Brevet FR2838818A1 — publié le 20031024

bord du plan de transfert thermique plus etendu. DISPOSITIF DE LIAISON PROVISOIRE ET DE SEPARATION PYROTECHNIQUE DE DEUX ELEMENTS, SANS RUPTURE DESCRIPTION Domaine technique L' invention concerne un dispositif apte a assurer une liaison provisoire entre deux elements et utilisant un tube a expansion pyrotechnique pour separer ces elements, sans necessiter la rupture d'une piece quelconque. Un tel dispositif peut notamment etre utilise dans les industries aeronautique et spatiale, pour commander en un temps tres bref la separation de deux elements structurels, tout en assurant la transmission eventuelle d'eforts importants entre ces deux elements, avant que la rupture ne soit effectuee. Etat de la technique 10rsque deux elements entre lesquels passent des efforts doivent etre separes de fac,on irreversible, en un temps tres bref, au moyen d'une commande a distance, on utilise couramment des dispositifs de separation pyrotechnique integres dans la zone de jonction entre les deux elements. Les dispositifs de separation pyrotechnique comprennent generalement un tube a expansion pyrotechnique, c'est-a-dire un tube metallique etanche et deformable, dans lequel circule un cordeau detonant. Un materiau souple tel que du caoutchouc est interpose entre le cordeau detonant et le tube qui ltenveloppe. avant la mise a feu, le tube presente une section oblongue, par exemple en forme d' ellipse ou de cercle aplati. Lorsque le cordeau detonant est mis a feu, l'onde de choc qui se propage a tres grande vitesse le long du tube deforme celui-ci et tend a lui donner une section circulaire. Dans les dispositifs de separation pyrotechnique existants, le tube a expansion pyrotechnique est utilise pour decouper l'un des deux elements selon une ligne de decoupe donnee, afin de separer les deux elements l'un de l'autre. Dans le cas ou les elements a separer vent metallia1es, il est connu de loger le tube a expansion pyrotechnique dans le fond d'un evidement a section en forme de U pratique dans l'un de ces lements. L autre element est alors fixe dans lt entree de cet evidement, par exemple au moyen de boulons ou analogues. La mise a feu du cordeau detonant provoque la cassure des deux branches laterales de lt clement evide, selon des lignes definies par des zones d'epaisseur reduite. Les documents FR-A-2 598 796 et EP-A-O 273 061 illustrent des dispositifs de ce type. Il est ega'ement connu, comme l'illustre le document US-A-4 137 848, de loger le tube a expansion pyrotechnique entre deux parties en vis-a-vis des elements metalliques a separer, en donnant a l'une desdites parties une epaisseur reduite. Les deux elements vent relies l'un a l'autre par des boulons ou analogues, d'un cote du tube et a proximite de celui cf. La mise a feu du cordeau detonant provoque la cassure de la partie d'epaisseur reduite. Le document US-A-3 362 290 decrit un agencement tres proche de celui qui fait ['objet des documents FR-A-2 598 796 et EP-A-O 273 061.- Toutefois, au lieu de provoquer la cassure de ltelement, evide, la mise a feu du cordeau detonant provoque, dans ce cas, le cisaillement des rivets servant a assembler les deux elements, avant leur separation. A cet effet, les rivets vent creux et de petit diametre. Loreque les elements a separer vent des structures de type sandwich, il a ete propose de loger le tube a expansion pyrotechnique dans une partie de ces structures depourvue d'ame alveolaire. La mise a feu du cordeau detonant a alors pour effet de decouper les pa-'.ies du evetement de la s ructure situees en face audit tube. Des agencements de ce type vent decrits dans les documents FR-A--2 779 223 et FR-A 2 779 224. Dans le document FR-A-2 779 222, il est decrit un agencement comparable, dans lequel les deux elements vent relies initialement l'un a l'autre par au moins une piece de liaison collee. Lors de la mise a feu, l' expansion du tube provoque le decollement de la piece de liaison et la separation des deux elements. En resume, tous les dispositifs connus de separation pyrotechnique associes a des pieces metalliques realisent la separation desdites pieces en commandant la rupture de l'une d'entre elles ou le cisaillement des organes qui en assurent ['assemblage. Il en est generalement de meme dans le cas des dispositifs associes a des pieces en materiaux composites. La seule exception concerne le cas du dispositif decrit dans le document FR-A-2 779 222, dans lequel la decoupe de l'un des deux elements est remplacee par le decollement d'une piece de liaison collee. Toutefois, ce type de dispositif ne peut etre utilise que pour relier des elements en materiaux composites. Expose de l' invention L' invention a pour but la realisation d'un dispositif de separation pyrotechnique dont la conception originale lui permet de separer des elements en des materiaux quelconques, nca;ruent mt-llioues, sans entra^ner la rupture d'aucne piece. Conformement a linvention, ce resultat est obtenu au moyen d'un dispositif de liaison provisoire et de separation pyrotechnique, comprenant un tube a expansion pyrotechnique monte dans un espace menage dans une zone de liaison entre deux elements a separer, caracterise en ce que ledit espace est delimite en partie par une piece de liaison solidaire dun premier desdits elements, ladite piece de liaison assurant normalement une liaison par pression entre lesdits elements et etant apte a se deformer, lors d'une mise en muvre du tube a expansion pyrotechnique, pour liberer ladite liaison par pression. Cet agencement permet de separer les deux elements sans aucune rupture de piece. On supprime ainsi tout risque qu'un fragment libere lors de la rupture vienne endommager des equipements situes a proximite de la zone de jonction. Selon un mode de realisation prefere de linvention, la piece de liaison est montee sur une face du premier element par des moyens de fixation tels que des boulons et comporte au moins une partie active qui delimite partiellement ledit espace. Une extremite de la partie active est alors apte a maintenir un talon du deuxieme element en appui contre une empreinte complementaire formee sur le premier element, pour former ladite liaison par pression. Avantageusement, ltespace dans loquel est rec,u le tube a expansion pyrotechnique est forme dans le premier element et debouche sur la face precitee de celui-ci, entre les moyens de fixation et lempreinte complementaire. En variante, l'espace precise peut aussi etre forme dans le talon du deuxieme elment. Avantageusement encore, l'extremite preci'ee de la partie active de la piece de liaison est en forme de crochet, de fac,on a etre normalement rec,ue dans une encoche formee dans le talon du deuxieme element. Dans ce cas, la piece de liaison et la face precitee du premier element cooperent de preference entre elles par des surfaces complementaires a effet de coin, apses a deplacer legerement ladite extremite repliee en forme de coin vers les moyens de fixation, lors du serrage de coux-ci. Dans le mode de realisation prefere de l' invention, la piece de liaison comporte avantageusement une partie de base, par laquelle elle est fixee sur le premier element, et une pluralite de parties actives realisees d'un seul tenant avec la partie de base et apses a se deformer en eloignement de ladite face, lors d'une mise en uvre du tube a expansion pyrotechnique. Selon le cas, les deux elements peuvent etre annulaires et disposes bout a bout ou constitues par des panneaux disposes bout a bout. Dans le premier cas, la piece de liaison encercle la zone de jonction. Dans le second cas, la piece de liaison chevauche la zone de jonction. Breve description des dessins - On decrira a present, a titre d'exemple illustratif et nullement limitatif, un mode de realisation prefere de l' invention, en se referent aux dessins annexes, dans lesquels. -La figure 1 est une vue en coupe transversale qui represente un dispositif conforme a l' invention, avant ['assemblage des deux elements; -La figure 2 est une vue comparable a la figure 1, qui represente le dispositif assemble; et -La figure 3 est une vue comparable aux figures 1 et 2, qui represente le dispositif apres la mise en uvre du tube a expansion pyrotechnique. Description detaillee diun mode de realisation prefere de l' invention On a represente sur les figures 1 a 3 un mode de realisation prefere d'un,dispositif 10 de liaison provisoire et de separation pyrotechnique, place entre un premier element 12 et un deuxieme element 14. Le premier element 12 et le deuxieme element 14 vent constitues avantageusement soit comme deux elements annulaires, sensiblement de meme diametre, soit par deux panneaux de forme quelconque. Dans les deux cas, les elements 12 et 14 vent prevus pour etre assembles bout a bout. Le dispositif 10 conforme a l' invention est situe dans la zone de liaison entre les deux elements 12 et 14. Il comprend principalement un tube a expansion pyrotechnique 16 de conception classique, ainsi qu'une piece de liaison 18. Comme on le volt bien sur la figure 1 qui represente les pieces avant leur assemblage,' le tube a expansion ovrotechriiq.ie 16 es' loge dar. un espace 20 qui est forme dans le premier element 12 et debouche sur une face 22 de celui-ci. Plus precisement, l'espace est materialise par une gorge de secticn rectangulaire et le tube a expansion pyrotechnique 16 affleure la face 22 du premier element 12 lorequ'il est place a l'interieur de ladite gorge. A son extremite situee au-dela de l'espace 20, le premier element 12 comprend une empreinte 24 dont la fonction apparaltra par la suite. Cette empreinte 24 est delimitee dans ce cas par un franc perpendiculaire a la face 22 du premier element 12 et debouchant sur ladite face, et par un franc parallele a la face 22. A l' oppose de l'empreinte 24 par rapport a l'espace 20, la face 22 du premier element 12 comporte une partie en creux reliee, par une surface inclinee 26, a la partie de ladite face dans laquelle est forme liespace 20. A proximite de cette surface inclinee 26, la partie en creux de la face 22 du premier element 12 est traversee par des trous 28 destines au passage dorganes de fixation tels que des vis 30 associees a des ecrous 44 et materialisant des moyens de fixation de la piece de liaison 18 sur la face 22 du premier element 12. Le deuxieme element 14 comporte, a son extremite prevue pour etre assemblee au premier element 12, un talon 32. Ce talon 32 est prevu pour venir en appoi contre l'empreinte 24 formee a ltextremite du premier element 12. A cet effet, il presente des surfaces complementaires de celles qui delimitent lempreinte 24. Le talon 32 du deuxieme element 14 comprend de plus une encoche 36, sur sa face 34 pre.vue pour etre tournee du meme cote qu- la face 22 du premier element 12. Dans ce cas, l'encoche 36 presente la forme d'une rinre de section rctangula e. La piece de liaison 18 comprend une partie de base 38, ainsi qu'au moins une et de preference plusieurs parties actives 40. Les parties actives 40 vent realisees d'une seule piece avec la partie de base 38. Wiles vent prevues pour pouvoir se deformer lorsqu'elles vent soumises a ['effort engendre par la mise a feu du cordeau detonant contenu dans le tube a expansion pyrotechnique 16. La partie de base 38 est prevue pour etre fixce sur la face 22 du premier element 12 a l' aide des moyens de fixation precites. A cet effet, la partie de base est traversee par des trous 42 qui vent sensiblement alignes avec les trous 28 lorsque la piece de liaison 18 est mise en place. Les vis 30 vent alors introduites dans les trous 28 et 42 alignes. Les ecrous 44 vent ensuite visses sur les vis 30, pour completer les moyens de fixation. La face 46 de la piece de liaison 18 prevue pour etre appliquee sur la face 22 du premier element 12 a une forme complementaire de celle de ladite face 22. Ainsi, cette face 26 de la piece de liaison 18 comprend une surface inclinee 48 complementaire de la surface inclinee 26 de la face 22. Les surfaces inclinees 26 et 48 forment ainsi des surfaces complementaires a effet de coin, dont ltagencement est tel que ia piee ae a:son 18 est deplacee legerement vers le teas en cons derant les figures, lo-s du serrage des boutor.s forf,es par es vis et les ecrous 44, lesdits boulons materialisant les moyens de fixation de la piece de liaison 18 sur le premier element 12. Les parties actives 40 prolongent la partie de base 38 de la piece de liaison 18 de fa,con a stetendre au-dela de l'empreinte 24 formee a l'extremite du premier element 12, lorsque la piece de liaison 18 est fixee sur celui-ci. Chacune des parties actives 40 comprend une extremite 50 en forme de crochet. Lorsque la piece de liaison est fixee sur le premier element 12 et loreque le talon 32 du deuxieme element 14 est en appci contre l'empreinte 24 du premier element 12, liextremite 50 en forme de crochet est rec,ue dans l'encoche 36 formee dans le talon 32, comme l'illustre la figure 2. Plus precisement, la cooperation des surfaces complementaires en forme de coin 26, 48 a pour effet, lors du serrage des boulons 30, 44, de deplacer legerement chacune des extremites 50 repliees en forme de crochet vers lesdits boulons. La face interieure des extremites 50 vient ainsi en appui contre le bord de l'encoche 36 le plus proche de l'extremite du talon 32. Cela a pour effet de presser le talon 32 contre lempreinte 24, de fac,on a etablir une liaison par pression entre le premier element 12 et le deuxieme element 14. Cet agencement obtenu apres assemblage des elements 12 et 14 par les pieces de liaison18 et les moyens de fixation 30, 44 est illustre sur la figure 2. Il permet d'etablir une liaison provisoire entre les differentes pieces et constitue un etat "normal" de ltassemblage. Lorsqu' on commande la separation des elements 12 et 14, le cordeau detonant contenu dans le tube 16 a expansion pyrotechnique est mis a feu. Cela se traduit de fac, on classique par un gonflement du tube 16, sous l'effet des gaz liberes par la mise a feu. La section initialement plate du tube 16 a expansion pyrotechnique devient alors pseudo circulaire, comme l'illustre la figure 3. Conformement a l' invention, le gonflement du tube 16 a expansion pyrotechnique a pour effet de plier les parties actives 40 de la piece de liaison 18 autour de leurs zones de liaison avec la partie de base 38 de cette piece, en eloignement du premier element 12. Cela est rendu possible par le caractere rigide de la partie de ['element 12 dans laquelle est usine l'espace 20 et par le caractere deformable des parties actives 40. Les parties actives 40 de la piece de liaison 18 s'ouvrent alors, en un temps tres court, a la maniere des petales d'une fleur. Cela a pour effet de degager completement les extremites 50 en forme de crochets de l'encoche 36 formee dans le talon 32. La liaison mecanique entre les elements 12 et 14 est ainsi supprimee. Ces elements peuvent done se separer l'un de l'autre, comme on l'a represente sur la figure 3. Bien entendu, l' invention ntest pas limitee au mode de realisation qui vient d'etre decrit a titre d'exemple. Ainsi, comme on l'a deja observe, les elements 12 et 14 peuvent etre soit de formes annulaires, soit constitues par des panneaux plans ou c- toute autre Corme. 3ans 2e pemier cas, la piece de liaison 18 ercercle la zone de liaison entre les deux elements et les parties actives 40 vent reparties sur toute sa circonference. Dans le second cas, la piece de liaison 18 chevauche la zone de jonction des deux panneaux. En outre, les moyens de fixation peuvent prendre des formes differentes (rivets, vis, etc.). Enfin, au lieu d'etre loge dans un espace usine dans le premier element 12, le tube 16 a expansion pyrotechnique peut aussi etre monte dans un espace usine dans le talon 32 de la deuxieme piece 14, entre l'extremite du talon et l'encoche 36. REVEND I CAT I ONS 1. Dispositif de liaison provisoire et de separation pyrotechnique, comprenant un tube (16) a expansion pyrotechnique monte dans un espace (20) menage dans une zone de liaison entre deux elements (12, 14) a separer, caracterise en ce que ledit espace (20) est delimite en partie par une piece de liaison (18) solidaire d'un premier (12) desdits elements, ladite piece de liaison (18) assurant normalement une liaison par pression entre lesdits elements et etant apte a se deformer, lors d'une mise en uvr-e du tube (16) a expansion pyrotechnique, pour liberer ladite li,aison par pression. 2. Dispcs itif selon la revendicati.on 1, dans loquel la piece de liaison (1&) est montee sur une face (22) du premier element (12) par des moyens de fixation (30, 44) et comporte au moins une partie active (40) qui delimite partiellement ledit espace (20), une extremite (50) de ladite partie active (40) etant apte a maintenir un talon (32) du deuxieme element (14) en appui contre une empreinte (24) complementaire formee sur le premier element (12), pour former ladite liaison par pression. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans loquel ledit espace (20) est forme dans le premier element (12) et debouche sur ladite face (22), entre les moyens de fixation (30, 44) et liempreinte (24) complementaire. 4. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ltespace (20) est forme dans le talon (32) du deuxieme element (14). S 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 a 4, dans loquel ladite extremite (50) de la partie active (40) de la piece de liaison (18) est en forme de crochet, de fac,on a etre normalement rec,ue dans une encoche (36) formee dans le talon (32) du deuxieme element (14). 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel la piece de liaison (18) et ladite face (22) du premier element (12) cooperent entre e.les par des surfaces complementaires (26, 48) a effet de coin, apses a deplacer legerement ladite extremite (50) repliee en forme de coin vers les moyens de fixation (30, 44), lors du serrage de ccux-ci. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 a 6, dans lequel les moyens de fixation vent des boulons (30, 44). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 a 7, dans lequel la piece de liaison (18) comporte une partie de base (38), par laquelle elle est fixee sur le premier element (12), et une pluralite de parties actives (40) realisees d'un seul tenant avec la partie de base (38) et apses a se deformer en eloignement de ladite face (22), lors d'une mise en uvre du tube (16) a expansion pyrotechnique. 9. Dipositif Salon l'une quelconque den revindication prcddentes, dams Sequel lea deux Elements {12, 14) vent annulaires et disposes bout bout, et la piece de liaison (18) encecle leer zone de joncLion. 10. Dispositif salon l'un quelconque den revendications 1 8, Dana lequel lea deux Elements 1Q (12, 14) vent den panneaux disposes bout bout et la