Brevet FR2557689A1 — publié le 19850705

Initiateur pyrotechnique utilisant une prise coaxiale L'invention concerne les initiateurs pyrotechniques déclenchés par le passage d'un courant électrique dans un élément résistant qui peut être porté très rapidement à la température d'autoréaction de la composition pyrotechnique sensible entourant cet élément résistant. Selon la terminologie la plus usuelle, la désignation "initiateur pyrotechnique" comprend à la fois, d'une part les inflammateurs qui ne comportent que la composition pyrotechnique au contact de l'élément résistant, et d'autre part les allumeurs et les détonateurs, pour lesquels l'initiation de la composition pyrotechnique au contact de l'élément résistant entraine respectivement soit la mise à feu d'une poudre d'allumage qui brûle, soit l'amorçage d'un explosif primaire qui détone. Les initiateurs pyrotechniques présentant une structure coaxiale sont connus et leur principal avantage réside dans le fait qu'ils ne nécessitent aucune orientation angulaire contrairement aux initiateurs pyrotechniques bifilaires. Il existe actuellement deux types d'initiateur selon la conformation de l'élément résistant. Le premier type d'initiateur utilise un filament résistant connecté souvent par soudure au conducteur central et au conducteur périphérique, et le brevet FR 2 216 545 correspond à un tel type d'initiateur pour lequel le fil de mise à feu 14 est soudé d'une part sur la tige métallique de connexion 13 et sur l'enve- loppe métallique externe 12. Le second type d'initiateur utilise une couche résistante généralement en forme de couronne qui peut être 2557689' formé par évaporation sous vide, et le brevet FR 2 388 246 correspond à un tel type d'initiateur pour lequel la couche métallique résis- tante est appliquée sur la surface 12 qui relie le manchon conduc- teur 1 au barreau central 2 coaxial au manchon, la composition pyro- technique sensible 11 contenue dans la capsule 10 étant au contact de la couche métallique résistante. Ce brevet FR 2 388 246 se rapporte à un dispositif d'allumage électrique, et il faut noter que si les extrémités supérieures du manchon, du barreau central et du corps isolant 4 contituent une connexion coaxiale, l'extrémité inférieure du manchon ne correspond pas à une prise coaxiale standard et néces- site l'utilisation d'un autre corps isolant 3, ce manchon étant lui- même isolé du bâti 13 au moyen d'un autre corps 14 électriquement isolant, par exemple en verre. La présente invention ne se rapporte exclusivement qu'aux initiateurs pyrotechniques A structure coaxiale comportant au moins un filament connecté au conducteur central et au conducteur périphérique, et A pour but principal d'améliorer la sécurité de fonctionnement des initiateurs, même en cas de stockage prolongé, et cela tout en simpli- fiant la structure de l'initiateur. L'invention se caractérise en ce que l'inflammateur est constitué d'une prise coaxiale standard dont l'extrémité destinée à la connexion du filament résistant est modifiée, et en ce que les moyens d'isola- tion électrique entre, d'une part les deux conducteurs, et d'autre part le conducteur périphérique et l'extérieur de l'inflammateur, comprennent une masse diélectrique commune. Plus particulièrement, le conducteur périphérique de la prise coaxiale standard comporte au moins une ouverture située au niveau de la masse diélectrique, cette ouverture pouvant être par exemple un perçage ou une fente, et notamment une fente orientée axialement et s'étendant jusqu'A l'extrémité de ce conducteur périphérique. Préférentiellement, l'ouverture dégage au moins une languette périphérique destinée à la connexion du filament résistant. Avantageusement, selon une première forme de réalisation le conduc- teur périphérique comporte deux échancrures latérales qui ménagent deux languettes périphériques diamétralement opposées sur lesquelles est fixé un filament résistant rectiligne qui est également fixé à l'extrémité du conducteur central, mais, selon une seconde forme de réalisation, le conducteur périphérique est pourvu d'une large échan- crure latérale qui ne ménage qu'une languette périphérique. Selon un mode particulier de réalisation, les languettes du conduc- teur périphérique sont cambrées de façon à ce que la longueur libre du filament résistant corresponde à la résistance recherchée, et, lorsque l'inflammateur ne comporte qu'une seule languette périphérique, le cambrage de cette languette et du conducteur central permet de placer les extrémités de ces deux conducteurs dans des positions symétriques par rapport à l'axe de la prise coaxiale standard. Pour augmenter la longueur libre du filament résistant, il est également possible que les extrémités des deux conducteurs ne soient pas conte- nues dans le même plan perpendiculaire à l'axe de la prise coaxiale standard, la différence de longueur entre les deux conducteurs per- mettant la fixation du filament résistant en position inclinée. Avantageusement la masse diélectrique commune est continue, cette masse diélectrique étant obtenue au cours d'une unique opération d'injection qui permet d'isoler le conducteur périphérique, aussi bien du conducteur central que de l'extérieur de l'inflammateur. Selon une forme de construction particulière, la masse diélectrique comporte un bossage central qui est ménagé sur la face traversée par les zones extrêmes des deux conducteurs, le contour de ce bossage correspondant approximativement au contour de la composition pyro- technique sensible qui entoure le filament, et cette composition étant fixée sur ce bossage. La masse diélectrique commune peut comporter un insert métallique extérieur qui est sans contact avec le conducteur périphérique, et une gorge de sertissage peut être ménagée à la surface extérieure de l'inflammateur, aussi bien dans la masse diélectrique commune, que dans l'insert métallique. Cette gorge de sertissage, plus parti- culièrement destinée à la fixation d'un étui contenant une poudre d'allumage ou un explosif, peut être complétée par un filetage plus particulièrement destiné à la fixation de l'initiateur pyrotechnique sur un support. Un capuchon contenant une poudre d'allumage est avantageusement réalisé en matériau diélectrique tel qu'une matière plastique, et est engagé sur une portée cylindrique périphérique de la masse diélectrique commune, ce capuchon étant surmonté par un étui métallique cylindrique qui est serti sur la base de l'inflammateur et dont le fond comporte une large ouverture. Les avantages obtenus grace à cette invention consistent essentiel- lement en ce que la modification de la zone extrême d'une prise coaxiale standard, notamment par usinage, n'introduit aucun risque de discontinuité, tant électrique que mécanique, entre la zone de raccor- dement du coaxe et l'extrémité qui reçoit le filament résistant, cette suppression de risque contribuant à l'obtention d'un initiateur à haute fiabilité. Cette fiabilité est également améliorée par la réalisation d'un initiateur totalement compact, ne présentant aucune cavité interne, puisqu'une masse diélectrique commune continue isole les conducteurs entre eux, et isole le conducteur périphérique de l'extérieur de l'inflamateur. Cette masse diélectrique commune peut même se prolonger dans la prise coaxiale et se substituer à l'isolant de cette prise standard. Cette masse diélectrique commune peut tou- jours être formée en une seule fois dans un moule à injection simple, ce qui permet alors de supprimer tout risque de discontinuité de l'isolation et donc d'obtenir un initiateur à haute fiabilité et à faible coGt. Lorsque l'initiateur pyrotechnique selon l'invention est un allumeur, et se compose donc d'un inflammateur et d'un étui conte- nant une poudre d'allumage, la sécurité de fabrication et la fiabi- lité de fonctionnement peuvent être simultanément améliorées en utilisant un capuchon en matière plastique qui contient la poudre d'allumage et qui est recouvert d'un étui métallique comportant une large ouverture sur le fond, cette ouverture contribuant à améliorer la directivité de l'allumeur. Dans ce qui suit, l'invention est exposée plus en détail à l'aide d'un dessin représentant plusieurs modes particuliers d'exécution, et pour lequel: - la figure 1 représente en coupe axiale un premier indicateur pyro- technique constituant un allumeur simple, - la figure 2 représente en coupe axiale un second initiateur pyro- technique constituant un allumeur à double sécurité, - la figure 3 est une vue partielle en coupe, selon le plan transver- sal III-III, de l'inflammateur de l'initiateur représenté à la fi- gure 2, - la figure 4 est une vue partielle en coupe axiale de la zone extreme d'un autre mode de réalisation d'un inflammateur, - la figure 5 est une vue partielle en coupe, selon le plan transver- sal V-V, de la zone extrême de l'inflammateur représenté à la figure 4. Selon la figure 1, l'initiateur pyrotechnique est un allumeur qui est essentiellement constitué par un inflammateur 1 et par un ensemble d'allumage 2. L'inflammateur comporte une prise coaxiale 3 dont le conducteur central 4 et le conducteur périphérique 5 sont réalisés à partir d'éléments standards commercialisés par les fabricants de prises coaxiales, et qui sont positionnés l'un par rapport à l'autre pour reconstituer une prise coaxiale standard. La zone extrême du conducteur central est décolletée d'origine et comporte un double cambrage 6, de manière à ce que la partie distale soit parallèle à l'axe de ce conducteur et s'écarte d'une distance a de cet axe. La zone extreme du conducteur périphérique a été détourée d'origine pour ne ménager qu'une seule languette périphérique 7, et cette languette comporte un double cambrage 8, de manière à ce que la partie distale soit parallèle à l'axe de ce conducteur et s'écarte d'une distance a de cet axe. Ainsi les cambrages conjugués des deux conducteurs permettent, de fixer le filament résistant 9 sensiblement au centre, et de régler la longueur libre de ce filament en fonction de sa résistivité linéaire et de la résistance que doit présenter l'inflammateur. Une valeur élevée de la distance a conduit, d'une part à des cambrages doubles d'amplitude très différentes pour les deux conducteurs, et d'autre part à une résistance plus élevée pour un filament de résistivité donnée. La masse diélectrique commune 10 est continue et homogène et elle est formée en une seule opération dans un moule à injection dans lequel les deux conducteurs sont positionnés, et cette masse diélectrique comporte, d'une part un bossage central tronconique 11 ménagé sur la face traversée par les zones extrêmes des deux conducteurs, et d'autre part une gorge péri- phérique extérieure 12 ainsi qu'une portée cylindrique périphérique 13. Après l'opération de surmoulage et la fixation du filament, l'inflam- mateur est terminé par la mise en place de la composition pyrotech- nique sensible 14 autour de la zone extrême des conducteurs qui dépassent du bossage 11, et, compte-tenu des faibles dimensions de l'inflammateur de l'allumeur de la figure 1, puisque le diamètre externe du coaxe est au standard international de 3,71 mm, cette composition est mise en place par trempage et, après séchage, cons- titue la perle d'allumage. Dans l'exemple décrit, les conducteurs standards ont été approvisionnés auprès de la société RADIALL et la masse diélectrique commune 10 est en polyamide; le filament pré- sente une résistance de 3000.Q/m et sa composition est un alliage A base de nickel, de chrome et de fer, tandis que la perle d'allumage est a base de chlorate de potassium, de sulfocyanure de plomb et d'hydrure de zirconium. L'ensemble d'allumage 2 qui est fixé sur l'inflammateur comprend un capuchon cylindrique 15, par exemple en "RILSAN", qui vient s'emboiter sur la portée cylindrique périphérique 13 de l'inflammateur et qui est rempli de poudre d'allumage 16 A base de zirconium, de chromate de baryum et de perchlorate d'ammonium. Ce capuchon présente un fond dont l'épaisseur est plus faible que l'épaisseur de la virole, et il est recouvert par un étui 17 en laiton nickelé qui est serti sur la gorge extérieure 12 ménagée A la base de l'inflammateur, et dont le fond comporte une ouverture circulaire 18. Selon les figures 2 et 3, le second initiateur pyrotechnique est également un allumeur, et il est donc également constitué par un inflammateur 31 et par un ensemble d'allumage 32. L'inflammateur comporte une prise coaxiale standard 33 dont les zones extrêmes du conducteur périphérique 35 et de l'isolant interne 20 ont été usinées de manière A dégager deux languettes périphériques 37 et 37' qui sont cambrées symétriquement vers l'extérieur par rapport A un plan axial. La masse diélectrique commune 40 est dans ce cas au contact de l'isolant interne 20 de la prise coaxiale, et ce diélectrique et cet isolant doivent être compatibles afin de n'introduire aucune discontinuité d'isolation. La masse diélectrique commune est toujours continue et homogène et, comme dans le cas de l'exemple de la figure 1, elle peut être formée en une seule opération dans un moule A injection dans lequel la prise coaxiale modifiée et l'insert métallique 21 sont positionnés. La masse diélectrique commune 40 comporte également un bossage central 41 ménagé sur la face traversée par les zones extrêmes des deux conducteurs, mais ce bossage comporte deux flancs obliques, parallèles au filament 39 et raccordés aux extrémités par deux demi-troncs de cone. La masse diélectrique commune 40 isole également complètement l'in- sert métallique extérieur 21 du conducteur périphérique 35, et cet insert, qui peut être réalisé en laiton, comporte une gorge de sertissage 42 ainsi qu'un filetage externe 22, l'alésage central étant dimensionné de manière A permettre le logement des connecteurs coaxiaux standards. Le filament 39 est soudé, d'une part à chacune des extrémités des deux languettes périphériques 37 et 37', et d'autre part A l'extrémité décolletée du conducteur central 34, et constitue donc deux circuits de mise à feu de la composition pyro- technique sensible 44 qui enrobe A la fois ce filament et les trois zones extrêmes des conducteurs de la prise coaxiale. La forme du bossage central 41 et la disposition des zones extrêmes des conduc- teurs permettent le dép8t de la composition pyrotechnique sensible par trempage, la perle d'allumage formée présentant une forme allon- gée. La poudre d'allumage 46 est contenue dans l'étui 47 en laiton nickelé qui est directement serti sur la gorge extérieure 42 ménagée sur l'insert métallique 21, la masse diélectrique commune 40 pouvant assurer une étanchéité complète. 2557689 - Les figures 4 et 5 représentent une variante de la zone extrême d'un inflammateur, qui peut convenir aussi bien dans le cas d'un conds- teur coaxial périphérique comportant deux languettes 57 et 57', comme cela est représenté, que dans le cas d'un conducteur ooaxial périphérique ne comportant qu'une seule languette. Selon ces figures la largeur des languettes est légèrement supérieure au diamètre de la zone extrême décolletée du conducteur central 54, et une vimte cylindrique 29, par exemple en polyamide, forme une cuvette antmr des 3 extrémités des conducteurs. Cette virole présente un diaètre interne légèrement inférieur au diamètre externe de la prise coaxiale standard et elle est maintenue en position par adhérence sur s. deux languettes. Une telle cuvette sert de réceptacle A la coulée de la composition pyrotechnique sensible 64 qui enrobe totalement le filament 59 et cette cuvette peut éventuellement être formée directement par la masse diélectrique commune 60 notamment lorsque le diamètre interne de cette cuvette est supérieur au diamètre externe de la prise coaxiale. 2557689- Revendications 1. Initiateur pyrotechnique à structure coaxiale comportant au moins un filament résistant (9-39) connecté au conducteur central (4-34) et au conducteur périphérique (5-35), caractérisé en ce que l'inflamma- teur (131) comporte une prise coaxiale standard (3-33), dont la zone extrême destinée à la connexion du filament est modifiée, et en ce que les moyens d'isolation électrique entre, d'une part les deux conducteurs (4-34) et (5-35), et d'autre part le conducteur périphé- rique (5-35) et l'extérieur de l'inflammateur, comprennent une masse diélectrique commune (10-40). 2. Initiateur pyrotechnique selon le revendications 1, caractérisé en ce que le conducteur périphérique (5-35) de la prise coaxiale standard comporte au moins une ouverture située au niveau de la masse diélectrique (10-40). 3. Initiateur pyrotechnique selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ouverture du conducteur périphérique (5-35) s'étend jusqu'à l'extrémité du conducteur périphérique et dégage au moins une lan- guette périphérique (7-37) destinée à la connexion du filament ré- sistant. 4. Initiateur pyrotechnique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le conducteur périphérique (35) est pourvu de deux échancrures latérales qui ménagent deux languettes périphériques (37) et (37') diamétralement opposées. 5. Initiateur pyrotechnique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le conducteur périphérique (5) est pourvu d'une large échan- crure latérale qui ne ménage qu'une languette périphérique (7). 6. Initiateur pyrotechnique selon l'une des revendications 4 ou 5; caractérisé en ce que les languettes du conducteur périphérique (7-37) et éventuellement la zone extrême du conducteur central (4) sont cambrées. 7. Initiateur pyrotechnique selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que l'extrémité de la languette du conducteur périphérique et l'extrémité du conducteur central sont sensiblement symétriques par rapport A l'axe de la prise coaxiale standard (3). 8. Initiateur pyrotechnique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse diélectrique commune (10-40) est continue, cette masse diélectrique étant obtenue au cours d'une unique opération d'injection. 9. Initiateur pyrotechnique selon l'une des revendications 1 ou 8, caractérisé en ce que la masse diélectrique comporte un bossage central (11-41) ménagé sur la face traversée par les zones extrêmes des deux conducteurs et destiné à fixer la perle d'allumage. 10. Initiateur pyrotechnique selon l'une des revendications 1 ou 8, caractérisé en ce que la masse diélectrique commune comporte un insert métallique extérieur (21). 11. Initiateur pyrotechnique selon l'une des revendications 1 ou 10, caractérisé en ce que la surface extérieure de l'inflammateur com- porte une gorge de sertissage (12-42). 12. Initiateur pyrotechnique selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que l'insert métallique extérieur comporte A la fois une gorge de sertissage et un filetage (22). 13. Initiateur pyrotechnique selon l'une des revendications 8 A 12, caractérisé en ce que la masse diélectrique commune comporte une portée cylindrique périphérique (13) sur laquelle est engagé un capuchon (15) contenant une poudre d'allumage (16). 14. Initiateur pyrotechnique selon la revendication 13, caractérisé en ce que le capuchon (15) est réalisé en matériau diélectrique. 15. Initiateur pyrotechnique selon l'une des revendications 13 ou 14 caractérisé en ce que le capuchon (15) est surmonté par un étui métallique (17) cylindrique qui est serti sur la base de l'inflamma- teur et dont le fond comporte une large ouverture (18).