Brevet FR3125282A1 — publié le 20230120

Dispositif de séparation comprenant un élément d’amortissement L’invention concerne un dispositif de séparation (1) comprenant une bague de libération (5) apte à coulisser le long d’un écrou segmenté (7), la bague de libération (5) étant configurée pour se déplacer entre une première position dans laquelle les segments de l’écrou (7) sont maintenus autour d’une vis de fixation (16) et une deuxième position dans laquelle les segments de l’écrou (7) sont libérés, ledit dispositif (1) étant caractérisé en ce que la bague de libération (5) est en outre configurée pour se déplacer sur une distance déterminée (d 2 ) entre la deuxième position et une troisième position dans laquelle ladite bague (5) est en contact avec un élément d’amortissement (10) présent entre ladite bague (5) et un obturateur annulaire (3), la bague de libération (5) n’étant pas en contact avec l’élément d’amortissement (10) entre la deuxième position et la troisième position. Figure pour l’abrégé : Fig. 5 Dispositif de séparation comprenant un élément d’amortissement L’invention se rapporte au domaine technique des dispositifs de liaison et de séparation d’objets par rapport à une structure. Il s’agit plus spécifiquement de dispositifs de séparation de satellite ou de microsatellite à partir d’une fusée, qui ont pour objet de séparer le satellite ou le microsatellite de son support et de l’en écarter rapidement. Pour des raisons de fiabilité, les dispositifs de séparation de deux ensembles peuvent mettre en jeu le coulissement d’une bague de libération le long d’un écrou fendu. Un tel dispositif est par exemple décrit dans le document US5671650A. Dans ce document, le coulissement de la bague de libération et la libération de l’écrou fendu permettent de faire coulisser un axe. Dans le but de réduire le choc à l’impact de cet axe en fin de course, un amortisseur solide est fixé à l’une des extrémités du dispositif. Toutefois, l’amortisseur présente une base et un plot central de taille importante et augmente significativement l’encombrement du dispositif. En outre, un tel dispositif n’est pas réutilisable. L’utilisation de dispositifs de déverrouillage réutilisable est plus intéressante, notamment pour des raisons financières et de fiabilité. En effet, le dispositif de déverrouillage réutilisable permet de réaliser au moins un essai avec des gaz non pyrotechniques, dits « froids », pour tester les performances dudit dispositif. Le brevet US4187759 décrit notamment un dispositif de déverrouillage s’appuyant sur l’effet conjugué d’une part d’un déplacement d’une bague de libération pour libérer un écrou fendu qui enserre la vis de liaison et d’autre part de la poussé d’un éjecteur pour expulser la vis de liaison. Un ressort est placé dans le dispositif pour permettre à la bague de libération de retrouver sa position initiale et donc permettre à l’écrou fendu d’être réutilisé. Toutefois, malgré la présence du ressort, le déplacement rapide de la bague de libération entraîne des chocs. Pour limiter les chocs liés au déplacement de la bague de libération, le document US20200189771A1 décrit un dispositif d’amortissement comprenant des goupilles d’amortissement et une plaque d’amortissement. Les goupilles d’amortissement sont agencées pour amortir mécaniquement la bague de libération dès que le dispositif de séparation est déverrouillé, c’est-à-dire dès la libération des segments de l’écrou. Toutefois, un amortissement de la bague de libération dès le point de déverrouillage réduit la fiabilité du système. En effet, en cas de défaillance du dispositif, le point de déverrouillage ne pourra pas être dépassé, rendant la séparation des deux ensembles délicate voire impossible. En outre, l’ajout de ce dispositif d’amortissement diminue le caractère réutilisable du dispositif. En effet, les goupilles d’amortissement frappent et déforment plastiquement la plaque d’amortissement, c’est-à-dire la déforment de manière irréversible. La présente invention a pour but de proposer une solution d’amortissement qui permet d’amortir les chocs liés à la course de la bague de libération dans les dispositifs de séparation d’objets par rapport à une structure, en remédiant aux inconvénients précités. A cet effet, l’invention propose un dispositif de séparation comprenant une bague de libération apte à coulisser le long d’un écrou segmenté entre une chambre d’expansion des gaz et un obturateur annulaire selon une direction axiale, la bague de libération étant configurée pour se déplacer selon la direction axiale entre une première position de verrouillage dans laquelle les segments de l’écrou sont maintenus autour d’une vis de fixation par ladite bague et une deuxième position dans laquelle les segments de l’écrou sont libérés par ladite bague, ledit dispositif étant caractérisé en ce que la bague de libération est en outre configurée pour se déplacer sur une distance déterminée non nulle selon la direction axiale entre la deuxième position et une troisième position dans laquelle ladite bague est en contact avec un élément d’amortissement présent entre ladite bague et l’obturateur annulaire, la bague de libération n’étant pas en contact avec l’élément d’amortissement entre la deuxième position et la troisième position, et en ce que la bague de libération est configurée pour compresser l’élément d’amortissement sur une distance déterminée non nulle selon la direction axiale entre la troisième position et une quatrième position dans laquelle ladite bague est en butée. Ainsi, l’élément d’amortissement de la bague de libération n’intervient qu’après la libération des segments de l’écrou, augmentant la fiabilité générale du dispositif. En outre, l’élément d’amortissement peut facilement être ajouté aux dispositifs de séparation préexistants, sans modification de la configuration. Selon une caractéristique particulière de l’invention, la distance parcourue par la bague de libération entre la troisième position et la quatrième position représente entre 30% et 50% de la distance parcourue par la bague de libération entre la première position et la quatrième position. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, une partie de l’élément d’amortissement est apte à s’écouler dans la direction axiale entre la bague de libération et l’obturateur annulaire lorsque la bague de libération est entre la troisième et la quatrième position. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, l’écart entre le rayon extérieur de la bague de libération et le rayon intérieur de l’obturateur annulaire par lequel une partie de l’élément d’amortissement est apte à s’écouler dans la direction axiale est compris entre 0,5 mm et 1 mm. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, l’élément d’amortissement est disposé dans une gorge de l’obturateur annulaire, le volume de l’élément d’amortissement occupant entre 50% et 70% du volume intérieur de la gorge. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, la bague de libération est au contact d’une protubérance présente à la surface de l’obturateur annulaire lorsque ladite bague est en quatrième position. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, l’élément d’amortissement est réalisé dans un matériau élastomère ou dans un plastique déformable. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, l’élément d’amortissement est réalisé dans un silicone présentant une dureté Shore A comprise entre 50 et 90. L’invention concerne en outre un procédé de séparation d’un sous-ensemble lié à un dispositif de séparation selon l’invention par la vis de fixation, ledit procédé comprenant au moins : - la libération de gaz dans la chambre d’expansion des gaz, - le coulissement sous l’action des gaz de la bague de libération entre la première position et la deuxième position de façon à libérer les segments de l’écrou, - l’éjection de la vis de fixation libérée de l’écrou, et - l’amortissement de la bague de libération par l’élément d’amortissement entre la troisième et la quatrième position. La est une vue en coupe transversale d’un dispositif de séparation selon l’invention lorsque la bague de libération est en première position. La est une vue en coupe partielle du dispositif de séparation de la lorsque la bague de libération est en première position. La est une vue en coupe partielle du dispositif de séparation de la lorsque la bague de libération est en deuxième position. La est une vue en coupe partielle du dispositif de séparation de la lorsque la bague de libération est en troisième position. La est une vue en coupe transversale du dispositif de séparation de la lorsque la bague de libération est en quatrième position. La est une vue en coupe partielle du dispositif de séparation de la lorsque la bague de libération est en quatrième position. Dispositif de séparation (1) comprenant une bague de libération (5) apte à coulisser le long d’un écrou segmenté (7) entre une chambre d’expansion des gaz (4) et un obturateur annulaire (3) selon une direction axiale, la bague de libération étant configurée pour se déplacer selon la direction axiale entre une première position de verrouillage dans laquelle les segments de l’écrou (7) sont maintenus autour d’une vis de fixation (16) par ladite bague (5) et une deuxième position dans laquelle les segments de l’écrou (7) sont libérés par ladite bague (5), ledit dispositif (1) étant caractérisé en ce que la bague de libération (5) est en outre configurée pour se déplacer sur une distance déterminée (d 2 ) non nulle selon la direction axiale entre la deuxième position et une troisième position dans laquelle ladite bague (5) est en contact avec un élément d’amortissement (10) présent entre ladite bague (5) et l’obturateur annulaire (3), la bague de libération (5) n’étant pas en contact avec l’élément d’amortissement (10) entre la deuxième position et la troisième position, et en ce que la bague de libération (5) est configurée pour compresser l’élément d’amortissement (10) sur une distance déterminée non nulle (c 3 ) selon la direction axiale entre la troisième position et une quatrième position dans laquelle ladite bague (5) est en butée. Dispositif de séparation (1) selon la revendication 1, dans lequel la distance (c 3 ) parcourue par la bague de libération (5) entre la troisième position et la quatrième position représente entre 30% et 50% de la distance parcourue (c 1 ) par la bague de libération (5) entre la première position et la quatrième position. Dispositif de séparation (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel une partie de l’élément d’amortissement (10) est apte à s’écouler dans la direction axiale entre la bague de libération (5) et l’obturateur annulaire (3) lorsque la bague de libération (5) est entre la troisième et la quatrième position. Dispositif de séparation (1) selon la revendication 3, dans lequel l’écart (J) entre le rayon extérieur de la bague de libération (5) et le rayon intérieur de l’obturateur annulaire (3) par lequel une partie de l’élément d’amortissement (10) est apte à s’écouler dans la direction axiale est compris entre 0,5 mm et 1 mm. Dispositif de séparation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’élément d’amortissement (10) est disposé dans une gorge (320) de l’obturateur annulaire, le volume de l’élément d’amortissement (10) occupant entre 50% et 70% du volume intérieur de la gorge (320). Dispositif de séparation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la bague de libération (5) est au contact d’une protubérance (33) présente à la surface de l’obturateur annulaire (3) lorsque ladite bague (5) est en quatrième position. Dispositif de séparation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l’élément d’amortissement (10) est réalisé dans un matériau élastomère ou dans un plastique déformable. Dispositif de séparation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l’élément d’amortissement (10) est réalisé dans un silicone présentant une dureté Shore A comprise entre 50 et 90. Procédé de séparation d’un sous-ensemble lié à un dispositif de séparation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 par la vis de fixation (16), ledit procédé comprenant au moins : - la libération de gaz dans la chambre d’expansion des gaz (4), - le coulissement sous l’action des gaz de la bague de libération (5) entre la première position et la deuxième position de façon à libérer les segments de l’écrou (7), - l’éjection de la vis de fixation (16) libérée de l’écrou (7), et - l’amortissement de la bague de libération (5) par l’élément d’amortissement (10) entre la troisième et la quatrième position.