Brevet FR2897402A1 — publié le 20070817

DISPOSITIF DE SEPARATION D'OBJETS A L'AIDE D'UN GAZ La présente invention est relative à un dispositif de séparation d'objets à l'aide d'un gaz, en particulier, à un dispositif de séparation d'objets à l'aide d'un gaz servant à séparer de force l'un de l'autre sur une distance de sécurité deux objets raccordés l'un à l'autre. En général, un système pour séparer un missile guidé d'une plateforme de lancement à terre ou à bord d'un navire utilise un boulon explosif. En l'occurrence, le missile guidé est relié (par exemple, retenu) à la plateforme de lancement par le boulon explosif et il se sépare instantanément de la plateforme de lancement. Le boulon explosif relie et sépare deux objets raccordés l'un à l'autre. Dans un système d'armement guidé, le boulon explosif est employé pour simplement séparer le missile guidé de la plateforme de lancement. Le missile guidé séparé de la plateforme de lancement est déplacé de force sur une certaine distance de sécurité par une poussée d'un gaz propulseur. Comme le boulon explosif sépare simplement l'un de l'autre les deux objets raccordés l'un à l'autre, un dispositif supplémentaire pour déplacer de force les objets sur une distance de sécurité est nécessaire. On utilise généralement comme dispositif supplémentaire un générateur de gaz. Cependant, pour utiliser une pression du générateur de gaz, un certain espace hermétique est nécessaire, ce qui est défavorable du point de vue de l'encombrement. En outre, pour faire fonctionner le générateur de gaz et le boulon explosif, il convient de concevoir chaque ligne d'alimentation électrique pour ceux-ci, aussi l'ensemble du système devient complexe, ce qui nuit à la fiabilité du système entier. Par conséquent, la présente invention vise à réaliser un dispositif de séparation d'objets à l'aide d'un gaz dans lequel deux objets raccordés l'un à l'autre peuvent être séparés l'un de l'autre, puis espacés l'un de l'autre sur une certaine distance de sécurité, à l'aide d'une structure simple. Pour atteindre ces avantages et d'autres, et selon l'objet de la présente invention, telle qu'elle est mise en oeuvre et décrite dans ces grandes lignes ici, il est proposé un dispositif de séparation d'objets à l'aide d'un gaz comprenant un boîtier, un cylindre et un système de piston disposé dans le boîtier, un moyen de fixation servant à fixer le cylindre et le système de piston à l'intérieur du boîtier, et un 2 générateur de gaz pour supprimer l'état de fixation entre le cylindre et le système de piston et pour séparer du boîtier le cylindre et le système de piston. Le boîtier a une forme creuse. Une extrémité du boîtier est ouverte et son extrémité fermée est reliée à un premier objet. Le cylindre est installé de manière mobile dans un espace intérieur du boîtier, dans une direction axiale du boîtier. Le système de piston est relié au cylindre dans l'espace intérieur du boîtier, et une extrémité de celui-ci, qui dépasse à l'extérieur du boîtier, est reliée à un second objet. Le moyen de fixation immobilise dans le boîtier le cylindre et le système de piston pour ainsi maintenir l'état de raccordement entre le premier objet et le second objet. Le moyen de fixation comprend plusieurs billes d'arrêt disposées dans plusieurs trous de réception du système de piston de manière à être inséré dans une gorge à billes ménagée sur un moyen de support du boîtier, et un corps élastique disposé entre le système de piston et le cylindre pour mettre sous pression le cylindre dans lequel l'extrémité intérieure du système de piston est insérée vers l'extrémité fermée du boîtier pour ainsi empêcher les billes d'arrêt de quitter la gorge à billes. De plus, comme un espace d'un diamètre intérieur plus grand que celui du moyen de mise en pression est ménagé sur un pourtour intérieur du cylindre, lorsque le générateur de gaz est en marche pour ainsi pousser le cylindre vers le système de piston, les différentes billes d'arrêt se déplacent vers l'espace. Ainsi, les différentes billes d'arrêt sont immobilisées dans la gorge à billes pour ainsi supprimer l'état de fixation du système de piston, séparant de ce fait du boîtier le cylindre et le système de piston. Le premier objet raccordé au boîtier se sépare donc du second objet raccordé au système de piston. De la sorte, on utilise une structure simple pour séparer d'une manière sûre l'un de l'autre des premier et second objets. De plus, le système de piston peut être formé en assemblant plusieurs pièces au lieu d'être constitué d'une seule pièce. Le système de piston comprend donc un piston monté sur le moyen de support du boîtier, un moyen d'accouplement relié au second objet et un moyen de liaison vissé entre le piston et le moyen d'accouplement. Comme le moyen de liaison est vissé respectivement dans le piston et dans le moyen d'accouplement, il est possible de régler l'intervalle entre le piston et le moyen d'accouplement, de manière à s'adapter avec souplesse à une tolérance d'assemblage créée de ce fait dans l'ensemble. Par ailleurs, une douille faisant saillie vers la gauche et vers la droite dans la direction axiale du boîtier, avec des surfaces inclinées, peut être insérée dans l'extrémité ouverte du boîtier, grâce à laquelle le système de piston peut être raccordé 3 au cylindre en étant amené à tourner autour d'un centre constitué par une ligne perpendiculaire à l'axe du boîtier afin de s'adapter avec souplesse à la tolérance d'assemblage créée au cours du processus d'assemblage. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés sur lesquels : la Fig. 1 est une vue en coupe représentant un dispositif de séparation d'objets à l'aide d'un gaz selon une forme de réalisation de la présente invention ; la Fig. 2 est une vue en coupe illustrant un procédé d'assemblage d'un système d'accouplement constituant un système de piston de la Fig. 1 ; la Fig. 3 est une vue en coupe représentant un état existant avant qu'un cylindre qui a reçu une pression d'un générateur de gaz ne pousse un piston ; la Fig. 4 est une vue en coupe illustrant des changements de positions de billes d'arrêt juste après que le cylindre a poussé une certaine partie du piston dans une direction axiale ; la Fig. 5 est une vue en coupe illustrant l'état existant avant que le cylindre ne pousse une douille ; et la Fig. 6 est une vue en coupe illustrant un état dans lequel le cylindre et le système de piston sont complètement séparés d'un boîtier. En référence aux dessins annexés, on va maintenant décrire en détail la présente invention. La Fig. 1 est une vue en coupe représentant un dispositif de séparation d'objets à l'aide d'un gaz selon une forme de réalisation de la présente invention. Comme représenté sur la Fig. 1, un dispositif de séparation d'objets à l'aide d'un gaz selon une forme de réalisation de la présente invention comprend un boîtier 10, un cylindre 20, un système de piston 30, un moyen de fixation 40 et un générateur de gaz 50. Le boîtier 10 a une forme creuse s'étendant dans une direction longitudinale. Une première extrémité du boîtier 10 est fermée et l'autre extrémité est ouverte. Un moyen d'accouplement 11 est formé à l'extrémité fermée, et un premier objet (non représenté) est relié au boîtier 10 par l'intermédiaire du moyen d'accouplement 11. Un moyen de support 13 fait corps avec l'extrémité fermée ou est accouplé avec celle-ci, le moyen de support 13 ayant une section circulaire et faisant saillie vers un espace intérieur du boîtier 10. Une gorge 13a à billes est formée dans un pourtour extérieur du moyen de support 13, dans une direction circonférentielle. Le cylindre 20 est disposé de manière mobile dans l'espace intérieur du boîtier, dans une direction axiale du boîtier 10. Le cylindre 20 a une forme creuse et deux gradins sont usinés dans son pourtour intérieur. Autrement dit, le cylindre 20 comporte un moyen de mise en pression 21 et un espace 23 en gradins de manière à avoir un diamètre intérieur plus grand que celui du moyen de mise en pression 21. Une extrémité du système de piston 30 est accouplée avec le cylindre 20 et une extrémité dépassant à l'extérieur du boîtier 10 est reliée à un second objet (non représenté). Le système de piston 30 est équipé d'un piston 31, d'un moyen d'accouplement 33 et d'un moyen de liaison 35. Cependant, le système de piston 30 peut être formé en assemblant des pièces séparées ou peut être réalisé d'une seule pièce. Une première extrémité ou une extrémité intérieure du piston 31 se présente sous une forme creuse afin d'y insérer le moyen de support 13. En outre, plusieurs trous de réception 31a correspondant à la gorge 13a à billes sont ménagés à l'extrémité intérieure du piston 31, les différents trous de réception 31a étant espacés les uns des autres. L'autre extrémité du piston 31 a une forme creuse, aussi le moyen de liaison 35 y est-il inséré pour être accouplé avec celui-ci par une vis. Un filetage femelle 3 lb est formé sur un pourtour intérieur d'une partie creuse (ou d'une certaine gorge). Une première extrémité du moyen d'accouplement 33 a une forme creuse, aussi le moyen de liaison 35 y est-il inséré pour être accouplé avec celle-ci par une vis. Une vis d'accouplement 37 est formée de manière saillante à l'autre extrémité du moyen d'accouplement 33 de façon qu'un second objet (non représenté) soit accouplé avec celle-ci. Pour que le second objet soit fixé à la vis d'accouplement 37, une rondelle 38 et un boulon 39 sont disposés sur la vis d'accouplement 37. En outre, une gorge rotative 33' s'étendant dans une direction circonférentielle du moyen d'accouplement 33 est formée dans une partie du moyen d'accouplement 33, au voisinage immédiat de l'extrémité ouverte du boîtier 10. Le moyen de liaison 35 est disposé entre le piston 31 et le moyen d'accouplement 33 pour que ceux-ci soient raccordés. Un filetage mâle (non représenté) est formé respectivement aux deux extrémités du moyen de liaison 35. Ainsi, un premier filetage mâle d'une extrémité du moyen de liaison 35 est accouplé avec le filetage femelle 3 lb du piston 31 par une vis, tandis que l'autre filetage mâle de l'autre extrémité du moyen de liaison 35 est accouplé avec le filetage femelle du moyen d'accouplement 33 par une vis. Le moyen de fixation 40 est disposé entre le boîtier 10 et le cylindre 20 et le système de piston 30. Ainsi, le cylindre 20 et le système de piston 30 restent 5 immobiles dans l'espace intérieur du boîtier 10. Le moyen de fixation 40 comprend le moyen de support 13 dans lequel sont ménagées les gorges 13a à billes, des billes d'arrêt 41 respectivement disposées dans la gorge de réception 31a du piston 31, pour ainsi accoupler le piston 31 avec le moyen de support 13 par montage dans la gorge 13a à billes, et un corps élastique 43 pour pousser le cylindre 20 vers l'extrémité fermée du boîtier 10 afin de permettre au moyen de mise en pression 21 de mettre en pression les billes d'arrêt 41. Les corps élastiques 43 sont disposés de manière à couvrir un pourtour extérieur de l'extrémité intérieure du piston 31 et sont en même temps supportés par le piston 31 pour ainsi supporter de manière élastique une extrémité du cylindre 20 adjacente au piston 31 vers l'extrémité fermée du boîtier 10. Le générateur 50 de gaz est monté d'une seule pièce à l'extérieur du boîtier 10 et communique avec l'espace intérieur du boîtier 10 pour ainsi permettre la diffusion d'un gaz à haute pression vers l'espace intérieur du boîtier 10. Le dispositif de séparation d'objets à l'aide d'un gaz selon la première forme de réalisation de la présente invention peut comprendre en outre une douille 60 insérée dans le boîtier 10 pour ainsi être placée entre le boîtier 10 et le système de piston 30. La douille annulaire 60 est insérée dans l'extrémité ouverte du boîtier 10 pour être ainsi au contact d'une surface périphérique intérieure du boîtier 10. La douille 60 est pourvue de saillies rotatives 61 et 63 qui dépassent vers un axe central du boîtier 10. Des parties gauches inclinées 61a et 63a et des parties droites inclinées 61b et 63b sont formées de manière inclinée respectivement sur les côtés gauche et droit des saillies rotatives 61 et 63, en se référant à l'axe du boîtier 10. De plus, un joint torique est respectivement monté sur un pourtour extérieur du cylindre 20 qui peut coulisser avec un pourtour intérieur du boîtier 10, par rapport à un pourtour extérieur du piston 31 qui peut coulisser avec un pourtour intérieur du cylindre, ou analogue, pour ainsi maintenir entre eux un état d'étanchéité. En référence aux figures 1 et 2, on va maintenant expliquer un processus d'assemblage du dispositif de séparation d'objets à l'aide d'un gaz selon la première forme de réalisation de la présente invention. La Fig. 2 est une vue en coupe illustrant un procédé pour assembler le moyen d'accouplement constituant le système de piston de la Fig. 1. Pour commencer, le corps élastique 43 est inséré dans une première extrémité du piston 31. Ensuite, le moyen de support 13 est inséré dans la première extrémité du piston 31. La gorge 13a à billes du moyen de support 13 est placée en regard des trous de réception 31a du piston 31 de manière à y monter les billes d'arrêt 41. Le cylindre 20 est accouplé avec le piston 31 dans des conditions telles qu'une première extrémité du piston 31 est insérée dans le cylindre 20 pour permettre au moyen de mise en pression 21 du cylindre 20 de pousser vers la gorge 13a à billes les billes d'arrêt 41 reçues dans les trous de réception 31a. L'ensemble constitué par le moyen de support 13, le cylindre 20 et le piston 31 est ensuite inséré dans l'espace intérieur du boîtier 10 par l'extrémité ouverte de celui-ci pour ainsi être mis en rotation. De ce fait, le moyen de support 13 est accouplé, par rotation, avec l'extrémité fermée du boîtier par une vis. Ensuite, la douille 60 est insérée, de manière à être au contact de la surface périphérique intérieure du boîtier 10, par l'extrémité ouverte du boîtier 10. Après cela, le moyen d'accouplement 33 qui est relié au second objet est accouplé, par une vis, avec une première extrémité du moyen de liaison 35 pour ainsi être accouplé avec le piston 31 de telle manière que l'autre extrémité du moyen de liaison 35 est accouplée avec le filetage femelle 31b du piston 31, par une vis. Il est ainsi possible de maîtriser le degré d'accouplement des parties de liaison 35 avec le piston 31 par la vis, en fonction des tolérances de montage. Lors de l'assemblage du moyen d'accouplement 33, de plus, lorsque le moyen d'accouplement 33 n'est pas disposé avec le piston 31 dans la direction axiale du boîtier 10, on peut faire tourner le moyen d'accouplement 33 sur une certaine plage angulaire O autour d'un centre constitué par une ligne virtuelle perpendiculaire à l'axe du boîtier 10. Ainsi, comme illustré sur la Fig. 2, le moyen d'accouplement 33 est amené à tourner pour être supporté par la partie droite inclinée 61b de la saillie rotative 61 dans une partie supérieure de la douille 60 et de manière à être supportée par la partie gauche inclinée 63a de la saillie rotative 63 dans une partie inférieure de la douille 60, ou vice versa. En tournant, le moyen d'accouplement 33 peut éviter une interruption avec l'extrémité ouverte du boîtier 10 par la gorge rotative 33'. 7 Le générateur 50 de gaz est alors disposé à l'extérieur du boîtier 10 pour être ensuite électriquement connecté à un système de commande externe (non représenté). En référence aux figures 1, et 3 à 6, on va maintenant expliquer un mode opératoire du dispositif de séparation d'objets à l'aide d'un gaz selon la première forme de réalisation de la présente invention. Comme illustré sur la Fig. 1, le piston 31 est accouplé avec le moyen de support 13 qui est accouplé avec le boîtier 10 par le moyen de fixation 40 constitué par les billes d'arrêt 41 et autres. Le cylindre 20 est disposé de manière à couvrir le piston 31. Le moyen de mise en pression 21 du cylindre 20 pousse les billes d'arrêt 41 pour ainsi maintenir l'état dans lequel les billes d'arrêt 41 sont montées dans les trous de réception 31a et la gorge 13a à billes. Dans cet état d'agencement, le générateur 50 de gaz connecté électriquement à l'unité de commande est mis en marche suite à une instruction émise par l'unité de commande. La Fig. 3 est une vue en coupe illustrant un état existant avant qu'un cylindre qui a reçu une pression d'un générateur de gaz ne pousse un piston. Comme illustré sur la Fig. 3, un gaz à haute pression généré par le générateur 50 de gaz est diffusé à travers l'espace intérieur du boîtier 10. Le flux de gaz F met en pression le cylindre 20. Ainsi, le cylindre 20 se déplace vers l'extrémité ouverte du boîtier 10, dans la direction axiale du boîtier 10, en coulissant à frottement par rapport au moyen de support 13. Le mouvement du cylindre 20 provoque une contraction du corps élastique 43, aussi l'extrémité du cylindre 20 est-elle au contact d'une partie supportant le corps élastique 43 du piston 31. La Fig. 4 est une vue en coupe illustrant des changements de positions de billes d'arrêt juste après qu'un cylindre a poussé une certaine partie d'un piston dans une direction axiale. Comme illustré sur la Fig. 4, à mesure que le cylindre 20 est poussé par le flux F du gaz généré par le générateur 50 de gaz, les billes d'arrêt 41 se séparent de la gorge 13a à billes du moyen de support 13 sous l'action du piston qui est mu dans la direction axiale. La séparation crée un espace dans lequel peut être séparé l'espace 23 formé conjointement avec le moyen de mise en pression 21 du cylindre 20. A mesure que les billes d'arrêt 41 se séparent de la gorge de réception 31a et de la gorge 13a à billes, c'est-à-dire à mesure que l'état de réception des billes d'arrêt 41 se relâche, l'état d'accouplement entre le piston 31 et le moyen de support 13 se relâche. La Fig. 5 est une vue en coupe illustrant un état existant juste avant qu'un cylindre ne pousse une douille. Comme illustré sur la Fig. 5, le cylindre 20 et le piston 31 (c'est-à-dire le système de piston 30) se rapprochent davantage de l'extrémité ouverte du boîtier 10, dans la direction axiale, sous l'effet du flux continu F du gaz fourni par le générateur 50 de gaz. Ainsi, la première extrémité du cylindre 20 est au contact de la douille 60 insérée dans l'extrémité ouverte du boîtier 10. La Fig. 6 est une vue en coupe illustrant un état dans lequel un cylindre et un système de piston sont complètement séparés d'un boîtier. Comme illustré sur la Fig. 6, le flux continu F de gaz permet même à la douille 60, ainsi qu'au système de piston 30, d'être séparés à l'extérieur du boîtier 10 par la poussée exercée par le cylindre 20. Autrement dit, un premier ensemble constitué par le boîtier 10 et le générateur 50 de gaz peut être complètement séparé d'un autre ensemble constitué par le cylindre 20, le système de piston 30, le moyen de fixation 40 et la douille 60. De la sorte, le premier objet relié au boîtier 10 et le second objet relié au système de piston 30 passent de l'état d'accouplement mutuel (c'est-à-dire l'état illustré sur la Fig. 1) à l'état de séparation (c'est-à-dire l'état illustré sur la Fig. 6) au moyen du dispositif de séparation d'objets à l'aide de gaz selon la présente invention. Comme évoqué plus haut, en ce qui concerne le dispositif de séparation d'objets à l'aide du gaz selon la présente invention, le générateur de gaz fait corps avec le boîtier et est construit de manière à communiquer avec l'espace intérieur du boîtier pour ainsi permettre la formation de l'espace étanche pour le générateur de gaz, ce qui a pour effet de réduire l'encombrement. De plus, les billes d'arrêt servent à accoupler le système de piston avec le moyen de support pour accoupler le premier objet avec le second objet, et cet accouplement est supprimé par la pression du gaz généré pendant le fonctionnement du générateur de gaz, aussi n'a-t-on pas besoin du boulon explosif selon la technique antérieure. De la sorte, comme des composants électriques destinés à commander le boulon explosif ne sont pas nécessaires, on peut simplifier davantage le système entier, ce qui améliore donc la fiabilité de tous le système. Par ailleurs, si le système de piston est constitué de plusieurs pièces qui sont ensuite assemblées, le système de piston peut être amené à tourner dans la direction axiale du boîtier et dans la direction perpendiculaire à la direction axiale, grâce à 9 quoi il est possible de s'adapter avec souplesse à une accumulation de tolérances générées au cours du processus d'assemblage.5 Revendications 1. Dispositif de séparation d'objets à l'aide d'un gaz, caractérisé en ce qu'il comprend : un boîtier creux (10) dont l'extrémité fermée est reliée à un premier objet et l'autre extrémité est ouverte ; un cylindre (20) installé de manière mobile dans un espace intérieur du boîtier (10), dans une direction axiale du boîtier (10) ; un système de piston (30) accouplé avec le cylindre (20) dans l'espace intérieur et relié à un second objet, au niveau d'une extrémité extérieure de celui-ci qui dépasse à l'extérieur du boîtier (10) ; un moyen de fixation (40) disposé entre le boîtier (10) et le cylindre (20) et le système de piston (30) pour fixer dans le boîtier (10) le cylindre (20) et le système de piston (30) ; et un générateur (50) de gaz monté sur le boîtier (10) pour communiquer avec l'espace intérieur, sachant que, lorsque le générateur (50) de gaz est en marche, le générateur (50) de gaz met le cylindre (20) en pression afin de supprimer l'état de fixation entre le cylindre (20) et le système de piston (30) par le moyen de fixation (40) et pour séparer simultanément du boîtier (10) le cylindre (20) et le système de piston (30). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de fixation (40) comprend : un moyen de support (13) dépassant de l'extrémité fermée du boîtier (10) vers l'espace intérieur et ayant une gorge (13a) à billes sur une surface périphérique extérieure de celui-ci ; plusieurs billes d'arrêt (41) disposées dans plusieurs trous de réception (31 a) qui sont formés dans une direction circonférentielle d'une extrémité intérieure du système de piston (30) dans laquelle est inséré le moyen de support (13), et montés dans la gorge (13a) à billes ; et un corps élastique (43) disposé entre le système de piston (30) et le cylindre (20) pour mettre en pression le cylindre (20) dans lequel l'extrémité intérieure du système de piston (30) est insérée vers l'extrémité fermée du boîtier (10) pour ainsi empêcher les billes d'arrêt (41) de se séparer de la gorge (13a) à billes. 10 11 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une surface intérieure du cylindre (20) est pourvue : d'un moyen de mise en pression (21) formé pour créer un contact glissant avec un pourtour extérieur de l'extrémité intérieure du système de piston (30) de manière à pousser les billes d'arrêt (41) vers la gorge (13a) à billes ; et d'un espace (23) formé de manière à avoir un diamètre intérieur plus grand que celui du moyen de mise en pression (21), sachant que, en se déplaçant dans une direction de séparation d'avec le boîtier (10), l'espace (23) permet aux billes d'arrêt (41) de quitter la gorge (13a) à billes. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système de piston (30) comprend : un piston (31) accouplé avec le moyen de support (13) ; un moyen d'accouplement (33) relié au second objet ; et un moyen de liaison (35) disposé entre le piston (31) et le moyen d'accouplement (33) pour être ainsi accouplé à la fois avec le piston (31) et avec le moyen d'accouplement (33). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : une douille (60) insérée de manière saillante dans le pourtour intérieur de l'extrémité ouverte du boîtier (10), avec une surface inclinée pour permettre le montage du système de piston (30) pendant que celui-ci tourne autour d'un centre constitué par un axe perpendiculaire à l'axe du boîtier (10).