Brevet FR3067766A1 — publié le 20181221

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL L'invention concerne un système de liaison de deux pièces mécaniques, le système de liaison étant tel qu'il permet d'être rompu de manière à ce que les pièces soient par la suite séparées. ETAT DE LA TECHNIQUE On connait des systèmes de liaison de pièces mécaniques qui peuvent être rompus de manière à ce que les pièces soient séparées. De tels systèmes comprennent habituellement une charge pyrotechnique qui lorsqu'elle est actionnée permet d'induire une rupture du système de liaison. Toutefois, l'intégration d'une charge pyrotechnique présente plusieurs inconvénients. La manipulation de la charge s'avère dangereuse et nécessite des opérations complexes. L'intégration de la charge pyrotechnique nécessite d'avoir un système de liaison complexe. En outre, au moment de l'actionnement de la charge pyrotechnique, les différentes structures subissent des chocs pouvant nuire à l'intégrité des pièces à séparer. PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention propose de pallier au moins un de ces inconvénients. A cet effet, l'invention propose un système de liaison à vis-écrou destiné à lier une première et une seconde pièces entre elles, le système de liaison comprenant - une tige creuse filetée destinée à être logée, en partie, dans la première pièce ; - un -écrou comprenant une partie centrale creuse cylindrique destinée à s'engager autour de la tige filetée et dans la première pièce, l'écrou comprenant une collerette surmontant la partie centrale, la collerette étant d'un diamètre supérieur à celui de la partie centrale creuse de manière à venir en butée contre la première pièce ; - une embase creuse destiné à être logée dans la deuxième pièce, l'embase comprenant une partie centrale creuse destinée à être logée dans la deuxième pièce et une collerette destinée à venir en butée contre la deuxième pièce ; 2 - un premier et un second axes longitudinaux, le premier axe traversant la tige, le second axe traversant l'embase ; - un câble s'étendant entre le premier axe et le second axe, à l'intérieur de la tige et de l'embase ; 5 l'écrou s'engageant autour de la tige fileté de manière à être vissé autour de la tige filetée de sorte que lorsque les collerettes de la tige et de l'embase viennent en butée contre respectivement la première et la seconde pièce, le câble est mis en tension jusqu'à ce que les deux pièces soient liés entre elles par un effort de compression lié à un couple de serrage prédéterminé entre la tige et l'écrou. 10 L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : - il comprend une unité de rupture du câble disposée à l'intérieur ou à proximité du câble, l'unité de rupture étant configurée pour conduire à la rupture le câble de manière à séparer la première et la seconde pièces ; 15 - il comprend en outre une tête creuse coopérant avec l'extrémité de la tige destinée à être à l'extérieur de première pièce, la tête comprenant l'unité de rupture du câble ; - le câble est en forme de huit, l'unité de rupture étant disposée au sein du câble dans la partie la plus fine dudit câble ; 20 - le câble est en forme d'anneau, l'unité de rupture étant disposée dans une zone du câble voisine du premier axe ; - l'unité de rupture est une charge thermique ou un conducteur résistif ; - le câble est en matériau tel qu'il présente une forte tenue mécanique et une faible température de fusion, par exemple du type DyneemaTM, SpectraTM ou ZylonTM ; 25 - le câble présente une tenue mécanique supérieure ou égale à 1500 MPa. L'invention concerne également un ensemble comprenant une première pièce et une seconde pièce liées entre elles au moyen d'un système de liaison selon l'une des revendications précédentes. De manière avantageuse, la première pièce et la seconde pièce sont des brides 30 de liaison d'étages d'un lanceur spatial par exemple des extrémités d'une sangle d'adaptateur charge utile ou de fixation coiffe. 3 L'invention permet de s'affranchir de découpe pyrotechnique des pièces passant initialement les charges mécaniques, ce type de découpe étant source de niveaux de chocs élevés notamment sur un lanceur spatial (et les niveaux de chocs étant eux même très problématiques vis-à-vis du confort de la charge utile). 5 L'invention peut être utilisée, à titre d'exemple, dans le domaine spatial pour réaliser les fixations et séparations de charges utiles, de coiffe ou encore d'étages de lanceurs. Mais aussi dans le domaine aéronautique (aéronef et/ou drones) pour l'emport de charges sous voilure / fuselage. Enfin, l'invention peut également être utilisée dans des domaines soucieux de 10 s'affranchir de contraintes pyrotechniques pour des applications de fixation/libération tel que le domaine du spectacle par exemple. PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la 15 description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels les figures 1 à 4 illustrent des pièces liées au moyen d'un système de liaison selon l'invention. Sur l'ensemble des figures les éléments similaires portent des références identiques. 20 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En relation avec les figures 1 à 4, un système de liaison à vis-écrou permet de relier une première 8 pièce à une seconde 9 pièce. La première pièce et la seconde pièce sont par exemple des brides de liaison d'étages d'un lanceur spatial. 25 Ces pièces 8, 9 comprennent un logement cylindrique (non représenté) qui permet de recevoir le système de liaison. Le système de liaison est tel qu'une tige 1 creuse filetée est logée en partie dans la première pièce 8. Un écrou 3 vient s'engager autour de la tige 1. L'écrou 3 comprend à ce titre 30 une partie creuse 31 cylindrique qui va venir se loger dans la première pièce. En outre, l'écrou comprend une collerette 32 qui surmonte la partie centrale 31. La collerette a un diamètre supérieur à celui de la partie centrale. 4 Une embase 2 creuse est logée dans la deuxième pièce 9 et comprend une partie centrale 21 creuse logée dans la deuxième pièce 9. Un premier axe 6 traverse l'embase 2 et un second axe 5 traverse la tige 1. Un câble 4 s'étend entre le premier axe et le second axe à l'intérieur de la tige 5 et de l'embase. Pour lier la première pièce à la seconde pièce, l'écrou 3 va s'engager autour de la tige 1. Lorsque la collerette 32 de l'écrou 3 va arriver en bute contre la première pièce 8, la tige 1 va s'éloigner de l'embase 2 pour venir mettre en tension le câble 4 entre les deux axes 5, 6 jusqu'à ce les deux pièces soient liées entre elles par un 10 effort de compression entre les pièces 8 et 9 lié au couple de serrage entre les pièces 1, 3 prédéterminé. Ainsi, la collerette 22 de l'embase 2 est alors plaquée contre la deuxième pièce 9. De manière avantageuse, la tige 1, l'embase 2 et l'écrou 3 disposent de section hexagonale permettant leur mise en place et leur serrage au moyen d'outillage 15 standard du type clé plate, pipe, etc. Le câble 4 joue un rôle important car outre le fait qu'il permet la liaison entre les deux pièces, sa rupture provoquera la séparation des deux pièces 8, 9. La rupture du câble 4 est avantageusement provoquée par une unité 10, 11 de rupture du câble disposée à proximité du câble 4 ou qui est en contact avec 20 l'enveloppe extérieure du câble 4 (la proximité du câble sera comprise comme permettant d'échauffer l'enveloppe extérieure du câble 4). L'unité 10, 11 peut être une charge thermique, par exemple une thermite (ou de manière plus générale tout dispositif susceptible d'émettre un flux thermique important sur commande) ou bien un conducteur résistif disposé à la périphérie ou 25 traversant le câble 4. Le parcours du conducteur 11 par un courant électrique conduit par échauffement thermique à la rupture du câble. De même, l'actionnement de la charge 10 thermique conduit à la rupture du câble 4. En particulier, on peut prévoir que le système de liaison comprend une tête 7 30 creuse coopérant avec l'extrémité de la tige 1 à l'extérieur de première pièce 8, la tête comprenant l'unité 10, 11 de rupture du câble. 5 On peut prévoir que l'unité de rupture (repère 11) soit disposée le long du câble 4. Dans ce cas, l'unité de rupture est raccordée à la tête 7 ou aux axes 5 et 6 ou directement aux pièces 8 et 9 de manière filaire. Dans la configuration le long du câble 4, comme illustré sur les figures, le câble 5 4 est en forme de huit, l'unité de rupture 11 étant disposée au sein du câble dans la partie la plus fine dudit câble (au centre). Selon une autre réalisation, le câble 4 est en forme d'anneau (non représentée), l'unité de rupture étant disposée dans le logement de la tête 7 dans une zone du câble voisine du premier axe afin de permettre à la partie du câble 4 10 entourant le premier axe 5 de rompre (repère 10 sur les figures). Cette position de la charge 10 par rapport au câble 4 facilite la séparation en ce que le câble va directement s'éloigner du premier axe 5. Le câble est en matériau tel qu'il présente une forte tenue mécanique (supérieure à 1500 Mpa) et qu'il fond sous l'effet de la charge thermique (par exemple 15 il peut présenter une faible température de fusion ( REVENDICATIONS1. Système de liaison à vis-écrou destiné à lier une première (8) et une seconde pièces (9) entre elles, le système de liaison comprenant - une tige (1) creuse filetée destinée à être logée, en partie, dans la première pièce (8) , - un écrou (3) comprenant une partie centrale (31) creuse cylindrique destinée à s'engager autour de la tige (1) filetée et dans la première pièce, l'écrou (3) comprenant une collerette (32) surmontant la partie centrale (31), la collerette (32) étant d'un diamètre supérieur à celui de la partie centrale creuse de manière à venir en butée contre la première pièce (8) ; - une embase (2) creuse destiné à être logée dans la deuxième pièce (9), l'embase comprenant une partie centrale (21) creuse destinée à être logée dans la deuxième pièce (9) et une collerette (22) destinée à venir en butée contre la deuxième pièce (9) ; - un premier (5) et un second (6) axes longitudinaux, le premier axe traversant la tige, le second axe traversant l'embase ; - un câble (4) s'étendant entre le premier (5) axe et le second (6) axe, à l'intérieur de la tige et de l'embase ; l'écrou (3) s'engageant autour de la tige fileté de manière à être vissé autour de la tige (1) filetée de sorte que lorsque les collerettes de la tige et de l'embase viennent en butée contre respectivement la première et la seconde pièce, le câble est mis en tension jusqu'à ce que les deux pièces soient liés entre elles par un effort de compression lié à un couple de serrage prédéterminé entre la tige (1) et l'écrou (3). 2. Système de liaison selon la revendication 1, comprenant en outre une unité de rupture du câble (4) disposée à l'intérieur ou à proximité du câble, l'unité de rupture étant configurée pour conduire à la rupture le câble de manière à séparer la première et la seconde pièces. 3. Système de liaison selon la revendication 2, comprenant en outre une tête (7) creuse coopérant avec l'extrémité de la tige (1) destinée à être à l'extérieur de première pièce (8), la tête comprenant l'unité de rupture du câble. 6 7 4. Système de liaison selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel le câble (4) est en forme de huit, l'unité de rupture étant disposée au sein du câble dans la partie la plus fine dudit câble. 5 5. Système de liaison selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le câble (4) est en forme d'anneau, l'unité de rupture étant disposée dans une zone du câble voisine du premier axe. 113 6. Système de liaison selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel l'unité de rupture est une charge thermique ou un conducteur résistif. 7. Système de liaison selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le câble est en matériau tel qu'il présente une forte tenue mécanique et une faible température 15 de fusion, par exemple du type DyneemaTM, SpectraTM ou ZylonTM. 8. Système de liaison selon la revendication 6, dans lequel le câble présente une tenue mécanique supérieure ou égale à 1500 MPa. 20 9. Ensemble comprenant une première pièce et une seconde pièce liées entre elles au moyen d'un système de liaison selon l'une des revendications précédentes. 10. Ensemble selon la revendication 9, dans lequel la première pièce et la seconde pièce sont des brides de liaison d'étages d'un lanceur spatial ou des extrémités d'une 25 sangle d'adaptateur charge utile ou de fixation coiffe.