-vis de la masse 36.
Pour compléter la description du mécanisme de
commande 14, un autre ressort de compression 46 consti
tuant des moyens élastiques de rappel pour le bouton
poussoir 24 et la masse 36, est logé dans l'alésage 22
entre l'extrémité du'bouton poussoir 24 située à l'inté
rieur du corps 20 et le générateur piézo-électrique 16.
Sous l'action du ressort de rappel 46, le bou-
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205~~~~
9
ton poussoir 24 et la masse métallique 26 occupent norma-
lement au repos les positions illustrées sur la figure
1. Le bouton poussoir 24 fait alors saillie au maximum
à l'extérieur de la partie amovible 10a du boîtier 1U.
La goupille 38 montée dans la masse 36 est alors en appui
dans l'angle aigu le plus proche du générateur
piézo-électrique 16, formé entre les bords 40a et 40d
de chacune des découpes 40. pe plus, Les extrémités de
la goupille 40 se trouvent dans Les branches circonféren-
tielles 42b de chacune des gorges 42 en forme de L, dans
les extrémités de ces branches 42b les plus éloignées
des branches longitudinales 42a.
Lorsqu'un opérateur enfonce le bouton poussoir
24 en agissant sur le bouton de tir 28, il ne se produit
aucune rotation de la masse 36 tant que Les extrémités
de la goupille 38 n'arrivent pas dans Les angles obtus
formés entre les bords 40a et 40c de chacune des découpes
40 (figure 3). Par conséquent, les extrémités des goupil-
les 38 restent bloquées dans les branches 42b des gorges
42 en forme de L et la masse 36 reste immobile. Il se
produit donc une compression du ressort 44.
Si l'opérateur poursuit l'enfoncement du bouton
poussoir 24, la goupille 38 parcourt les bords inclinés
40c des découpes 40, de telle sorte que, l'a masse 36 tour-
ne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre en
regardant de la droite vers La gauche ur les figures.
Au cours de cette rotation, les extrémités de la goupille
38 parcourent les branches circonférentielles 42b des
gorges 42 en forme de L,' en se rapprochant progressive-
ment des branches longitudinales 42a. La masse 36 est
donc toujours immobilisée en translation dans l'alésage
22 par la coopération des extrémités de la goupïlle 38
avec les branches 42b. Pendant cette phase de l'action
nement du dispositif, la compression du ressort 44 se
poursuit.
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10
Lorsque l'enfoncement du bouton poussoir 24
amène la goupille 38 à proximité des angles délimités
entre les bords 40c et 40d des découpes 40 (position il-
lustrée en trait mixte sur la figure 4), les extrémités
de la goupille 38 arrivent en face des branches longitu-
dinales 42a des gorges 42 en forme de L. L'énergie emma-
gasinée par la compression du ressort 44 se trouve alors
brusquement libérée et propulse la masse 36 vers le géné-
rateur piézo-électrique 16, de telle sorte que la masse
36 vient heurter ce générateur. Etant donné que la con
trainte du ressort 44 pour laquelle le déplacement de
la masse 3b vers te générateur piézo-électrique se pro
duit est déterminée par construction, l'énergie transmise
au générateur piézo-ëlectrique est connue et reproducti
ble.
Lorsque l'opérateur relâche son action sur le
bouton de tir 28, le ressort 4b rappelle le bouton pous-
soir 24 vers sa position de repos illustrée sur la figure
1. Dès le début de ce déplacement, la goupille 38 vient
en appui contre les bords inclinés 40d des découpes 40,
à proximité des bords longitudinaux 40b. Cependant., étant
donné que les extrémités' de la goupille 38 se trouvent
alors dans les parties axiales 42a des rainures 42 en
forme de L, la masse 3b ne peut pas tourner et se déplace
donc conjointement avec le bouton poussoir 24 en éloigne°
ment du générateur piézo-électrique 16.
Vers La fin de ce: déplacement conjoint, les
extrémités de la goupille 38 arrivent en face des bran-
ches 42b des gosses 42, de sorte que la masse 36 est
3p entraînée en rotation dans le sens inverse des aiguilies
d'une montre en regardant, vers l'extrémité extérieure
ouverte de l'alésage 22 sous l'effet de la coopération
de la goupille 38 avec les bords inclinés 40d des décou
pes 40. La masse 3b se retrouve ainsi automatiquement
dans sa position de repos illustrée sur la figure 1.
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11
En se reportant à nouveau à la figure 1, on
voit que le générateur piézo-électrique 16 comprend un
élément piézo-électrique 48 constitué par un petit bar-
reau de céramique piézo-électrique dont les dimensions
sont déterminées en fonction des caractéristiques que
l'on désire obtenir. Cet élément piézo-électrique 48 est
disposé selon l'axe de l'alésage 12 du boîtier 10, dans
le prolongement de l'alésage 22 formé dans le corps 20
du mécanisme de commande 14.
L'élément piézo-électrique 48 est entouré d'un
élément isolant 50 et comprimé axialement entre deux pié-
ces électriquement conductrices constituées par une coif-
fe 52 et par un plot positif 54.
Les plans d'appui entre Les extrémités axiales
de l'élément piézo-électrique 48 et, d'une part, la coif
fe 52, et, d'autre part, le plot positif 5b présentent
une très bonne correction géométrique afin de garantir
une bonne transmission des signaux électriques délivrés
par le générateur.
La coiffe 52 comporte une partie en forme de
disque qui pénètre dans l'extrémité adjacente de l'alésa-
ge 22, dont une face est en contact avec l'élément pié-
zo-électrique 48 et dont la face tournée vers l'intérieur
de cet alésage porte une protubérance bombée 52a (figures
3 et 4) que vient heurter la masse 36 lors de L'action
nement du mécanisme de commande 14. A l'extérieur de
L'alésage 22 est autour de l°élément isolant 50, .cette
partie en forme de disque de la coiffe 52 est prolongée
par une partie tronconique de faible épaisseur 52b termi
née par une partie tubulaïre d'extrémité 52c.
Le plot posi ti f 54 a la forme d' un di sque dont
une face est en contact avec l'extrémité de l'élément
piézo-électrique opposée à la coiffe 52 et dont la face
opposée porte en son centre une pièce cylindrique 54a
de raccordement électrique.
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12
La partie du plot positifi 54 adjacente à l'élé-
ment piézo°électrique 48 est entourée par un deuxième
élément isolant 56 qui entoure également en partie l'élé-
ment isolant 50 et dont l'extrémité pénètre à l'intérieur
de La partie tubulaire d'extrémité 52c de la coiffe 52.
Le matériau isolant constituant L'élément 56 est choisi
de façon à présenter une bonne dureté mécanique et une
rigidité diélectrique importante.
le générateur piézo-électrique 16 comprend de
plus une carcasse métallique constituée par un corps 58
et par un écrou annulaire b0. Le corps 58 placé autour
de l'élément isolant 56, prend appui sur une face de cet
élément tournée vers le transformateur électrique 18 et
est en contact électrique avec La partie tubulaire d'ex
trémité 52c de la coiffe 52. L'écrou annulaire 60 est
vissé sur l'extrémité du corps 58 tournée vers le méca
nisme de commande 14 et il comporte une partie qui fait
saillie radialement vers l°intérieur, de façon à être
en appui sur la partie tronconique de faible épaisseur
52b de La coiffe 52.
Cet agencement permet d'appliquer au montage
une précontrainte axiale sur l'élément piézo-électrique
48 entre la coiffe 52 et le plot positif 54. Cette pré-
contrainte, que l'on peut mesurer lors du montage en se
servant de l'élément piézo-électrique 48 comme capteur
d'effort, ou par tout autre moyen, permet de garantir
la transmïssion à l'élément pïézo-électrique de l'énergie
résultant de l'impact de la masse 3b sur la coiffe 52"
quelle que soit La température dans une gamme de fonc°
tionnement prédéterminée (par exemple entre environ -50°C
et +60°C). La structure particulière de la coiffe 52
décrite précédemment garantit le maintien d°une précon-
trainte acceptable malgré Les dilatations différentielles
qui se produisent dans cette gamme de température.
L'écrou b0 comporte en outre, dans sa partie
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13
tournée vers le mécanisme de commande 14, une deuxième
partie filetée apte à être vissée sur une extrémité adja-
cente filetée du corps 20 du mécanisme 14, afin de per-
mettre l'assemblage de ces deux pièces.
Pour un choc d'énergie mécanique donnée, l'é
nergie électrique délivrée à l'allumeur est maximale pour
une valeur donnée du rapport de transformation (par exem
ple, environ 450>, que l'on peut déterminer en fonction
des caractéristiques des circuits. On peut alors attein
dre un rendement élevé, par exemple d'environ 8 %.
Cependant, un des avantages de l'invention est
que le rapport de transformation n'est pas critique, le
rendement restant proche de sa valeur maximale même si
la valeur du rapport de transformation est modifiée (par
exemple, comprise entre environ 280 et environ 500).
On peut ainsi, pour faciliter la réalisation
du transformateur, abaisser légérement le rapport de
transformation en réduisant le nombre de spires au pri-
maire. Le rapport de transformation peut même être réduit
Plus nettement si l'on désire abaisser sensiblement le
coGt du dispositif, mais cela se fait alors au détriment
du rendement et, par conséquent, de la fiabilité d'ac-
tionnement de l'allumeur.
Dans l'exemple de réalisation décrit, le-trans
formateur électrique 18 comprend un enroulement primaire
qui comporte un grand nombre de spires Cpar exemple en
won 3000) de fil fin préisolé et qui est relié directe
ment au générateur piézo-électrique par deGx conducteurs
électriques 62 et 64 raccordés respectivement sur le
corps 58 et sur la pièce cylindrique 54a du plot positif
54. L'enroulement secondaire du transformateur 18
comprend au contraire un petit nombre de spires de fil
(de L'ordre de 8) et il est relié à un allumeur électri-
que à fil résistant (non représenté) extérieur au dispo-
sitif par deux conducteurs électriques 66 cheminant entre
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14
la paroi de l'alésage 12, le générateur piézo-électrique
16 et le mécanisme de commande 14.
Les enroulements primaire et secondaire du
transformateur 18 sont placés sur un pot de ferrite 68
supporté par une tige 70 disposée coaxialement à l'inté
rieur de l'alésage 12. L'utilisation d'un transformateur
à pat de ferrite à noyau, permet d'améliorer le rendement
global du dispositif et évite tout risque de surtension
en cas de défaut de charge sur le secondaire du transfor-
orateur. La tige 70 est solidaire d'une jupe 72 qui rem
plit l'espace annulaire formé entre le générateur piézo
électrique 16, le mécanisme de commande 14 et L'alésage
12. L'extrémité de cette jupe 70 est fixée sur le corps
du mécanisme de commande 14 par exemple au moyen de
15 vis 72.
L'ensemble formé par le transformateur électri-
que 18, le générateur piézo-électrique 1ta et le mécanisme
de commande 14 constitue ainsi un tout qui peut être em-
manché dans L'alésage 12 du boîtier 10 lors de la mise
20 en place de la partie amovible 10a de ce boîtier. A cet
effet, l'extrémité du corps 20 tourné vers l'extérieur
est avantageusement pourvue d'un filetage qui est vissé
dans un trou taraudé formé dans cette partie amovible
10a comme l'illustre la figure 1.
Dans le dispositif de mise à feu piézo-électri-
que qui vient d'être décrit, l°enfoncement par un opéra-
teur du bouton poussoir 24 du mécanisme de commande 14
a pour effet, comme on l'a décrjt précédemment, 'de pro-
pulser la masse métallique 3b avec une force prédétermi-
née contre la coiffe 52 du générateur piézo-électrique
16. Sous L'effet de l'impact, un signal 'électrique de
forte tension (10 à 15 kV) de très, faible durée (environ
200 ~s> est engendré par le générateur piézo°électrique
16.
Dans le transformateur 18, ce signal électrique
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~a58~~~
est transformé en un signal de faible tension (environ
30 V). Une impulsion de mise à feu dont l'intensité maxi-
male atteint environ 15 A et qui dure environ 0,2 ms peut
ainsi être obtenue, ce qui permet de commander un allu-
5 tueur à fil résistant ayant une résistance propre d'envi-
ron 2 ohms, en utilisant la totalité de L'énergie piézo-
électrique fournie par le générateur 16. Par ailleurs,
l'énergie électrique à la sortie du dispositif de mise
à feu piézo-électrique selon l'invention peut atteindre
10 jusqu'à 17 mJ, ce qui assure en toute sécurité l'action-
nement d'un allumeur à fil résistant dont L'énergie de
fonctionnement varie généralement entre 1,5 et 5 mJ.
Compte tenu de la très haute tension du signal
délivré par le générateur piézo-électrique, les conduc
15 teurs électriques 62 et 64 reliant ce dernier au trans
formateur 18 sont enrobés par un produit isolant 74 à
rigidité diélectrique importante. On peut, comme signalé
ci-dessus, diminuer le nombre de spires du primaire, ce
qui a pour effet de réduire la haute tension et de faci
2p liter l'isolement des fils.
Le dispositif de mise à feu piézo-électrique
selon l'invention permet, de façon totalement originale,
de commander un allumeur électrique à fil résistant d'une
manière particulièrement simple et peu coûteuse, pour
un encombrement très réduit et une fiabilité extrème
garantissant l'actionnement du dispositif plusieurs mil'
fiers de fois de suite sans maintenance. De plus, étant
donné que l'énergie n°est délivrée qu'à l'instant du tir,
tout problème de stockage d'énergie est supprimé, ce qui
améliore notablement la sécurité. Enfin, l'impulsion de
mise à feu est délivrée en un temps particulièrement
court (inférieur à 1 ms>, ce qui canàtitue un avantage
appréciable par rapport aux dispositifs à pile ou à bat-
tarie existants.
Bien entendu, L'invention n'est pas limitée
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n\
1 E~
au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre
d'exemple, mais en couvre toutes les variantes. En parti-
culier, on comprendra aisément que le mécanisme de com-
mande 14 peut être modifié selon la forme donnée à l'or-
9 gane de commande (bouton poussoir, levier, gachette,
pédale, etc.) sans sortir du cadre de l'invention. Il
en est de même de la structure de montage du générateur
piézo-électrique 16, et du rapport de transformation qui
n'est pas critiquer comme on l'a dit.
SP 6732:69 GP

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Administrative Status

Title Date
Forecasted Issue Date 2002-12-31
(22) Filed 1992-01-06
(41) Open to Public Inspection 1993-07-07
Examination Requested 1998-12-29
(45) Issued 2002-12-31
Deemed Expired 2011-01-06

Abandonment History

There is no abandonment history.

Payment History

Fee Type Anniversary Year Due Date Amount Paid Paid Date
Application Fee $0.00 1992-01-06
Registration of a document - section 124 $0.00 1993-05-04
Maintenance Fee - Application - New Act 2 1994-01-06 $100.00 1994-01-05
Maintenance Fee - Application - New Act 3 1995-01-06 $100.00 1994-12-29
Maintenance Fee - Application - New Act 4 1996-01-08 $100.00 1996-01-04
Maintenance Fee - Application - New Act 5 1997-01-06 $150.00 1996-12-30
Maintenance Fee - Application - New Act 6 1998-01-06 $150.00 1997-12-22
Request for Examination $400.00 1998-12-29
Maintenance Fee - Application - New Act 7 1999-01-06 $150.00 1999-01-04
Maintenance Fee - Application - New Act 8 2000-01-06 $150.00 2000-01-06
Maintenance Fee - Application - New Act 9 2001-01-08 $150.00 2001-01-04
Maintenance Fee - Application - New Act 10 2002-01-07 $200.00 2001-12-20
Final Fee $300.00 2002-10-15
Maintenance Fee - Patent - New Act 11 2003-01-06 $200.00 2002-12-12
Maintenance Fee - Patent - New Act 12 2004-01-06 $200.00 2003-12-31
Maintenance Fee - Patent - New Act 13 2005-01-06 $250.00 2005-01-05
Maintenance Fee - Patent - New Act 14 2006-01-06 $250.00 2005-12-23
Maintenance Fee - Patent - New Act 15 2007-01-08 $450.00 2007-01-02
Maintenance Fee - Patent - New Act 16 2008-01-07 $650.00 2008-03-13
Maintenance Fee - Patent - New Act 17 2009-01-06 $650.00 2009-03-02
Owners on Record

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Current Owners on Record
AEROSPATIALE SOCIETE NATIONALE INDUSTRIELLE
Past Owners on Record
KARTZEFF, JACQUES
ROUSTANT, EDMOND
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Claims 2002-02-28 2 97
Representative Drawing 1999-06-14 1 47
Cover Page 1994-03-05 1 21
Claims 1994-03-05 3 107
Cover Page 2002-12-02 1 65
Abstract 1994-03-05 1 20
Drawings 1994-03-05 2 89
Description 1994-03-05 16 612
Representative Drawing 2001-09-05 1 32
Fees 2002-12-18 1 42
Assignment 1992-01-06 8 246
Fees 2000-01-06 1 46
Prosecution-Amendment 1998-12-29 1 36
Fees 2001-01-04 1 40
Prosecution-Amendment 1999-03-09 2 74
Prosecution-Amendment 2001-09-13 2 61
Prosecution-Amendment 2002-02-28 4 143
Correspondence 2002-10-15 1 36
Fees 1999-01-04 1 48
Fees 2001-12-20 1 42
Fees 1997-12-22 1 53
Fees 2009-03-02 2 58
Fees 1996-12-20 1 33
Fees 1996-01-04 1 29
Fees 1994-12-29 1 23
Fees 1994-01-05 1 20