Brevet FR2171860A1 — publié le 19730928

La présente invention a pour objet un appareil chronobaro- métrique de déclenchement automatique, avantageusement utilisé pour l'ouverture de parachutes de personne ou de matériel. ledit déclenchement se produit, d'une part, au bout' d'un temps déterminé et, d'autre part, à une pression atmosphérique préaffichée. Dans l'application particulière à l'ouverture des parachutes, la pression atmosphérique est remplacée par la notion équivalente d'altitude. On contact déjà des appareils chrono-barométriques de déclenchement composés principalement d'un dispositif barométrique et d'un système chronométrique, ce dernier retardant le déclenchement d'une durée déterminée et le dispositif barométrique ne commandant le déclenchement qu'à une pression atmosphérique choisie, par affichage sur un cadran gradué par exemple. Dans un type d'appareils couramment utilisés, le retard au déclenchement est réalisé à l'aide d'un système de roues ayant pour effet de multiplier la force, du signal de déclenchement initial, la première roue du système étant couplée au dispositif barométrique0 Ce dernier et le dispositif chronométrique ne sont donc pas indépendants. De plus, l'inertie des roues entratne une temporisation parasite donnant lieu à une variation assez importante de l'instant de déclenchement. Dans un autre type d'appareils, les fonctions chronométriques et barométriques sont bien séparées mais l'armement de l'appareil n'est pas automatique et nécessite plusieurs opérations. Des forces de frottement intervenant dans ces appareils jouent également une part importante dans la commande de déclenchement0 Ces forces de frottement sont souvent aléatoires et il s'ensuit, d'une part, une grande variation de l'instant de déclenchement et, autre part, un risque de non fonctionnement de l'appareil. Dans tous les appareils connus, le système barométrique comporte principalement une capsule anéroïde. Ces capsules sont rarement identiques et présentent des raideurs différentes, ce qui se traduit pour deux capsules en principe identiques par des déformations inégales pour une même variation de pression atmosphérique. Chaque appareil nécessite de ce fait un étalonnage et son cadran, indiquant généralement les pressions atmosphériques ou les altitudes, est gradué au fur et à mesure de l'étalonnage : à chaque appareil correspond un cadran portant des graduations différentes suivant la raideur de la capsule anéroïde utilisée. Ces appareils sont donc coûteux et peuvent être difficilement fabriqués en grande série. De plus, ils sont sensibles aux chocs et aux vibrations ce qui peut amener des déclenchements intempestifs. La présente invention a pour objet un appareil chronobarométrique de déclenchement correspondant mieux que ceux de l'art antérieur aux exigences de la pratique, notamment en ce que sa sensibilité aux chocs et aux vibrations est très faible, en ce qu'il comporte des moyens pour modifier la raideur apparente de sa ou de ses capsules anéroïdes et en ce que son dispositif barométrique et son système chronométrique fonctionnent indépendamment l'un de l'autre. De façon plus précise, l'invention concerne un appareil chronobarométrique de déclenchement automatique et ne déclenchant d'une part, qu'au bout d'un temps déterminé et, d'autre part, que si la pression atmosphérique est égale à une valeur préaffichée, ledit appareil comportant un dispositif barométrique, un système mécanique chronométrique et des moyens de déclenchechement, ledit dispositif barométrique et ledit système chronométrique commandant indépendamment l'un de l'autre lesdits moyens de déclenchement, ledit appareil étant caractérisé en ce que ledit dispositif barométrique est constitué principalement d'au moins une capsule anéroïde ayant deux faces dont l'écartement varie avec la pression atmosphérique, l'une desdites faces étant fixée sur un support, d'un levier dont l'un des bras est solidaire de l'autre desdites faces de la capsule et l'autre bras étant muni d'une butée permettant la commande desdits moyens de déclenchement et lesté de façon à insensibiliser ledit appareil aux chocs et aux vibrations, d'un ressort fixé entre ledit bras de levier non lesté et ledit support de façon à ce qu'il tende à rapprocher lesdites faces de ladite capsule lorsqu'il est bandé et les points de fixation dudit ressort sur ledit bras de levier et sur ledit support pouvant être déplacés de façon à modifier la raideur apparente de ladite capsule, et d'un cadran gradué permettant de déplacer ledit support de façon à modifier l'écartement desdites faces de ladite capsule. Ledit support a avantageusement la forme d'une équerre dont l'un des côtés est solidaire de l'une des faces de ladite capsule anéroïde située en regard de l'autre côté, sur lequel est fixé un axe sensiblement parallèle audit bras de levier non lesté, ledit ressort étant fixé entre ledit bras et ledit axe. -Ledit appareil comporte avantageusement des moyens permettant un réglage fin de son zéro et un voyant de vérification de bon fonctionnement de l'appareil ou de lecture de la pression atmosphérique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation avantageux donné à titre d'exemple explicatif mais non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels - les fig. 1 et 2 représentent en coupe ledit mode de réalisation respectivement en position armée et en position déclenchée, - la fig. 3 montre le dispositif barométrique en coupe suivant la flèche Â de la fig. 1, et - la fig. 4 représente une forme de réalisation avantageuse des cadrans de l'appareil0 L'appareil suivant la présente invention comporte schématiquement un dispositif barométrique dont l'élément essentiel est formé de plusieurs capsules anéroïdes placées en série, un système mécanique chronométrique qui assure une temporisation réglable facilement au cours de la réalisation de l'appareil et des moyens de déclenchement de l'appareil. le système chronométrique fonctionne indépendamment du dispositif barométrique. Sur les fig. 1 et 2 qui représentent un mode de réalisation avantageux de l'invention, en positions respectivement armé et déclenché, le boîtier 2 de l'appareil a une partie en forme de tube 4 dans lequel coulisse un piston 6 fixé à une tige métallique 8. Un premier ressort 10 est rendu solidaire du piston 6 par l'intermédiaire de la tige 8 qui lui sert de guide.Un câble 12 fixé à l'une de ses extrémités à la tige 8 et terminé à son autre extrémité par un étrier non représenté, permet de déplacer le piston 6 en comprimant le ressort 10 de façon à armer l'appareil0 Dans cette position armée (fige 1), un bras articulé 14 muni à son extrémité d'un galet 16 pivote autour d'un axe 18, pénètre dans le tube 4 et bloque le piston 6 dans la position représentée sur la fig. 1, le ressort 10 étant comprimé. le mouvement du bras 14 est commandé par un levier de déclenchement 20 mobile autour d'un axe 22. Ce levier 20 a une partie en forme d'ergot 24 s'appuyant sur le galet 16 et faisant tourner le bras 14 lorsque pivote le levier 20. Ce dernier porte deux palpeurs, l'un barométrique 26 et l'autre de temporisation 28, ainsi qu'un deuxième ressort 30 fixé à son autre extrémité à une partie fixe du boîtier 2. Ce ressort 30 tend à faire pivoter le levier 20 de façon à placer le piston 6 et le bras 14 dans la position déclenchée (fig.2). Un levier d'armement 32, ayant une partie située dans le tube 4, est mobile autour d'un axe 34 et relié au levier de déclenchement 20 par un troisième ressort 36 dont la dureté est supérieure à celle du ressort 30o le système mécanique chronométrique est constitué d'un secteur denté 38 mobile autour de l'axe 34. Un quatrième ressort 40 est fixé entre une extrémité du secteur 38 et le boîtier 2. le secteur denté porte une butée de temporisation 42 placée de telle sorte qu'elle rencontre le palpeur de temporisation 28 lorsque le levier de déclenchement 20 et le secteur denté 38 pivotent. Un système mécanique de ralentissement 44 engrène avec le secteur denté 38 de façon à freiner le mouvement du secteur denté du à la tension du ressort 40. le système de ralentissement 44 est d'un type classique, par exemple du type "cavalant", et le ralentissement qu'il produit peut être facilement réglé au cours de la construction de l'appareil. On peut de ce fait obtenir la temporisation au déclenchement que l'on désire. Un bras 46, mobile autour d'un axe 48 porté par le levier d'armement 32, est muni à son extrémité d'un galet 50 (fig. 1 et 2), lequel peut être placé dans une encoche pratiquée dans le secteur denté 38. Pour cette position du galet 50 (fig. 1 et 2), le levier d'armement 32 et le secteur denté 38 sont solidaires : si l'un des deux pivote autour de l'axe 34, l'autre tourne également. Un passage, réalisé dans le boîtier 2 et dont les bords sont garnis d'un matériau élastique 52, peut recevoir un poussoir 54, ayant par exemple la forme d'une bille, lequel pousse une palette 56. Cette dernière en s'appuyant sur les bords du bras 46, place le galet 50 dans l'encoche du secteur denté 38 lequel est alors solidaire du levier d'armement 32. Sur la fig. 3 qui représente le dispositif barométrique en coupe suivant la flèche Â de la fig. 1, une capsule anéroïde 58 a deux faces sensiblement parallèles dont l'écartement varie en fonction de la pression atmosphérique. L'une desdites faces est reliée à un support 60 ayant la forme d'une équerre, un côté de l'équerre supportant la capsule et l'autre côté étant en reaard. Pel7)8MITCULBrBOBt de la capsule. L'autre face déformable de la capsule supportelun a 70. Un levier 72, mobile autour d'un axe 74, s'appuie sur l'éx- trémité de l'axe 70 par l'intermédiaire d'une vis 76 placée dans le levier 72. Cette vis 76 constitue des moyens pour modifier la dis tance du levier à la face déformable de la capsule solidaire du levier 72. Ce dernier porte une butée 78 pouvant entrer en contact avec le palpeur barométrique 26, ainsi qu'une masse 80 servant à lester le levier 72 et rendre ainsi l'appareil insensible aux chocs et aux vibrations.Le bras de levier non lesté 82 et un axe 84 fixé au support 60, sensiblement perpendiculairement au côté de ladite équerre ne supportant pas la capsule 58, sont munis de crans. les deux extrémités d'un ressort 86 sont placées, pour l'une dans l'un des crans du bras de levier 82 et pour l'autre dans l'un des crans de l'axe 84o On exerce ainsi une tension réglable tendant à rapprocher les deux faces parallèles de la capsule 58. En déplaçant les points d'application du ressort 86 dans les crans de 82 et 84, on modifie ainsi la raideur apparente de la capsule anérorde ce qui permet de donner à toutes les capsules anéroïdes d'un mdme type d'appareils des raideurs apparentes égales.Un cadran 88de forme circulaire (voir fig. 4) et gradué en altitude (en mètres), est solidaire d'un écrou 90 : la rotation du cadran 88 provoque le déplacement de la vis 92 et du support 60 de la capsule anéroide. Ainsi en tournant le cadran d'altitude 88, on agit sur le levier 72 par l'intermédiaire de l'axe 70 et de la vis 76 : on déplace donc la butée barométrique 78 ce qui permet de régler l'appareil.La possibilité de modifier la raideur apparente de la capsule anérolde par le ressort 86 est très avantageuse car elle permet d'équiper des appareils d'un même type conforme à l'invention, de cadrans ayant tous les mêmes graduations. Un réglage fin est obtenu par la vis 76. Le cadran d'altitude 88, réalisé en un matériau plastique transparent, se déplace devant un cadran fixe 94 gradué en pressions atmosphériques.Le support 60 est solidaire du boîtier 2 par l'intermédiaire de ressorts 96 permettant de rattrapper le jeu inévitable existant entre les pas de vis de l'écrou 90 et de la vis 92, ce qui contribue à accroître la précision du déclenchement de l'appareilO L'extrémité du bras de levier 82 se déplace devant un voyant 98 muni d'un repère 100 fixé à l'axe 74 du levier 72 par une tige 102 (voir fig. 1 et 2).Le voyant98permet de contrôler le bon donc tionnement de l'appareil. A cet effet, il est prévu que lorsqu'on affiche l'altitude 0 (zéro) sur le cadran 88 en face de la pression atmosphérique du lieu (cadran94), l'extrémité du bras de levier 82 doit apparaître en face du repère 100.Inversement, en centrant l'extrémité du bras de levier 82 en face du repère 100, on peut lire en face du O du cadran d'altitude 88 la pression atmosphérique du lieu sur le cadran 94. il est évident que la capsule anéroïde 58 peut être remplacée par plusieurs capsules anéroïdes placées en série, de sorte que les déformations de chacune d'elles sous l'effet des variations de pression atmosphérique s'ajoutent. L'appareil chronobarométrique fonctionne comme exposé ci-après. L'armement (fig. 1) est obtenu en introduisant le poussoir 54 dans son logement et en tirant sur le câble 12 de façon à bloquer le piston 6 par le galet 16o Lorsque le piston 6 descend, il pousse le levier d'armement 32, lequel fait pivoter le levier de déclenchement 20 sous l'action du ressort 36. L'-ergot 24 pousse ainsi le galet 16 dans le tube 4, ce qui bloque le piston 6. Le palpeur de temporisation 28 et la butée de temporisation 42 sont alors en contact, empêchant le levier de déclenchement 20 de tourner à fond dans le sens trigonométrique (l'extrémité du levier de déclenchement portant le palpeur 26 viendrait buter contre le boittier à droite sur les fig. 1 et 2.).Pour déclencher l'appareil on retire le poussoir'54, lequel est généralement fixé par un câble à l'avion lorsque l'appareil équipe un parachutiste. le secteur denté 38 et le levier d'armement 32 sont alors désolidarisés. le ressort 40 déplace le secteur denté 38 avec une certaine temporisation due au système de ralentissement 44 et, au bout d'un temps déterminé (quelques secondes généralement), la butée de temporisation 42 s'efface devant le palpeur de temporisation 28. Deux cas sont alors possibles. Dans un cas, le parachute est à une altitude inférieure à celle affichée par le cadran 88 : le palpeur barométrique 26 n'est pas en face de la butée barométrique 78 et le déclenchement se produit par rotation du levier de déclenchement 20 à fond dans le sens trigonométrique, le piston 6 étant ainsi libéré. Dans l'autre cas, le parachute est à une altitude supérieure à celle affichée et la butée barométrique 78 et le palpeur barométrique 26 sont en contact, empochant la rotation du levier de déclenchement 20. Au fur et à mesure que le parachute perd de l'altitude, la butée 78 décrit un mouvement de rotation vers le haut autour de l'axe 74 : les surfaces en contact de la butée 78 et du palpeur 26 diminuent de plus en plus jusqu'à ce que la butée 78 s'efface devant le palpeur 26, l'altitude du parachute correspondant alors à l'altitude affichée. Le déclenchement se produit à cet instant par la rotation, à fond dans le sens trigonométrique, du levier de déclenche ment 20 sous l'effet du ressort 36 et la libération du piston 6. Le ressort 30 ramène ensuite le levier de déclenchement 20 dans la position déclenchée représentée sur la fig. 20 Cet appareil présente de nombreux avantages, parmi lesquels on peut citer sa facilité d'utilisation puisqu'il ne nécessite que trois opérations simples, introduction du poussoir 54, tirage de la corde 12 et réglage du cadran 88, son insensibilité aux chocs et aux vibrations, sa très grande précisien de déclenchement, la visualisation rapide de son bon fonctionnement et la possibilité d'utiliser des cadrans de même graduations pour tous les appareils. La conception et la réalisation des pièces commandées par le poussoir sont telles que l'inversion des opérations d'armement soit impossible ou interdise au sol le maintien en position "appareil armé" en cas de fausse manoeuvre. il est également intéressant de remarquer que l'appareil ne peut pas être armé s'il existe un défaut quelconque de fonctionnement. les performances de l'appa- reil dépendent des caractéristiques des capsules anércïdes utilisées. De même, la sensibilité de l'appareil augmente avec le nombre de capsules placéés en série. Le mode de réalisation décrit précédemment a un poids inférieur à 1 kg et il est peu encombrant.Les pièces mécaniques en mouvement ont été allégées, par exemple en les réalisant en un alliage d'aluminium, de façon à augmenter leur fréquence de résonance avec les vibrations extérieures : cette fréquence est voisine de 100 Hertz, donc pas gênante. La force libérée par le piston 6 au moment du déclenchement est voisine de 40 kg. La précision du déclenchement est voisine de + 30 m. il va sans dire que la présente invention ne se limite pas au seul mode de réalisation qui a été représenté et décrit à titre d'exemple et que la portée du présent breuet s'tend également aux variantes de tout ou parties des dispositions décrites, restant dans le cadre des équivalences, ainsi qu'à toutes applications de telles dispositions. En carticulier, le système chronométrique et les moyens de déclenchement peuvent être remplacés par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1/ Appareil chronobarométrique de déclenchement automatique ne déclenchant, d'une part, qu'au bout d'un temps déterminé et, d'autre part, que si la pression atmosphérique est égale à une valeur préaffichée, ledit appareil comportant un dispositif barométrique, un système mécanique chronométrique et des moyens de déclenchement, ledit dispositif barométrique et ledit système chronométrique commandant indépendamment l'un de l'autre lesdits moyens de déclenchement, ledit appareil étant caractérisé en ce que ledit dispositif barométrique est constitué principale ment d'au moins une capsule anéroïde ayant deux faces dont l'écartement varie avec la pression atmosphérique, l'une des dites faces étant fixée sur un support, d'un levier dont l'un des bras est solidaire de l'autre desdites faces de la capsule et l'autre bras étant muni d'une butée permettant la commande desdits moyens de déclenchement et lesté de façon à insensibili ser ledit appareil aux chocs et aux vibrations, d'un ressort fixé entre ledit bras de levier non lesté et ledit support de façon à ce qu'il tende à rapprocher lesdites faces de ladite capsule lorsqu'il est bandé et les points de fixation dudit ressort sur ledit bras de levier et sur ledit support pouvant être déplacés de façon à modifier la raideur apparente de ladite capsule, et d'un cadran gradué permettant de déplacer ledit sup port de façon à modifier l'écartement desdites faces de ladite capsule. 2/ Appareil suivant la revendication 1 caractérisé en ce que ledit support a la forme d'une équerre dont l'un des côtés est soli daire de l'une des faces de ladite capsule anéroïde située en regard de l'autre c8té, sur lequel est fixé un axe sensiblement parallèle audit bras de levier non lesté, ledit ressort étant fixé entre ledit bras et ledit axe, 3/ Appareil suivant l'une des revendications précédentes carac térisé en ce qu'il comporte des moyens pour modifier la distance dudit levier à ladite face de ladite capsule solidaire dudit levier, ce qui permet un réglage fin du zéro dudit appareil. 4/ Appareil suivant l'une des revendications précédentes carac térisé en ce que lesdits moyens de déclenchement comportent un tube dans lequel coulisse un piston solidaire d'un premier ressort, un bras articulé à l'une de ses extrémités et muni à son autre extrémité d'un galet, lequel peut pénétrer à l'inté rieur dudit tube de façon à bloquer ledit piston dans une posi tion correspondant à l'armement dudit appareil, ledit ressort étant alors comprimé, un levier de déclenchement mobile autour d'un axe et muni d'un ergot en contact avec le pourtour dudit galet, de deux palpeurs, l'un barométrique et l'autre de tempo risation, et d'un deuxième ressort fixé à son extrémité non liée audit levier de déclenchement à une partie fixe dudit appareil, ledit deuxième ressort tendant à amener ledit levier de déclenchement en position déclenchée, et un levier d'armement ayant l'une de ses extrémités située à l'intérieur dudit tube de façon à armer ledit appareil par un mouvement dudit piston correspondant à la compression dudit premier ressort, ledit levier d'armement étant mobile autour d'un axe et muni d'un troisième ressort fixé à l'une de ses extrémités audit levier de déclenchement. 5/ Appareil suivant la revendication 4 caractérisé en ce que ledit système mécanique chronométrique comporte un secteur denté engrené à un système mécanique de ralentissement, mobile autour du même axe que ledit levier d'armement et muni d'une butée de temporisation pouvant entrer en contact avec ledit palpeur de temporisation et d'un quatrième ressort ayant l'une de sesextré mités solidaire d'une partie fixe dudit appareil, un bras muni d'un galet et articulé autour a'un axe solidaire dudit levier d'armement, ledit bras permettant de solidariser ledit secteur denté avec ledit levier d'armement, et des moyens de commande du mouvement dudit bras. 6/ Appareil suivant la revendication 5 caractérisé en ce que lesdits moyens de commande dudit bras comportent une palette souple pouvant s'appuyer sur ledit bras et un poussoir pouvant autre introduit dans ledit appareil, l'introduction dudit poussoir ayant pour effet de déplacer ledit bras et de solidariser ledit secteur denté avec ledit levier d'armement0 7/ Appareil suivant l'une des revendications précédentes carac térisé en ce qu'il comporte un voyant devant lequel peut se dé placer l'une des deux extrémités dudit bras de levier. 8/ Appareil suivant l'une des revendications précédentes carac térisé en ce qu'il comporte deux cadrans gradués, l'un fixe et l'autre mobile, les graduations de l'un desdits cadrans étant en unités de pression atmosphérique et les graduations de l'autre cadran étant en mètres 9/ Application dudit appareil tel que défini à l'une des revendications précédentes à l'ouverture automatique des parachutes.