Brevet FR2679325A1 — publié le 19930122

Le domaine de la présente invention est celui des dispositifs de sécurité et d'armement pour mines et plus particulièrement pour mines à action horizontale. Les dispositifs de sécurité et d'armement ont pour fonction d'assurer un niveau de sécurité suffisant lors du stockage ou de la pose de la mine. L'amorce est le plus souvent portée par un volet qui passe d'une position de sécurité dans laquelle la chaîne pyrotechnique est désalignée à une position armée dans laquelle le réalîgnement est effectué. Le passage du volet d'une position à l'autre est obtenu au moyen d'une motorisation qui peut être mécanique ou bien électrique. Dans les solutions mécaniques traditionnelles, une chronométrie horlogère assure un passage progressif d'une position à l'autre du volet poussé par le ressort moteur. Les composants mécaniques horlogers sont cependant coûteux, c'est pourquoi on a cherché à remplacer chronométrie et motorisation par un simple moteur électrique du type pas à pas. Le brevet US4478147 décrit un tel dispositif de sécurité et d'armement destiné à équiper une bombe aéroportée. Un autre avantage de l'emploi du moteur pas à pas est qu'il est possible en inversant son sens de rotation de ramener le volet porte amorce à une position de sûreté. Une telle possibilité est particulièrement intéressante dans le cas d'une mine terrestre qui doit devenir inactive à l'issue d'une durée de vie fixe ou bien programmée. Cependant, en cas de défaillance du moteur ou bien de son alimentation électrique, le couple résistant du moteur devient quasi nul et la position du volet n'est plus assurée ce qui est pénalisant du point de vue de la sûreté du dispositif. C'est le but de l'invention que de proposer un dispositif de sécurité et d'armement dans lequel le volet porte amorce soit ramené dans une position certaine, armée ou bien de sûreté, en cas de défaillance de la motorisation. Ainsi l'invention a pour objet un dispositif de sécurité et d'armement, par exemple pour une mine, et comprenant un volet porte amorce, rotatif par rapport à un corps du dispositif, et pouvant passer entraîné par un moteur d'une position de sécurité à une position armée, dispositif caractérisé en ce qu'un ressort relie le volet au corps et se trouve disposé de telle sorte que l'axe de rotation du volet soit situé entre les deux points d'accrochage du ressort, le ressort assurant ainsi au volet deux positions stables par rapport au corps, ces deux positions étant la position de sécurité et la position armée. De façon préférentielle, le dispositif de sécurité et d'armement comporte un bouton de commande rotatif pouvant occuper au moins deux positions : une position de sécurité et une position d'armement. Le dispositif de sécurité et d'armement pourra comprendre un premier verrou qui est solidaire du bouton de commande et interdit toute rotation du volet quand le bouton se trouve en position de sécurité. Suivant diverses caractéristiques: le bouton de commande du dispositif de sécurité et d'armement peut porter une butée circulant dans une lumière aménagée sur le corps, et la tête de la butée vient alors en appui sur une rainure de la lumière. La lumière pourra comprendre un lamage dans lequel vient la tête de butée lorsque le bouton de commande se trouve en position de sécurité. Le dispositif de sécurité et d'armement peut également comporter un deuxième verrou constitué par un bossage solidaire du boîtier et disposé en regard d'une languette élastique portée par le volet. Dans ce cas, la languette du dispositif de sécurité et d'armement est effacée par la tête de butée lors du passage du bouton de commande dans sa position d'armement. Le dispositif de sécurité et d'armement peut également comporter au moins deux interrupteurs actionnés par des portées du volet, un premier interrupteur assurant une mise en court circuit de l'amorce lorsque le volet est en position de sécurité et un deuxième interrupteur assurant l'alimentation électrique du circuit de mise à feu de l'amorce, et fermé par le volet lors de son passage en position de mise à feu. Le dispositif de sécurité et d'armement peut également comporter au moins deux interrupteurs actionnés par la tête de butée solidaire du bouton de commande, un premier interrupteur assurant l'alimentation des circuits de programmation lors du passage du bouton de commande dans sa position de programmation, et un deuxième interrupteur, se fermant lors du passage du bouton en position d'armement, et assurant l'alimentation électrique du moteur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'un mode particulier de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: -La figure 1 est une vue du dispositif en coupe suivant le plan radial AA de la figure 2. -La figure 2 est une vue du dispositif en coupe suivant le plan BB de la figure 1. -La figure 3 est une coupe partielle du dispositif suivant le plan brisé CC de la figure 2. -La figure 4 est une coupe partielle du dispositif suivant le plan brisé DD de la figure 2. -La figure 5 est une vue frontale externe du dispositif. -les figures 6, 7, 8 et 9 sont des vues schématiques du dispositif dans les positions respectivement de sécurité, de programmation, d'armement et armée. En référence aux figures 1 et 2, le dispositif de sécurité et d'armement selon l'invention est fixé à l'intérieur d'un boîtier 1 par l'intermédiaire de deux vis 2 (visibles figure 2). Le boîtier 1 est assemblé à une mine 3 de manière connue par trois grenouillières non représentées. Un joint 4 assure l'étanchéité de l'assemblage. La mine n'est pas représen-tée ici en détail, elle comprend une charge explosive initiée par un relais d'amorçage 5, positionné sensiblement axialement par rapport à la mine dans un logement aménagé sur une plaque de fermeture 6 du dispositif de sécurité et d'armement. Le dispositif lui même comprend un corps 7, réalisé par exemple en matière plastique ou bien en alliage d'aluminium, et qui reçoit dans un logement cylindrique 8 un bouton d'armement 9, réalisé par exemple en matière plastique transparente. Le bouton est également centré par un alésage 10 sur un prolongement 11 du corps. Un ressort de compression 12 est disposé entre le bouton d'armement 9 et le corps 7 dans un logement cylindrique du prolongement. Un joint torique 13a, disposé dans une gorge périphérique aménagée sur le bouton, assure l'étanchéité entre ce dernier et le corps 7. Un deuxième joint torique 13b, disposé dans une gorge périphérique externe du corps assure l'étanchéité entre ce dernier et le boîtier (voir également figure 3). En se reportant à la figure 5, le bouton d'armement peut occuper trois positions. Une position stockage/sécurité (repère S > , une position de programmation (repère P) et une position d'armement (repère A). La face externe du dispositif porte également un bouton de programmation 14 de la durée de vie de la mine et un cadran d'affichage 15 permettant à l'opérateur de visualiser les différents échanges d'informations. Le dispositif d'armement comprend également (figure t) un module électronique, dont les fonctionnalites seront décrites par la suite, et qui est porté par un circuit imprimé 16 rendu solidaire du boîtier 1 (par exemple par des vis). Le circuit imprimé 16 porte également des lamelles 17a, 17b et 17c (voir figure 2) qui assurent le raccordement du module électronique à une source d'énergie (par exemple des piles au lithium 18a et 18b), ainsi que un ou plusieurs condensateurs de mise à feu (non représentés). Le dispositif de sécurité et d'armement selon l'invention comporte également un volet 19 portant une amorce électrique 20. Le volet est monté rotatif par rapport au corps 7 et cela par l'intermédiaire d'un axe 21 solidaire du volet et disposé dans un alésage 22 du corps 7. La plaque de fermeture 6, réalisée par exemple en acier, joue le rôle d'écran c'est à dire qu'elle empêche toute transmission pyrotechnique vers le relais d'amorçage en cas de fonctionnement inopiné de l'amorce 20. Elle est fixée sur le corps 7 au moyen de quatre vis 48 (voir figure 3). Un couvercle 23 est positionné sur des épaulements périphériques du corps 7 et pincé entre la plaque de fermeture et le corps 7. Ce couvercle vient compléter la fermeture de l'arrière du corps 7 et assure la protection du dispositif vis à vis des poussières lors des opérations d'assemblage et de stockage. Le volet est représenté ici (figure 2) dans sa position de sécurité dans laquelle l'amorce 20 est désalignée relativement au relais d'amorçage 5. La rotation du volet 19 est commandée par un moteur électrique pas à pas 24 fixé au corps 7 par deux vis 25. Un pignon d'entraînement 26 solidaire du moteur engrène sur un secteur denté 27 du volet 19. Un ressort de rappel 28 est accroché par une de ses extrémités à un pion 29a solidaire du corps 7 et par l'autre extrémité à un deuxième pion 29b solidaire du volet 19. Ce ressort est disposé de telle sorte que l'axe de rotation 21 du volet 19 soit situé entre les deux points d'accrochage (29a et 29b) du ressort. Ainsi l'ensemble volet/ressort constitue un dispositif bistable, c'est à dire présentant relativement au corps 7 deux positions d'équilibre stables. Suivant la position dans laquelle se trouve le volet, le ressort aura pour effet de ramener celui-ci en position de sécurité ou bien de l'amener en position armée. La position d"équilibre instable" de l'ensemble voletXressort est celle dans laquelle l'axe de rotation du volet est aligné avec les deux points d'accrochageX De part et d'autre de cette position instable le volet sera ramené vers une position différente (de sécurité ou armée). On voit qu'il est possible de choisir des positions des points d'accrochages (29a, 29b) telles que le volet soit, sur pratiquement toute sa course de rotation, ramené par le ressort dans sa position de sécurité. Il suffit pour cela de rapprocher la position d'équilibre instable du volet de la position armee. Il est possible inversement de choisir des positions des points d'accrochages telles que le volet soit, sur pratiquement toute sa course de rotation, amené par le ressort dans la position armée. Il suffit pour cela de rapprocher la position d'équilibre instable du volet de la position de sécurité. Le volet se trouve immobilisé dans sa position de sécurité par deux verrous. Un premier verrou 30 est une tige qui vient en appui contre le volet 19 et qui présente une portion filetée permettant de la rendre solidaire du bouton de commande 9 (voir figure 3). La tige 30 porte un épaulement 31. Dans la position de sécurité du dispositif, l'épaulement 31 est disposé dans un lamage cylindrique 32a aménagé sur le corps 7. Un deuxième verrou est constitué par un bossage 33, solidaire du corps 7, et disposé en regard d'une languette élastique 34 solidaire du volet 19 (fig 2). Une butée 35 (voir la figure 3) présente une tête 36 et une portion filetée permettant de la rendre solidaire du bouton d'armement 9. Ainsi Le bouton d'armement 9 se trouve retenu axialement par le verrou 30 et la butée 35. Lorsque le dispositif est dans sa position de sécurité, la tête 36 de la butée est logée dans un lamage cylindrique 32b aménagé sur le corps 7. Les deux lamages 32a et 32b bloquent ainsi en rotation le bouton d'armement 9 dans la position sécurité (un seul lamage pourrait éventuellement être prévu). Le corps 7 présente également deux lumières 37a et 37b délimitées par des surfaces cylindriques Iréalisées par exemple par fraisage suivant une traJectoire circulaire centrée sur l'axe du bouton) et qui permettent le passage et le guidage respectif du verrou 30 et de la butée 35. Chacune des lumieres 37a et 37b présente des rainures de guidage 38a et 38b. Chaque rainure est constituée par un fraisage d'un diamètre supérieur à celui du fraisage de la lumière, le diamètre de ce fraisage étant sensiblement égal respectivement au diamètre de l'épaulement 31 (rainure 38a) et au diamètre de la tête 36 de la butée (rainure 38b). Les rainures 38a et 38b s'étendent angulairement depuis les lamages 32a et 32b jusqu'aux positions angulaires dans lesquelles se trouvent respectivement le verrou 30 et la butée 35 quand le bouton d'armement 9 se trouve dans la position de programmation (P). Pour passer de la position sécurité à la position programmation, il est donc nécessaire d'enfoncer le bouton d'armement 9. Cet enfoncement est limité par deux bossages 39a et 39b réalisés sur le bouton d'armement 9 et qui viennent en butée sur le corps 7 (voir figure 4), mais il est néanmoins suffisant pour dégager l'épaulement 31 du lamage 32a et la tête 36 du lamage 32b Le bouton d'armement 9 est ensuite tourné Jusqu a sa position programmation (P), l'épaulement 31 et la tête 36 sont en appui respectivement sur les rainures 38a et 38b et viennent en butée contre le corps 7 lorsque le bouton se trouve dans la position programmation. Pour rejoindre la position armement, il est nécessaire d'enfoncer de nouveau le bouton d'armement 9. Les deux bossages 39a et 39b qui faisaient précédemment obstacle à un tel enfoncement se trouvent, lorsque le bouton d'armement est dans la position de programmation (P), en regard des lumières 37a et 37b. L'enfoncement du bouton est ainsi autorisé. L'épaulement 31 du verrou 30 et la tête 36 de la butée 35 se dégagent des rainures 38a et 38b et viennent en appui sur des surfaces planes du corps 7 qui sont parallèles aux rainures. La rotation du bouton d'armement est possible jusqu'à sa position armée (A? dans laquelle la tige du verrou 30 et la butée 35 viennent en contact respectivement avec les surfaces cylindriques délimitant les extrémités des lumières 37a et 37b. Sur le corps 7 sont fixés quatre interrupteurs identiques 40a, 40b, 40c et 40d. Chaque interrupteur est constitué par deux lamelles conductrices 41, reliées au module électronique, et un support isolant de fixation 42. Ces interrupteurs gèrent le fonctionnement du circuit électrique du dispositif selon l'invention. Deux interrupteurs sont actionnés par le volet 19 lui même, et deux autres le sont par la tête 36 de la butée 36. Quand le volet se trouve dans sa position de sécurité représentée figure 6, l'interrupteur 40a est fermé par une portée cylindrique 43 du volet 19. Cet interrupteur assure la mise en court circuit de l'amorce 20. L'interrupteur 40b, ouvert en position sécurité, est fermé par une partie hémi-cylindrique 44 du volet 19, lorsque le volet se trouve dans sa position armée {voir figure 9). Cet interrupteur assure l'alimentation électrique du circuit de mise à feu de l'amorce, la mise à feu elle même étant provoquée par la détection de la cible consécutivement par exemple à la rupture d'un fil piège (non représenté). Ces deux premiers interrupteurs apportent donc une sûreté électrique au dispositif selon l'invention. Lorsque le volet se trouve dans sa position de sûreté, ils assurent à la fois la coupure de l'alimentation électrique du circuit de mise à feu de l'amorce et la mise en court circuit de cette dernière (ce qui évite les initiations de celle ci suite à des décharges électrostatiques). Un interrupteur 40c est fermé par la tête 36 de la butée 35 (voir figure 7) lorsque le bouton d'armement 9 se trouve en position programmation (P). Cet interrupteur assure l'alimentation des circuits autotest et programmation du module électronique. L'interrupteur 40d est fermé par la tête 36 de la butée 35 (voir figure 8) lorsque le bouton d'armement 9 se trouve en position armement (A). La fermeture de cet interrupteur est utilisée par le module électronique pour alimenter le moteur pas à pas. Dans le même temps le module électronique utilise la séquence ouverture de 40c puis fermeture de 40d pour valider la programmation effectuée. Comme cela est visible sur la figure 8, la tête 36 de la butée 35 provoque le dégagement de la languette élastique 34 du volet 19 lors du passage en position armement du bouton d'armement 9. Le bossage 33 n'interdit plus alors la rotation du volet 19. Le volet 19 présente deux pastilles de couleurs différentes. Une pastille de couleur verte 45 visualise la position de sécurité du volet 19, une pastille de couleur rouge 46 visualise la position armée du volet 19 (chaîne pyrotechnique alignée). Les pastilles sont visibles de l'extérieur du dispositif, au travers du bouton d'armement 9 réalisé en matière plastique transparente, par un orifice aménagé dans le corps 7 (orifice non représenté ici mais disposé sur le corps au niveau de la position de la pastille 45 sur la figure 2). Le fonctionnement du dispositif de sécurité et d'armement selon l'invention est le suivant: Dans la position de sécurité (S) du bouton d'armement 9 (voir figure 6), le volet 19 est bloqué dans sa position désalignée par le verrou 30 en appui contre le volet 19 et par le bossage 33 contre lequel vient en butée la languette 34. Ces différents verrouillages assurent un désalignement de la chaîne pyrotechnique, en conséquence une sécurité pyrotechnique totale. Les circuits électriques ne sont pas alimentés et l'interrupteur 40a, fermé par la portée cylindrique 43 du volet 19, assure la mise en court circuit de l'amorce 20. La position de sécurité du volet est visualisable de l'extérieur grace à la pastille de couleur verte. Le passage du bouton d'armement 9 à sa position de programmation (P > (voir figure 7), se réalise en deux temps: -Tout d'abord, le bouton d'armement 9 est enfoncé jusqu'en butée contre le corps 7, ce qui dégage l'épaulement 31 et la tête 36 de leurs lamages respectifs 32a et 32b. -Ensuite, le bouton d'armement 9 est tourné de sa position sécurité jusqu a la mise en butée de la tête 36 et de l'épaulement 31 sur le fond des rainures 38a et 38b. Ce qui correspond à la position programmation (P) du bouton d'armement 9. Au cours de ce mouvement, l'interrupteur 40c est fermé par la tête 36 de la butée 35, ce qui entraîne l'alimentation du circuit autotest/programmation L'interrupteur 40a est toujours maintenu fermé par le volet 19. Le circuit autotest/programmation étant opérationnel, le cadran d'affichage 15 est alimenté. Le contrôle autotest des différents circuits électriques et la programmation de la durée de vie du système peuvent être effectués. La sécurité pyrotechnique, c'est à dire le désalignement de la chaîne pyrotechnique est toujours assurée, le ressort 28 maintenant le volet 19 dans sa position stable de sécurité. Le passage du bouton d'armement 9 à sa position d'armement (A) (voir figure 8), se réalise en deux temps: -Tout d'abord, le bouton d'armement 9 est enfoncé jusqu'en butée contre le corps 7 ce qui entraîne le dégagement du verrou 30 et de la tête 36 de leurs rainures respectives 38a et 38b. -Ensuite, le bouton d'armement 9 est tourné jusqu'à la mise en butée du verrou 30 et de la butée 35 sur le fond des lumières 37a et 37b. Ce qui correspond à la position armement (A) du bouton d'armement 9. Au cours de ce mouvement, la tête 36 de la butée 35 ouvre l'interrupteur 40c puis ferme l'interrupteur 4Ud. La tête 36 écarte également la languette élastique 34 du bossage 33. Le module électronique utilise la séquence ouverture de l'interrupteur 40c puis fermeture de l'interrupteur 40d comme signal de validation de la programmation effectuée. La fermeture de l'interrupteur 40d entraîne également l'alimentation électrique du moteur pas à pas 24 qui se met à tourner, entraînant le volet 19. Le temps nécessaire au moteur pour faire passer le volet de la position de sécurité à la position armée est par exemple de l'ordre de 5 minutes ce qui donne une sécurité de pose pour la mine. Mais ce temps pourrait être modifié en jouant sur la vitesse de rotation du moteur. La rotation du volet 19 entraîne l'ouverture de l'interrupteur 40a, l'amorce 20 n'est donc plus court circuitée. Dans le cas d'une défaillance du moteur pas à pas ou de sa source d'énergie, le ressort 28 assurera le retour en position de sécurité du volet 19 et cela jusqu'au passage de la position d"'équilibre instable" du volet. Au delà de cette position instable et en cas de défaillance du moteur ou de sa source d'énergie, le ressort amènera le volet dans sa position armée. Ainsi la mine pourra être opérationnelle malgré cette défaillance. A la fin de la période de sécurité de pose le volet se trouve dans sa position armée représentée figure 9. Le volet est maintenu dans cette position par le ressort 28. La portée hémi-sphérique 44 ferme l'interrupteur 40b qui met sous tension les différents circuits du module électronique et en particulier alimente le circuit de mise à feu ce qui entraîne la charge du ou des condensateurs. L'état armé du dispositif est visible de l'extérieur grâce à la pastille de couleur rouge 46 située sur le volet 19. Dans le cas où une cible est détectée (par exemple par rupture d'un fil piège), l'amorce électrique 20 est initiée par la décharge du ou des condensateurs et la mine détone. Si aucune cible n'est détectée, le module électronique génère à l'issue de la durée de vie programmée un signal électrique de fin d'activité. Le module électronique utilise ce signal pour commander la rotation du moteur pas à pas en sens inverse ce qui permet de ramener le volet 19 en position de sécurité. Suite au retour du volet, l'interrupteur 40b est ouvert et l'interrupteur 40a est fermé. Cela provoque une ouverture du circuit d'alimentation des circuits de mise de feu et la décharge des condensateurs de mise à feu dans un circuit annexe, par exemple une résistance de court circuit qui pourra éventuellement être fusible de façon à imposer le remplacement de cette dernière pour remettre en service la mine. Le retour du dispositif à son état initial se fait alors simplement par rotation du bouton d'armement 9 dans le sens inverse de celui adopté lors de la mise en oeuvre. Cette manoeuvre provoque d'une part l'ouverture de l'interrupteur 40d donc la déconnexion de l'alimentation électrique du moteur pas à pas 24, et d'autre part le retour de l'épaulement 31 et de la tête 36 dans leurs lamages respectifs 32a et 32b ce qui provoque le verrouillage du bouton d'armement ainsi que le verrouillage du volet dans sa position de sécurité. Le dispositif de sécurité et d'armement selon l'invention est prêt pour une nouvelle utilisation. Dans le cas d'une défaillance du moteur pas à pas où de sa source d'énergie, le bouton d'armement 9 pourra entraîner néanmoins dans un premier temps le volet par l'intermédiaire du verrou 30 venant en appui sur une portée cylindrique 47 du volet 19. Une fois passé la position d'équilibre instable, le ressort 28 ramènera le volet dans sa position de sécurité. REVENDICATIONS 1-Dispositif de sécurité et d'armement, par exemple pour une mine, et comprenant un volet porte amorce (19), rotatif par rapport à un corps (7) du dispositif, et pouvant passer, entraîné par un moteur (24), d'une position de sécurité à une position armée, dispositif caractérisé en ce qu'un ressort (28) relie le volet au corps et se trouve disposé de telle sorte que l'axe de rotation (21) du volet soit situé entre les deux points d'accrochate (29a,29b) du ressort, le ressort assurant ainsi au volet (19) deux positions stables par rapport au corps (7), ces deux positions étant la position de sécurité et la position armée. 2-Dispositif de sécurité et d'armement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu > il comporte un bouton de commande rotatif (9) pouvant occuper au moins deux positions: une position de sécurité et une position d'armement. 3-Dispositif de sécurité et d'armement selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un premier verrou (30) qui est solidaire du bouton de commande (9) et interdit toute rotation du volet (19? quand le bouton se trouve en position de sécurité. 4-Dispositif de sécurité et d'armement selon une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le bouton de commande (9) porte une butée (35) circulant dans une lumière (37b) aménagée sur le corps, et en ce que la tête (36) de la butée vient en appui sur une rainure (38b) de la lumière (37b). 5-Dispositif de sécurité et d'armement selon la revendication 4, caractérisé en ce que la lumière (37b) comprend un lamage /32bol dans lequel vient la tête 136) de butée lorsque le bouton de commande (9) se trouve en position de sécurité. 6-Dispositif de sécurité et d'armement selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième verrou constitué par un bossage (33 > solidaire du corps (7) et disposé en regard d'une languette élastique (34) portée par le volet (19). 7-Dispositif de sécurité et d'armement selon la revendication 6, caractérisé en ce que la languette (34) est effacée par la tête (36) de butée lors du passage du bouton de commande (9) dans sa position d'armement. 8-Dispositif de sécurité et d'armement selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux interrupteurs actionnés par des portées du volet (19X, un premier interrupteur (40a) assurant une mise en court circuit de l'amorce (20) lorsque le volet (19) est en position de sécurité et un deuxième interrupteur (40b) assurant l'alimentation électrique du circuit de mise à feu de l'amorce (20), et fermé par le volet (19) lors de son passage en position de mise à feu. 9-Dispositif de sécurité et d'armement selon une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux interrupteurs actionnés par la tête (36) de butée solidaire du bouton de commande (9), un premier interrupteur (40c) assurant l'alimentation des circuits de programmation lors du passage du bouton de commande (9) dans sa position de programmation, et un deuxième interrupteur (40d), se fermant lors du passage du bouton en position d'armement, et assurant l'alimentation électrique du moteur.