Brevet FR2526157A1 — publié le 19831104

La présente invention se rapporte à un procédé destiné à former un élément de jonction électriquement conduc- teur et de forme bien déterminée sur une surface plane d'un dispositif ou module d'allumage électrique, tel qu'une capsule de détonateur, ou dispositif analogue Ce module d'allumage comprend des premier et second corps polaires électriquement conducteurs distincts et un corps isolant disposé entre eux, ces corps polaires et ce corps isolant définissant ensemble cette surface plane L'élément de jonction relie électrique- ment les corps polaires et est chauffé par un courant électri- que qui y passe dans le but d'allumer ou d'enflammer une charge pyrotechnique ou une composition en poudre correspon- dante, qui est disposée tout près de ladite surface plane L'invention se rapporte aussi à un montage pour la mise en oeuvre de ce procédé. Les dispositif d'allumage électrique ou capsules de détonateur de ce genre sont connus, voir par exemple la demande de brevet français N O 78 11395 du 18 avril 1978 Il est important que la masse de l'élément de jonction de ces dispositifs soit relativement faible, pour que la charge pyrotechnique soit enflammée rapidement Cet élément est rendu solidaire, non seulement des deux corps polaires, mais aussi du corps isolant de façon que lui-même et ses connexions à ces corps polaires aient une plus grande rigidité. Il est aussi important de pouvoir déterminer avec précision la masse de l'élément de jonction de façon à pouvoir prédéterminer aussi de manière précise, ses propriétés de résistance électrique et de dégagement de chaleur Il est fondamental de déterminer avec précision la résistance pour calculer la quantité d'énergie électrique nécessaire pour mettre à feu le module d'allumage, les propriétés de dégage- ment de chaleur de l'élément, la durée réelle de réaction, etc. Il a été suggéré antérieurement d'appliquer dans une première étape la matière de l'élément de jonction sur toute la surface plane polie Dans une seconde étape, les parties déterminées de la couche déposée sont retirées au moyen d'un appareil à rayon laser, ce qui forme dans cette couche un certain nombre d'éléments de jonction et de connexions distincts La matière électriquement conductrice est de préférence un métal déposé directement sur la surface par vaporisation, pulvérisation ou autre procédé semblable connu Il a été utilisé divers métaux déposés en une ou plusieurs couches, par exemple le chrome, un alliage de chrome et/ou l'or ou un métal correspondant. Le fait d'utiliser un rayon laser pour former les divers éléments de liaison et leurs connexions signifie qu'il faut un équipement très compliqué; le procédé d'uti- lisation de cet équipement est aussi très compliqué, de sorte qu'il exige de gros investissements Par voie de conséquence, ces procédés de découpage au rayon laser ont eu une utilisa- tion limitée. La présente invention a pour objet principal de remédier à ces inconvénients et de proposer un procédé plus simple Conformément à l'invention, un certain nombre de dispositifs ou modules d'allumage distincts mais, du même genre, sont disposés dans les logements correspondants d'une pièce de support, chacun étant inséré dans le logement qui lui correspond contre l'action d'une force élastique, de manière que la face plane de ces divers modules et une face de cette pièce de support, de préférence sa face supérieure, forment une surface plane commune; - un cache, percé de trous débouchants correspon- dant à des parties déterminées des logements de la pièce de support, est alors posé sur cette surface plane commune, les trous de ce cache ayant une configuration prédéterminée la matière qui constitue les éléments de jonction et leurs connexions, par exemple de l'or, du chrome, un alliage de chrome, etc est ensuite déposée sur la face plane des modules par l'intermédiaire des trous du cache, ce qui forme des éléments de jonction et connexions séparés ayant la configuration prédéterminée de ces trous. Le montage-pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend une pièce de support comportant un certain nombre d'évidements destinés à loger chacun un module d'allumage et portant, ou coopérant avec, un ou plusieurs éléments élastiques, qui sont disposés de façon que chaque module subisse une poussée antagoniste lorsqu'il est inséré dans son logement, si bien que la face plane de ces modules et la face de la pièce de support dans laquelle ces logements sont formés constituent une surface plane commune Ce montage comprend aussi un cache, destiné à être appliqué sur cette surface plane commune et percé de trous débouchants corres- pondant à des parties déterminées des logements et ayant une configuration qui correspond à celle des éléments de jonction et de leurs connexions avec les corps polaires du module d'allumage; et la matière qui forme ces éléments et connexionspar exemple de l'or, du chrome et/ou un alliage de chrome, est déposée par ces trous. D'autres caractéristiques de l'invention se rapportent notamment à la forme des trous du cache et à son application sur la pièce de support et plus particulièrement à la configuration de ces trous et aux éléments élastiques qui sont fixés à cette pièce. Plus particulièrement le cache est une plaque de recouvrement, compor- tant des trous débouchants et qui est façonnée, par exemple, par un procédé classique d'électroformage; dans la région qui correspond à l'élément de jonction, le cache présente une partie dont l'épaisseur est faible par rapport à l'épaisseur totale de la matière de ce cache, et qui comporte un trou débouchant destiné à former l'élément de jonction; la tolérance de fabrication sur la largeur du trou peut être inférieure à 103 mm chaque trou comporte aux extrémités de l'élément de jonction deux parties plus larges, destinées à former les connexions avec cet élément, ces parties passant dans toute l'épaisseur de la matière du cache si bien que, lorsque la matière dudit élément de jonction et de ses connexions est déposée sur la surface plane, ces connexions deviennent plus épaisses et/ou plus larges que cet élément de jonction; les parties larges des trous sont circulaires et l'une d'elles est de préférence plus grande que l'autre; le montage comporte une plaque élastique de poussée comportant des lamelles individuelles correspondant à chaque logement et disposées sur la face inférieure de la pièce de support; chaque logement de la pièce de support présente un épaulement intérieur ou rebord sur lequel le module d'allumage repose quand il a été complètement inséré dans son logement contre l'action de la poussée antagoniste, la profondeur de chaque logement correspondant à la hauteur d'une partie circulaire des modules et la surface plane de ces modules étant leur face supérieure, qui co ncide avec la face supérieure de la pièce de support et avec la face inférieure du cache lorsque les modules ont été complètement insérés dans leurs logements. Bien que la conformation de ce montage soit rela- tivement simple, il a été possible de former des éléments métalliques de jonction sur des modules d'allumage en respec- tant des tolérances de fabrication très serrées sur les divers modules Ces éléments peuvent être reproduits aisément, malgré la relative simplicité du procédé, et la netteté des flancs des éléments de jonction déposés sur ces modules est très grande Le cache ou plaque de recouvrement peut être façonné par ce qu'on appelle l'électroformage, procédé connu en soi et contribuant à abaisser les frais de fabrication. Les modules d'allumage qui sont obtenus par la mise en oeuvre de ce procédé peuvent être utilisés dans les dispositifs électriques de mise à feu pour amorces électroniques, vis d'allumage, etc. Selon le procédé de l'invention, on dispose un certain nombre de modules d'allumage de la même sorte dans des logements correspondants d'une pièce de support, chacun de ces modules étant inséré dans son logement contre l'action d'une force élastique, de manière que les faces planes des divers modules et une face, de préférence la face supérieure, de cette pièce forment une surface plane commune; on pose sur cette surface, et donc sur la surface commune, un cache qui est percé de trous ayant une configuration prédéterminée et correspondant à des parties déterminées des logements; et on dépose sur la surface plane des modules, par ces trous, la matière, par exemple de l'or, du chrome, un alliage de chrome, etc, qui compose ces éléments de jonction et leurs connexions, si bien que l'on forme des éléments de jonction et connexions distincts ayant la configuration prédéterminée des trous du cache. L'invention sera décrite de manière plus détail- lée, à titre d'exemple nullement limitatif, en regard des- dessin S annexés, sur lesquels la figure 1 est une coupe longitudinale d'un module d'allumage électrique disposé dans un montage selon l'invention, et représente aussi un cache destiné à déposer la matière des éléments métalliques de jonction et des con- nexions, ainsi qu'une plaquette élastique destinée à exercer une poussée antagoniste sur les modules disposés dans la pièce de support; la figure 2 est un plan à plus grande échelle du module d'allumage et d'une partie de la pièce de support de la figure 1, sur laquelle les éléments métalliques indivi- duels de jonction et leurs connexions avec les corps polaires ont été représentés en tireté; la figure 3 est un plan d'un cache percé de trous débouchants, utilisé pour déposer la matière destinée à cons- tituer les éléments de jonction et les connexions; la figure 4 est une coupe longitudinale à plus grande échelle d'un trou débouchant du cache; et la figure 5 est une vue en plan représentant la configuration d'un trou du cache de la figure 3. Le dispositif d'allumage électrique avec lequel le procédé et le montage selon l'invention sont destinés à être utilisés est connu; voir par exemple la demande de brevet français précitée no 78 11395 Il comprend un module 1 comportant un premier et un second corps polaires 2 et 3, électriquement conducteurs Le module 1, représenté sur la figure 1, est du type coaxial dans lequel le premier corps polaire 2 est disposé coaxialement dans le second corps 3, qui l'entoure Mais l'invention n'est pas limitée à ce genre particulier de dispositifs d'allumage Les corps polaires 2 et 3 sont composés d'une matière électriquement conductrice et peuvent être reliés à une source d'énergie (non représen- tée) à polarités différentes Un corps isolant 4, en une matière non conductrice dont le coefficient -de dilatation est sensiblement le même que celui de la matière de ces corps polaires, est disposé entre ces derniers Sur la figure 2, les faces d'extrémité desdits corps polaires et de ce corps isolant sont désignées par 2 a, 3 a et 4 a, respectivement Ces faces sont usinées de manière que leur surface soit très lisse, ces surfaces constituant la surface plane commune des deux corps polaires 2 et 3 ainsi que du corps isolant 4 Un élément métallique de jonction 5, à connexions 6 et 7, représenté en tireté sur cette figure 2, est déposé sur cette surface plane commune Comme déjà mentionné, il faut déter- miner avec précision la masse de cet élément de jonction et il faut que les connexions 6 et 7 rendent ledit élément soli- daire des faces 2 a et 3 a des corps polaires L'élément de jonction 5 relie électriquement les premier et second corps polaires, de façon à permettre à un courant électrique de passer de ce premier corps à ce second, ou inversement,- lorsque lesdits corps sont reliés à une source d'énergie électrique Cet élément 5 doit aussi dégager une quantité donnée de chaleur sous l'effet du passage d'un courant élec- trique prédéterminé, afin d'allumer ou d'enflammer une charge pyrotechnique ou une composition explosive correspondante (non représentée) Un dispositif temporisateur peut être incorporé de façon que l'élément de jonction dégage rapide- ment de la chaleur lorsque le courant électrique est intense et le fasse plus lentement si ce courant est faible. Le module l d'allumage de la figure 1, comprend une partie cylindrique 1 ', d'o fait saillie vers le bas la partie inférieure du corps polaire central 2 Une pièce 8 de support ou de montage présente un certain nombre, élevé de préférence, d'évidements ou logements 9 dans lesquels les modules peuvent être insérés Chaque logement présente un épaulement intérieur 10 ou rebord, sur lequel la face inférieure la circulaire du module d'allumage repose quand ce module a été inséré complètement dans le logement 9 correspondant Ce logement comporte aussi une partie étroite 9 a, qui traverse complètement la matière de la pièce de support jusqu'à la face inférieure plane 8 a de cette pièce et dans laquelle la partie inférieure du premier corps polaire 2 passe, de façon que son extrémité inférieure 2 a fasse saillie de cette face 8 a La pièce de support a aussi une face supérieure plane 8 b Les logements 9 de cette pièce ont les dimensions voulues pour que la face plane du module, formée par les surfaces 2 a, 3 a et,4 a, coincide avec cette face supérieure 8 b de la pièce de support et que dans cette positionreprésentée sur la figure 1, l'extrémité inférieure 2 a du premier corps polaire fasse saillie de la face infé- rieure 8 a de ladite pièce. Un cache, ou plaque de recouvrement 11, est posé sur la face supérieure 8 b de la pièce de support, de manière que sa face inférieure lia soit appliquée contre cette face 8 b Une plaquette élastique correspondante 12, comprenant des lamelles élastiques distinctes 12 a dont le nombre corres- pond à celui des logements de cette pièce, est fixée à la face inférieure 8 a de cette dernière Chaque lamelle 12 a coopère avec l'extrémité saillante 2 a respective du premier corps polaire, si bien que chaque module 1 est inséré dans son logement contre l'action d'une force élastique antago- niste Cette force F agit de bas en haut sur le module d'allumage, ce qui fait que la face d'extrémité plane de ce module est appliquée contre la face inférieure lla du cache lorsque celui-ci est fixé à la pièce de support Au lieu d'une plaquette élastique de poussée de ce genre,il est possible d'utiliser d'autres éléments élastiques, par exemple une sangle de caoutchouc Sur la figure 1, l'organe destiné à fixer le cache sur la face supérieure 8 b de la pièce de support a été représenté sous la forme d'un serre-joint 13. Le cache et la plaquette élastique de poussée comportent des -2326157 éléments de centrage, entre ce cache et cette pièce d'un côté et entre ladite pièce et cette plaque de l'autre côté Ces éléments de centrage ont été représentés en 14 et 15, respec- tivement. Le cache comporte des trous débouchants llb disposés vis-à-vis de parties déterminées de la surface plane du module d'allumage ou de parties déterminées de l'ouverture des logements de la pièce de support Ces parties correspondent à la configuration horizontale finale de l'élément métallique de jonction 5 et de ses connexions 6 et 7 La matière qui constitue ces éléments et connexions est déposée, par l'intermédiaire des trous l Ib, par vapori- sation, pulvérisation, magnétron ou autre procédé analogue. Ces procédés sont connus et ne seront pas décrits en détail. Un cache comportant un grand nombre de trous est représenté de manière plus détaillée à titre d'exemple, sur la figure 3 La forme de ce cache et le nombre des trous peuvent varier en fonction de l'équipement de fabrication utilisé Ledit cache est de préférence façonné par électro- formage, qui est aussi un procédé connu Dans le but d'obte- nir des tolérances de fabrication serrées, le cache est composé de plusieurs couches La figure 4 représente à plus grande échelle un trou débouchant llb de ce cache, dont la configuration détermine la forme finale de l'élément de jonction 5 ' et de ses connexions 6 ' et 7 ' Ces connexions sont sensiblement plus larges en section horizontale que cet élément ' (Figure 5) Elles sont plus-larges afin de bien solidariser ledit élément avec les faces extrêmes 2 a et 3 a des premier et second corps polaires, respectivement. La figure 4 montre que chaque trou débouchant llb du cache comprend une première partie llb' qui traverse toute la matière de ce cache et une seconde partie l Ib" qui est formée dans des parties 8 c de la pièce de support, situées entre les connexions 'largies 6 ' et 7 ' Ces parties Bc ont une épaisseur A bien plus faible que l'épaisseur totale B du cache Cette épaisseur A peut être par exemple égale à 0,025 mm La largeur C de la partie llb" du trou peut être' d'environ 0,05 mm Les tolérances de fabrication sur cette largeur peuvent atteindre 13 mm ou moins Sur la figure 5, les parties élargies 6 ' et 7 ' sont circulaires en plan A titre d'exemple, le diamètre de la partie circulaire 6 ' peut être égal à 1,0 + 0,03 mm et celui de la partie 7 ' à 0,6 + 0,03 mm. Un procédé utilisant ce montage pour former un élément de jonction électriquement conducteur de forme bien définie sur une surface plane d'un module d'allumage présente- ra les caractéristiques suivantes; on insère un certain nombre de modules 1 dans les logements de la pièce 8 de support Chacun de ces modules 1 subit une poussée élastique antagoniste F quand il est inséré, si bien que sa surface plane commune, qui est composée des faces d'extrémité 2 a, 3 a et 4 a des corps polaires 2 et 3 et du corps isolant 4 qui les sépare, coïncide avec la face 8 b de cette pièce de support On pose un cache 11, ou plaque de recouvrement, percé de trous llb ayant une configuration prédéterminée dont un exemple est représenté sur la figure 5 sur cette face 8 b, de manière que les trous correspondent à des parties déterminées des logements de la pièce de support On dépose la matière, qui compose les éléments de jonction 5 et leurs connexions 6 et 7 avec les corps polaires, sur les faces planes 2 a, 3 a et 4 a par l'intermédiaire de ces trous du cache, qui ont la confi- guration voulue pour que les éléments de liaison et connexions formées aient la forme désirée. Il va de soi qu'il est possible, sans s'écarter du domaine de l'invention, d'apporter diverses modifications au procédé de formation d'éléments de jonction et au montage représentés et décrits On mentionnera par exemple qu'il serait possible de déposer sur la surface plane plus d'un élément métallique de jonction, par exemple deux ou plus, ainsi que leurs connexions Dans ce cas, deux éléments ou plus pourraient avoir les mêmes connexions Dans tous les cas, ces éléments de jonction et leurs connexions sont ainsi rendus solidaires des corps polaires et du corps isolant. REVENDICATIONS 1 Procédé de formation d'un élément de jonction ( 5) électriquement conducteur de forme bien déterminée sur une surface plane ( 2 a, 3 a, 4 a) d'un module d'allumage ( 1), formée par les faces d'extrémité d'un premier et d'un second -corps polaires électriquement conducteurs et d'un corps isolant ( 4) disposé entre eux, cet élément de jonction ( 5) connectant électriquement ces corps polaires et étant chauffé par un courant électrique qui y passe de façon à enflammer une charge pyrotechnique ou composition analogue en poudre qui est disposée près de cette surface plane, procédé carac- trisé en ce que l'on dispose un certain nombre de modules d'allumage ( 1) de la même sorte dans des logements corres- pondants ( 9) d'une pièce de support ( 8), chacun de ces modules étant inséré dans son logement contre l'action d'une force élastique (F), de manière que les faces planes des divers modules et une face ( 8 b), de préférence la face supé- rieure, de cette pièce forment une surface plane commune; on pose,sur cette surface ( 8 b), un cache ( 11) qui est percé de trous débouchants ( 1 lb) ayant une configuration prédéter- minée et correspondant à des parties déterminées des loge- ments ( 9); et on dépose sur la surface plane des modules, par ces trous, la matière, par exemple de l'or, du chrome, un alliage de chrome, ou une matière semblable qui compose ces éléments de jonction et leurs connexions, si bien que l'on forme des éléments de jonction et connexions distincts ayant la configuration prédéterminée des trous du cache. 2 Montage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, destiné à former un élément de jonc- tion ( 5) électriquement conducteur et ayant une forme bien déterminée sur la surface plane ( 2 a, 3 a, 4 a) d'un-module d'allumage ( 1), formée par les faces d'extrémité d'un premier ( 2) et d'un second ( 3) corps polaires et d'un corps isolant ( 4) disposé entre eux, cet élément de jonction ( 5) connectant électriquement ces corps polaires et étant chauffé par un courant qui y passe dans le but d'enflammer une charge pyro technique ou une composition de poudres analogue qui est disposée près de cette surface plane, montage caractérisé en ce qu'il comprend: une pièce de support ( 8), présentant un certain nombre de logements ( 9), dont chacun est destiné à loger un module d'allumage ( 1), et comportant ou coopérant avec au moins un organe élastique de poussée ( 12), disposé de façon que chaque module soit soumis à une poussée élastique (F) quand il est inséré dans son logement, si bien que les sur- faces planes des divers modules et la face de la pièce de support dans laquelle les logements sont formés forment une surface plane commune ( 8 b) un cache ( 11), qui est destiné à être appliqué contre cette surface commune ( 8 b) et comporte des trous débouchants (llb) correspondant à des parties déterminées des logements de la pièce de support ces trous ayant une configuration qui correspond à celle des éléments de jonction et de leurs connexions avec les corps polaires des modules; et la matière, qui compose ces éléments de jonction et connexions et qui est par exemple de l'or, du chrome, un alliage de chrome,ou une matière semblable étant déposée à travers ces trous. 3 Montage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le cache ( 11) est une plaque de recouvrement comportant les trous débouchant (llb) et qui est façonnée par un procédé classique d'électroformage. 4 Montage selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que, dans la région qui correspond à l'élément de jonction, le cache ( 11) présente une partie ( 8 c) dont l'épaisseur (A) est faible par r*apport à l'épais- seur totale (B) de la matière de ce cache et qui comporte un trou débouchant (llb") destinéà former cet élément de jonction Montage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tolérance de fabrication sur la largeur (C) du trou (llb") est inférieure à 10-3 mm. 6 Montage selon l'une quelconque des revendi- cations 2 à 5, caractérisé en ce que chaque trou (llb) comporte aux extrémités de l'élément de jonction deux parties plus larges, destinées à former les connexions ( 6 ', 7 ') avec cet élément, ces parties passant dans toute l'épaisseur de la matière du cache ( 11) si bien que, lorsque la matière dudit élément de jonction et de ses connexions est déposée sur la surface plane ( 2 a,3 a,4 a), ces connexions deviennent plus épaisses que cet élément de jonction. 7.Montage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les parties larges ( 6 ', 7 ') sont circulaires, l'une d'elles ( 6 ') étant de préférence plus grande que l'autre. 8 Montage selon l'une quelconque des revendi- cations 2 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une plaquette élastique de poussée ( 12), comprenant des lamelles indivi- duelles ( 12 a) correspondant à chaque logement et disposées sur la face inférieure ( 8 a) de la pièce de support. 9 Montage selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 8, caractérisé en ce que chaque logement ( 9) de la pièce de support présente un épaulement intérieur ou rebord ( 10), sur lequel le module d'allumage ( 1) repose quand il a été complètement inséré dans son logement, contre l'action de la force élastique (F), la profondeur de chaque logement correspondant à la hauteur d'une partie circulaire ( 1 ') des modules et la surface plane de ces modules étant leur face supérieure, qui corncide avec la face supérieure ( 8 b) de la pièce de support et avec la face inférieure (lia) du cache lorsque les modules ont-été complètement insérés dans leurs logements -