Brevet FR2348719A1 — publié le 19771118

La présente invention concerne un dispositif de déverrouillage électro-pyrotechnique a réarmement automatique et se rapporte plus particulièrement, bien que non exclusivement, a un tel dispositif appliqué a une fixation de sécurité pour ski. On connait des fixations de sécurité a ouverture commandée par une charge pyrotechnique dont la mise à feu est déclenchée par des moyens sensibles à des influences extérieures critiques lors de l'apparition ou de l'action desdites influences. L'invention vise a créer un dispositif de déverrouillage du type précité qui soit d'une construction relativement simple et d'un emploi aisé pour l'utilisateur. Elle a donc pour objet un dispositif de déverrouillage électro-pyrotechnique à réarmement automatique, notamment pour fixation de sécurité pour ski, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un vérin pyrotechnique, un poussoir actionné --ledit vérin pour provoquer le déverrouillage de ladite fixation, un chargeur portant plusieurs charges pyrotechniques d'actionnement dudit vérin et des moyens de positionnement des charges du chargeur par rapport audit poussoir et par rapport à des moyens de mise à feu des charges. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples : - la Fig. 1 est une vue en élévation et en coupe d'une fixation de sécurité pour ski comprenant un dispositif de déverrouillage électro-pyrotechnique suivant l'invention, la fixation étant représentée verrouillée - la Fig. 2 est une vue de face du barillet du dispositif de la Fig. 1 ; - la Fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2 - la Fig. 4 est une vue analogue a celle de la Fig. 1, montrant le dispositif en position déverrouillée ; et - la Fig. 5 est une vue partielle, en coupe1 d'une variante du dispositif de la Fig. 1. Le dispositif de déverrouillage électro-pyrotechnique représenté à la Fig. 1 est considéré comme étant appliqué à une fixation de sécurité pour ski, qui comprend un corps 1 fixé sur un ski S et portant un crampon 2 de maintien de la semelle d'une chaussure C monté oscillant sur ledit corps au moyen d'un axe 3. Le crampon est maintenu dans sa position représentée à la Fig. 1 par un verrou 4 appliqué contre un bec 5 dudit crampon par un ressort 6. Le verrou 4 est monté déplaçable en translation dans un cylindre 7 solidaire du corps 1 et contenant ledit ressort 6, maintenu contre le verrou 4 par un bouchon fileté 8. La fixation comporte en outre une pièce auxiliaire 9 montée oscillante dans le corps 1 autour d'un axe 10. La pièce 9 comporte une première branche 11 qui coopère avec une surface de came 12 du verrou 2, une seconde branche 13 destinée à coopérer avec une butée 14 et une troisième branche 15 destinée à recevoir l'effort d'un poussoir 16 du dispositif de déverrouillage. Celui-ci comprend un chargeur 17 en forme de barillet monté à rotation sur un axe 18 en forme de fiche introduit dans un orifice du corps 1 et pourvu à son extrémité d'une rainure 19 coopérant avec une nervure 20 ménagée à la surface du corps 1, dans le prolongement dudit alésage. L'axe 18 est avantageusement pourvu d'un prolongement 21 pour faciliter son introduction dans l'alésage du corps 1 et son retrait hors de celui-ci lors des opérations de remplacement du barillet. Le barillet 17 est muni de six cartouches 22 régulièrement réparties à 600 les unes par rapport aux autres. Chaque cartouche 22 peut ainsi être amenée en face d'un orifice 23 de mise en communication de ladite cartouche avec le cylindre 24 d'un vérin pneumatique dont le piston 25 porté le poussoir 16 précité. Le piston 25 délimite dans le cylindre 24 deux chambres 26 et 27, la chambre 27 étant obturée par un bouchon 28 traversé par le poussoir 16 et maintenu en place par un circlips 29. La chambre 27 opposée à l'orifice 23 comporte au moins une ouverture 30 de mise en communication avec l'atmosphère. Le piston 25 est en outre pourvu d'une tige 31 de commande de Poaitionnement du barillet 17 qui traverse également le bouchon 28 d'obturation du cylindre 24 du vérin. Ainsi qu'on peut le voir aux Fig. 2 et 3, la tige de positionnement 31 coopère avec des évidements incurvés 32 ménagés dans la face du barillet 17 suivant une circonférence entourant les logements pour les cartouches 22. Le nombre des évidements 32 est égal à celui des cartouches. Comme repré senté à la Fig. 3, le fond de chaque évidement comporte une portion en forme de rampe 33 prolongée par une portion 34 de. profondeur maximale, située sur un rayon du bar-''st passant par le centre de la cartouche 22 correspondante. Dans sa face opposée aux évidements 32, le barillet est pourvu d'une série de cames radiales 35, en nombre égal à celui des cartouches contenues dans le barillet. Les cames 35 sont reliées entre elles de façon continue, à l'exception de la première et de la dernière qui sont séparées par une surface de butée 36. Les cames 35 coopèrent avec un pion 37 déplaçable radialement par rapport au barillet 17 dans un logement 38 du corps 1 et appliqué contre lesdites cames par un ressort 39. Chaque came 35 comporte une portion de section décroissante 40 et une portion de section croissante 41 s'étendant chacune sur un angle de 300. Lorsque le pion 37 est en appui contre une portion 40 de section décroissante, il provoque sous l'action du ressort 39, la rotation du barillet, alors que lorsque le pion 37 est en appui contre une portion 41 de section croissante, il permet la compression du ressort par le mouvement de rotation du barillet 17 sous l'action de la tige de positionnement 30 qui coopère avec la rampe 33 du fond de l:évidement 32 dans lequel elle est engagée. On constate à la Fig. 2 que les évidements 32 s'étendent sur un même angle que les portions de section croissante 41 des cames 35 correspondantes. Le dispositif de déverrouillage électro-pyrotechnique de la Fig. 1 comporte enfin un connecteur électrique 42 relié à un circuit électronique de commande 43 et destiné à transmettre à la cartouche 22 une impulsion de mise à feu émise par ledit circuit. Le connecteur 42 présente avantageusement un contact élastique non représente avec lequel les charges 22 sont successivement mises en contact lors des déplacements du barillet 17. te dispositif représenté à la Fig. 5 comprend, comme le dispositif précédemment décrit,un chargeur en forme de barillet 45 monté à rotation dans un corps 46 au moyen d'un axe 47 en forme de fiche. Le corps 46 comporte un alésage 48 dans lequel est monté à coulissement un disque 49 pourvu d'une tige 50 formant poussoir, destinée à coopérer avec la pièce 9 (Fig. 1). Le barillet 45 comporte six alésages 51 dans chacun desquels est monté à coulissement un doigt 52 déplaçable par une charge pyrotechnique 53. La partie de l'alésage 51 contenant la charge 53 est cloisonnée par des pastilles d'étanchéité 54 et 55. Le doigt 52 comporte à son extrémité en regard de la charge 53, un rebord 56 formant piston, un ressort antagoniste 57 étant monté entre le rebord 56 et un épaulement 58 prévu à l'extrémité de l'alésage 51 opposée à la charge 53. Le doigt 52 associé à chaque charge 53 est destiné à actionner le poussoir 50 par l'intermédiaire du disque 49 qui comporte des orifices axiaux 59 de mise en communication des chambres qu'il délimite dans l'alésage 48. Le disque 49 porte une tige de positionnement 31 qui fait partie d'un dispositif de positionnement analogue à celui décrit en référence aux Fig. 1 à 4 et sur lequel on ne reviendra pas. Le dispositif décrit en référence aux Fig. 1 à 4 fonctionne de la façon suivante. On suppose que la fixation de sécurité pour ski à laquelle est appliqué le dispositif, se trouve d'abord à l'état verrouillé représenté à la Fig. 1. Dans cet état, le crampon 2 de la fixation est maintenu en place contre la semelle de la chaussure C par le verrou 4. Par ailleurs, les autres éléments de la fixation et du dispositif de déverrouillage occupent les positions relatives représentées à la Fig. 1. Une cartouche 22 contenue dans le barillet 17 se trouve en face de l'orifice 23 de communication entre la cartouche et la chambre 26 du vérin 24, 25. Lorsque le circuit électronique 43 détecte des conditions critiques risquant de mettre le skieur en danger, il émet une impulsion de sortie qui est appliqué à la charge 22 par l'intermédiaire du connecteur 42. La charge 22 ainsi mise à feu engendre des gaz qui pénètrent dans la chambre 26 du vérin 24, 25 et repoussent le piston 25. Le poussoir 16 solidaire du piston 25 provoque, par l'intermédiaire de la branche 15, la rotation de la pièce 9 dans le sens trigonométrique et la branche 11 de ladite pièce 9 coopère avec la surface de came 12 du crampon 2 pour faire tourner celui-ci dans le sens des aiguilles d'une montre autour de l'axe 3. La rotation du crampon 2 provoque ainsi la libération de la chaussure C et du fait que le bec 5 du crampon 2 a franchi le verrou 4, le crampon est maintenu par le verrou dans sa position relevée représentée à la Fig. 4. Au début d'une opération de déverrouillage, le pion 37 se trouve en appui contre une portion 40 de section décroissante d'une came 35. Par conséquent, lorsque la tige de positionnement 31 sort de l'évidement 32 qu'elle occupait, le pion 37, sous l'action du ressort 39, agit sur le barillet 17 libéré pour le faire tourner d'un angle de 30C correspondant à l'étendue angulaire de la portion de came 40. L'ensemble représenté à la Fig. 4 se trouve alors en position d'attente. Dans cette position, aucune cartouche n'est en contact avec le connecteur 42. I1 ne peut donc y avoir d'explosion intempestive. Le pion 37 est dans sa position basse de sorte que le ressort 39 est détendu. Le poussoir 16 est sorti et la chambre 26 est mise à l'atmosphère. Lors du réarmement de la fixation, le crampon 2 est entrainé en rotation dans le sens trigonométrique de sorte que la surface de came 12 du crampon,en agissant sur la branche 11 de la pièce 9, provoque le retour de celle-ci dans sa position de la Fig. 1 et repousse le poussoir 16, et, par conséquent le piston 25 et la tige de positionnement 31 vers le barillet 17. La tige 31 qui se trouve alors en face d'un nouvel évidement 32 du barillet 17 pénètre dans celui-ci et est appliquée contre le fond 33 en forme de rampe (Fig. 3). La coopération de la tige 31 et du fond 33 de l'évidement 32 provoque simultanément une nouvelle rotation de 300 du barillet et le déplacement du pion 37 le long de la portion 41 de section croissante de la came 35. A l'issue du déplacement de la tige 31 sur la rampe 33 de l'évidement 32, une nouvelle charge 22 est située en face du vérin 24, 25 et le ressort 39 du pion 37 est à nouveau comprimé de sorte que le dispositif est à nouveau prêt à déverrouiller la fixation. Dans le mode de réalisation décrit et représenté, le cycle qui vient d'être décrit peut être effectué six fois, mais il est bien entendu possible de prévoir un dispositif comportant un nombre de charges différent de six. Après la dernière explosion, le pion 37 provoque une rotation du barillet 17, de 200 seulement. A la fin de cette rotation, le pion 37 vient en prise avec la butée 36 (Fig. 2). Le vérin 24, 25 est alors bloqué dans sa position dans laquelle le poussoir 16 est sorti et le verrouillage de la fixation est ainsi rendu impossible. Dans un tel cas, le réarmement du dispositif est obtenu en retirant l'axe 18, en dégageant le barillet 17 et en introduisant un nouveau barillet. Cette disposition permet d'éviter un comptage d'explosions ou une vérification du nombre de cartouches restant à utiliser. Le fonctionnement du dispositif représenté à la Fig. 5 va maintenant être décrit. Lorsqu'une charge de poudre 53 est amorcée par le circuit électronique de la manière décrite en référence aux Fig. .1 à 4, elle libère des gaz qui exercent une pression sur les pastilles 54 et 55. La pastille 55 ne se déforme pas tandis que la pastille 54, munie d'un joint torique, est libre de se déplacer dans l'alésage 51 dès que l'effort exercé sur elle par les gaz dégagés par la charge 53 dépasse un seuil déterminé. La pastille 54 se déplace donc vers l'épaulement 58 formant butée et repousse le doigt 52 qui agit sur le poussoir 50 par l'intermédiaire du disque 49 qui provoque le déverrouillage de la fixation de la manière décrite précédemment. Lorsque la charge a fonctionné, la pastille 54 se trouve à une distance minimale de la butée 58 et les gaz engendrés par la charge 53 sont confinés entre les deux pastilles 54 et 55. Lors du refroidissement de ces gaz, leur pression diminue et le ressort 57 repousse le doigt 52 à l'intérieur du barillet. Lorsque le doigt 52 est revenu dans sa position initiale dans le barillet, celui-ci peut recommencer à tourner. On remarquera que le refroidissement des gaz a lieu lorsque le dispositif se trouve dans la position d'attente dont il a éte question à propos du mode de réalisation des Fig. 1 à 4. Par ailleurs, le dispositif de la Fig. 5 fonctionne de la même façon que celui décrit précédemment. Le dispositif de la Fig. 5 présente vis-à-vis du mode de réalisation précédent l'avantage suivant. Le dispositif de la Fig. 1 n1 est pas étanche au niveau du vérin pyrotechnique du fait de la nécessité d'évacuer les gaz de la chambre 26 du vérin par les trous 30 de mise à 1' atmosphère. Le fait que les chambres du vérin 24, 25 soient en contact avec l'extérieur risque d'entra1ner un encrassement du dispositif et nécessite donc un nettoyage périodique. Cet inconvénient n'existe pas dans le dispositif de la Fig. 5 car il n'y a plus de vérin comportant une chambre active. En effet, la tige 50 est simplement guidée par le disque 49 en translation et transmet l'effort exercé sur ce disque par le doigt 52 se trouvant en regard du disque. Chaque charge du barillet 45 à laquelle est associé un vérin 51,52 constitue donc un système indépendant parfaitement étanche. L'ensemble qui vient d'être décrit est destiné à déverrouiller une fixation de ski lorsque les conditions limites d'efforts supportables par la jambe du skieur sont atteintes. Il peut également servir à déverrouiller une ceinture de sécurité et être en général utilisé chaque fois que se pose le problème d'une action mécanique violente, rapide et répétitive. Les caractéristiques de l'action violente et rapide sont données par le vérin pyrotechnique alors que la répétitivité est obtenue du fait de la présence d'un barillet portant plusieurs charges à positionnement automatique. Le dispositif qui vient d'être décrit est un dispositif de déverrouillage à chargeur rotatif, mais il est également possible de réaliser le chargeur sous forme rectiligne le chargeur étant alors déplaçable en translation de façon à placer successivement les charges qu'il contient, entre le poussoir et les moyens de mise à feu des charges. Les déplacements du chargeur sont alors assurés par des moyens de positionnement analogues à ceux des dispositifs à chargeurs rotatifs des Fig. 1 et 5. REVENDICATIONS 1. Dispositif de déverrouillage électro-pyrotechnique à rearr.lemnn, automaticlUe,notamment pour fixation de sécurité pour ski, comportant au moins un vérin pyrotechnique, un poussoir actionné par ledit vérin pour provoquer le déverrouillage de ladite fixation, un chargeur portant plusieurs charges pyrotechniques d'actionnement dudit vérin,des moyens de mise à feu des charges, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (31, 32, 33, 35, 37, 39) de positionnement automatique des charges du chargeur par rapport audit poussoir (16 ; 50) et par rapport aux moyens de Irt sc à feu des rhrrïgco. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit vérin comporte un cylindre (24) dans lequel est monUE un piston (25j portant ledit poussoir (16), le fond du cylindre (24) comportant un orifice (23) de liaison avec une charge (22) portee par ledit chargeur. 3. Dispositif suivant le. revendication 2, caractérisé en ce que ledit piston (25) délimite avec le cylindre (24) deux chambres (26, 27), le cylindre (24) étant pourvu d'un trou (30) de mise successive à L'atmosphère desdites chambres (26, 27) lors du déplacement dudit piston (25) sous l'effet des gaz engendrés par ladite charge (22). 4. Dispositif suivant l'une cuelconaue des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte autant de vérins pyrotechniques (51, 52) que de charges (53) portées par ledit chargeur (45), lesdits vérins étant également portés par le chargeur et étant disposés chacun dans un alésage (5i) contenant une charge (53) correspondante, dans une position intermédiaire entre le poussoir (50) et ladite charge (53). 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chacun desdits vérins est constitué par un doigt (52) d'actionnement dudit poussoir (50), ledit doigt (52) étant monté coulissant dans l'alésage (51) et pourvu à son extrémité voisine de la charge (53) d'un rebord (56), un ressort de rappel (57) entourant ledit doigt et étant disposé entre ledit rebord (56) et un épaulement (58) formant butée, prévu à l'extrémité dudit alésage (51) opposée à ladite charge (53) 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ladite charge (53) est confinée de façon étanche dans ledit alésage (51) par une première pastille (54) déplaçable dans ledit alésage (51) lorsque l'effort exercé par la pression des gaz engendrés par la charge dépasse un seuil prédéterminé et par une seconde pastille fixe (55) formant fond du cylindre (51) dudit vérin. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de positionnement des charges (22; 53) par rapport audit poussoir (16; 50) et auxdits moyens de mise à feu des charges comprennent une tige (31) solidaire dudit poussoir (16; 50) et coopérant avec des évidements (32) à fond incliné (33, 34) ménagés dans la face dudit chargeur (17; 45) en regard dudit poussoir (16; 50), lesdits évidements, en nombre égal à celui des charges (22; 53) étant disposés de façon que l'extrémité la plus profonde (34) de chaque évidement se trouve en regard du centre d'une charge (22; 53), lesdits moyens de positionnement comprenant en outre des cames (35) en nombre égal au nombre de charges (22; 53), ménagées dans la surface latérale du chargeur (17; 45) et au moins un pion (37) de déplacement du chargeur par application contre lesdites cames sous l'action d'un moyen élastique (39). 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que chaque came (35) comporte une portion (40) de section décroissante et une position (41) de section croissante, l'étendue de la portion de section décroissante (40) de chaque came (35) prolongeant l'étendue de l'évidement (32) correspondant et définissant avec cette dernière la course du chargeur (17; 45) entre deux charges (22; 53) successives. 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le déplacement dudit chargeur (17; 45) sous l'action dudit pion (37) a lieu, au cours de l'opération de déverrouillage, lors du retrait de la tige de positionnement (31) hors de l'évidement (32) qu'elle occupait précédemment,tandis que le déplacement du chargeur sous l'action de la coopération de la tige (31) avec la rampe (33) du fond de l'évidement (32) suivant a lieu lors de l'opération de réarmement du dispositif. 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la surface latérale dudit chargeur (17; 45) comporte en outre une butée (36) de fin d'utilisation du chargeur 11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit chargeur (17; 45) est un barillet monté rotatif par rapport audit poussoir (16, 50) sur un axe (18; 47) parallèle à la direction de déplacement du poussoir et constitué par une fiche montée de façon amovible dans le corps (1) du dispositif, ladite fiche étant maintenue en place par des moyens (19, 20) d'immobilisation en translation. 12. Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits évidements (32) coopèrant avec ladite tige (31) solidaire dudit poussoir sont incurvés et disposés autour desdites charges (22; 53) de façon que l'extrémité la plus profonde (34) de chaque evidement se trouve sur un ra- on du barillet (17; 45) passant par le centre d'une charge (2,2; 53). 13. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit chargeur est de forme rectiligne et déplaçable en translation par lesdits moyens de positionnement du chargeur par rapport audit poussoir et auxdits moyens de mise à feu des charges. 14. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites charges (22; 53) sont des charges de mise-à feu électriques, lesdits moyens de mise à feu comprenant un contacteur électrique (42) à contact élastique avec lequel lesdites charges (22; 53) sont successivement mises en contact lors des déplacements successifs du chargeur. 15. Fixation de sécurité, caractérisée en ce qu'elle est pourvue d'un dispositif de déverrouillage électro-pyrotechnique suivant l'une quelconque des revendications précédentes.