DEVICE FOR SEQUENTIAL MECHANICAL TRIGGERING

Abstract: The device comprises a rigid body (1) provided with openings (2) in which are engaged triggering fingers (5). Triggering means (30) consisting of a multiposition reversible shape memory element are provided in the rigid body (1). These means (30) are integral with a mechanical element (4) with cam profile, capable, under the action of the triggering means (30), of causing the engaging/disengaging of the triggering fingers (5). Application to connectors, tooling and robotics. <IMAGE>

Description: DISPOSITIF DE DECLENCHEMENT MECANIQUE SEQUENTIEL La présente invention est relative à un dispositif de déclenchement mécanique séquentiel. Les dispositifs de déclenchement mécanique utilisés jusqu'S un passé récent mettaient en oeuvre la tension de moyens élastiques ou ressorts préalablement mis sous tension. Bien que ces systèmes aient donné toute satisfaction, des travaux plus récents ont permis l'introduction, dans ce type de matériels, de matériaux à mémoire de forme, c'està-dire de matériaux capables sous l'effet de changement ou de variation de leur température, d'occuper un état de forme différent,ce changement d'état de forme étant utilisé pour provoquer le déclenchement mécanique. Ce type de système de déclenchement a pour avantage de permettre une commande directe de l'élément à mémoire de forme, c'est-à-dire sans la mise en oeuvre de système de commande électromécanique du genre moteur- dnclencheur nécessaire dans les systèmes classiques, ces systèmes de commande étant toujours exposés à des phénomènes d'usure importants. En outre, l'énergie potentielle libérée lors du changement d'état de forme de l'élément à mémoire de forme peut être très importante, ce qui autorise dans certains cas la suppression de systèmes amplificateurs, les systèmes de déclenchement précités pouvant être utilisés en commande directe, c'est-à-dire à la fois comme élément déclencheur et moteur. Un tel type de dispositif de déclenchement a été décrit notamment dans le brevet américain US 3 849 756. Cependant, de tels dispositifs présentent cependant l'inconvénient de nécessiter la mise en oeuvre d'un montage mécanique complexe, dans la mesure où pour assurer le retour au premier état de forme, ou état non déformé, de 11 élément à mémoire de forme, il est nécessaire de prévoir un ressort auxiliaire ou contre-ressort, lequel lors de la variation inverse de température de l'élément à mémoire de forme, du fait de la contrainte mécanique appliquée à celui-ci, le ramène à son état de forme initial dit état non déformé. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités par la mise en oeuvre d'un dispositif de déclenchementmécanique séquentiel à élément de déclenchement en matériau à mémoire de forme qui bien que conservant les avantages des systèmes précédents par rapport aux systèmes classiques présente une structure plus simple tout système de contre-ressort étant supprimé. Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un dispositif de déclenchement mé cantique séquentiel à élément de déclenchement en matériau ' mémoire de forme dans 'equel l'élément de déclenchement est susceptible d'occuper une pluralité de positions en translation par rapport à l'axe longitudinal de symétrie de cet élément. Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un dispositif de déclenchement mécanique séquentiel à élément de déclenchement en matériau à mémoire de forme, dans lequel cet élément de déclenchement est susceptible d'occuper une pluralité de positions en rotation par rapport à l'axe longitudinal de symétrie de cet élément. Un autre objet de la présente invention est également la mise en oeuvre d'un dispositif de déclenchement mécanique séquentiel à élément de déclenchement en matériau à mémoire de forme dans lequel cet élément de déclenchement est susceptible d'occuper une pluralité de positions résultant de la composition des mouvements en translation et en rotation par rapport à l'axe longitudinal de cet élément. Le dispositif de déclenchement mécanique séquentiel, objet de l'invention est remarquable en ce qu'il comporte un corps rigide muni d'ouvertures dans lesquelles des doigts de déclenchement sont engagés, et, dans ce corps rigide, des moyens de déclenchement constitués par un élément à mémoire de forme réversible multipositions, les moyens de déclenchement étant solidaires mécaniquement d'un élément mécanique à profil de came, capable, sous l'action des moyens de déclenchement, de provoquer l'engagement-dégagement des doigts de déclenchement. L'invention trouve application dans ledoiiine de l'électromecanique, de la connectivue, de la robotique notamment ainsi que de l'outillage et analogue. Elle sera mieux comprise à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après dans lequels La figure la représente en perspective une vue du dispositif de déclenchement mécanique séquentiel, objet de l'invention selon un premier mode de réalisation avantageux, la figure lb représente également en perspective un autre mode de réalisation avantageux du dispositif de déclenchement mécanique séquentiel objet de l'invention, les figures 2a et 2b représentent respectivement une vue selon les coupes AA et BB du mode de réalisation de la figure la, dans lesquelles le sens d'observation est représenté par les flèches correspondantes, la figure 3a représente selon une coupe effectuée suivant un plan diamétral longitudinal, une vue d'un dispositif conforme à l'invention, analogue à celui représenté en figure lb, La figure 3breprésente un détail de réalisation d'un des éléments du dispositif, objet de l'invention, tel que représenté par exemple en figure 3a. Le dispositif de déclenchement mécanique séquentiel selon l'invention sera tout d'abord décrit en liaison avec les figures Ta et lb. Dans lten- semble des figures, bien que les cotes et proportions relatives des différents éléments constitutifs n'aient pas été respectées, les mêmes références désignent bien entendu les mêmes éléments. Le dispositif obJet de l'invention comporte notamment un corps creux rigide 1 muni d'ouvertures 2 dans lesquelles des doigts de déclenchement 5 sont engagés. Bien que non représenté sur les figures la et lb, les doigts de déclenchement 5 peuvent être munis à titre d'exemple non limitatif, d'un système de rappel, analogue à celui des tiges de commande de soupape d'admission, système destiné à maintenir les doigts de déclenchement engagés dans les ouvertures 2. Dans le corps creux rigide 1, des moyens de déclenchement sont constitués par un élément à mémoire de forme réversible multipositions. Ces moyens de déclenchement constitués par l'élément à mémoire de forme 3 sont mécaniquement solidaires d'un élément mécanique 4 à profil de came. Les doigts de déclenchement 5 maintenus en position par le système de rappel non représenté et maintenus engagés dans les ouvertures 2 par ce dernier, viennent en fait en butée contre l'élément mécanique 4 à profil de came ou sont maintenus à une distance convenable de celui-ci en fonction du profil de came précité. Les moyens de déclenchement permettent,par l'intermédiaire de l'élément mécanique 4 à profil de came, de provoquer l'engagement-dégagement des doigts de déclenchement 5, en fonction de la position relative du profil de came par rapport au corps creux rigide 1. Le corps rigide 1 est un élément sensiblement cylindrique creux comportant sur sa périphérie une pluralité de puits ou cheminées 2, dans lequel les doigts de declenchement sont engagés. On comprendra bien entendu que la mise en mouvement de l'élément mécanique 4 à profil de came par l'intermédiaire des moyens de déclenchement 3 a pour effet de provoquer le déplacement des doigts de déclenchement 5, c'està-dire un mouvement suffisant de ces derniers dans une direction perpendiculaire à l'axe noté A du corps creux 1. Bien entendu, le dégagement des doigts de contact 5 peut être partiel, l'extrémité du doigt de contact 5 venant au plus affleurer la paroi du corps creux 1 au niveau d'une ouverture ou puits 2. Ainsi qu'il apparait sur les figures la et lb, l'élément 3 à mémoire de forme est constitué par un fil ou tige en matériau à mémoire de forme constituant un bobinage 30, dont l'axe longitudinal est confondu avec l'axe longitudinal de l'élément cylindrique creux. La représentation de l'élément 3 à mémoire de forme selon un bobinage 30 sur les figures la et lb n'est pas limitatif, toute réalisation différente de l'élément à mémoire de forme 3, c'est-à-dire par exemple sous forme d'enroulement spiral constituant un enroulement plat analogue aux enroulements élastiques constituant les ressorts utilisés en horlogerie, ne sortant pas de l'objet de la présente invention. En effet, toute forme de l'élément à mémoire de forme grâce à laquelle ce dernier est susceptible d'occuper une pluralité de positions en translation selon l'axe h du corps cylindrique 1 et/ou une pluralité de positions en rotation autour de ce meme axe, peut bien entendu être utilisé pour la mise en oeuvre du dispositif de déclenchement mécanique séquentiel de la présente invention. On comprendra en fait que le mode de réalisation du dispositif de l'invention tel que représenté en figure la correspond plus particulièrement à un dispositif de déclenchement dans lequel l'élément à mémoire de forme 3 et l'élément mécanique solidaire 4 à profil de came, sont susceptibles d'occuper une pluralité de positions en rotation autour de l'axe A alors que le mode de réalisation représenté en figure tb correspond au contraire à un dispositif dans lequel l'élément à mémoire de forme 3 est susceptible d'occuper une pluralité de positions en translation selon ce même axe. Bien entendu, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description, le dispositif de déclenchement mécanique séquentiel objet de l'invention, peut également être adapté de façon que l'élément à mémoire de forme 3 et l'élément mécanique 4 à profil de came, soient susceptible d'occuper une pluralité de positions obtenues par composition des mouvements de rotation et de translation précités. Ainsi qu'il apparaît en outre en figure la et lb, l'une des extrémités du bobinage 30 est solidaire mécaniquement en 100 du corps rigide 1, l'autre extrémité du bobinage 30 étant mécaniquement solidaire en 400 de l'élément mécanique 4 à profil de came.En outre, les deux extrémités précitées du bobinage 30 sont respectivement isolées électriquement du corps rigide 1 et de l'élément mécanique 4 à profil de came, et reliées à un circuit électrique d'excitation. Sur les figures la et lb, le circuit d'excitation est représenté par les éléments conducteurs 110, 120 et par les bornes de connexion 111, 121 à un circuit extérieur. Dans le cas de la figure la, dans lequel le bobinage 30 est adapté à occuper une pluralité de positions en rotation autour de l'axe A ,#ce bobinage étant bien entendu constitué en un alliage métallique capable de mettre en oeuvre les propriétés de mémorisation de forme, les éléments connecteur 3 110 peuvent être constitués de manière non limitative, par des languettes métalliques sou ples directement en contact avec une ou plusieurs spires du bobinage 30, l'élasticité mécanique des languettes 110 étant suffisante pour assurer le contact électrique avec une ou plusieurs spires du bobinage 30. Dans le cas de la figure lb, où le bobinage 30 constitué en un alliage métallique susceptible de mettre en oeuvre les propriétés des matériaux à mémoire de forme est adapté de façon à occuper une pluralité de positions en translation, selon l'axe A du corps cylindrique 1, les éléments conducteurs 110 peuvent être constitués par des conducteurs souples, dont la longueur est suffisante pour assurer le débattement du bobinage 30 au cours de son changement d'état de forme. L'élément mécanique à profil de came 4 est constitué ainsi que représenté en figure 1 a et lb, par un élément cylindrique dont l'axe longitudinal est confondu avec l'axe longitudinal A de l'élément cylindrique creux 1. Sur la figure la, l'élément mécanique 4 à profil de came est monté à rotation sur un axe de rotation 6 matérialisant sensiblement l'axe A du corps creux 1, alors que sur la figure lb, le même élément mécanique à profil de came 4 est au contraire monté à glissement sur le même axe central 6. Dans les deux cas, l'élément cylindrique à profil de came 4 est muni sur sa périphérie de rainures notées 4000 4001, permettant de définir la séquence de déclenchement mécanique. Sur la figure la, les rainures sont constituées par des rainures continues ou discontinues formées selon les lignes génératrices de l'élément cylindrique de façon à constituer le profil de came apte à définir la séquence de déclenchement souhaité. Les rainures et les puits ou cheminées sont distribuées sur la périphérie des éléments cylindriques correspondants. Deux doigts de contact 5 et leur rainure correspondante étant susceptibles de définir deux opérations successives de déclenchement de la séquence, sont décalés d'un même angle déterminé sur leur périphérie. Ainsi que représenté sur la figure lb, les rainures ou éventuellement les bossages représentés en 4000, 4001, sont constitués par des rainures continues selon des lignes directrices de l'élément cylindrique sensiblement. Dans ce cas, les rainures sont disposées sensiblement dans des plans orthogonaux à l'axe A du corps creux 1 ou à l'axe central 6. Un détail de réalisation particulièrement avantageux dans le cas de la figure la, sera maintenant décrit au moyen des figures 2a et 2b. Dans le cas ou le bobinage 30 est susceptible d'occuper une pluralité de positions en rotation autour de l'axe A au cours des changements de forme ou d'état de forme qui lui sont imposés par l'intermédiaire du circuit d'excitation électrique, ce changement de forme, lorsque celui-ci consiste en la seule rotation autour de l'axe A s'accompagne en raison de l'invariance globale de la longueur de la tige ou du fil constitutif du bobinage 30 d'un changement de diamètre des spires au cours du changement de forme. La rotation précitée s'effectue pour le bobinage, de manière sensiblement analogue à celle d'une vrille et le point de fixation des extrémités du bobinage 30 au corps creux 1 et à l'élément mécanique 4 à profil de came est ainsi amené à se déplacer au cours des changements de forme précités. Dans ce but, ainsi que représenté en figure 2a notamment, l'extrémité du bobinage 30 est rendu mécaniquement solidaire de l'élément mécanique 4 à profil de came par l'intermédiaire d'une fixation à glissement consistant de manière non limitative par exemple, en une glissière notée 40 et un téton noté 400 engagé à glissement dans la glissière 40 et dans lequel l'extrémité du bobinage 30 est fixée. La glissière 40 peut être ménagée selon un rayon de l'élémeRt cylindrique constitutif de l'élément mécanique 4 ou selon toute courbe curviligne adaptée à cet effet. De la même manière, l'autre extrémité du bobinage 30 ainsi que représentée en figure 2b, est rendue mécaniquement solidaire du corps creux 1, par l'intermédiaire d'une fixation à glissement de type analogue consistant en une glissière notée 10 et un téton 100 engagé à glissement dans la glissière 10 et dans lequel l'extrémité précitée du bobinage est fixée. A titre d'exemple non limitatif, les parties des tétons 400 et 100 engagées dans les glissières respectives 40 et 10 peuvent être constituées par un élément en polytétrafluoréthylène, lequel présente de bonnes caractéristiques de tenues mécaniques et de lubrification, en vue d'usages répétitifs du dispositif de 1 'inven- tion. Une description d'un dispositif de déclenchement mécanique conforme à la présente invention, dans lequel un mouvement composite en translation et/ou en rotation de l'élément mécanique 4 à profil de came est obtenu, sera maintenant décrit en liaison avec les figures 3a et 3b. La figure 3a représente en coupe, selon un plan diamétral longitudinal, une vue d'un dispositif de dEclenchement conforme à l'invention, analogue à celui de la figure lb. Dans ce mode de réalisation cependant, l'élément de déclenchement 3 constitué par un bobinage 30 et bien entendu l'élément mécanique 4 à profil de came sont susceptibles d'occuper une pluralité de positions résultant de la composition des mouvements en translation et en rotation par rapport à l'axe longitudinal A du corps creux 1 et de l'axe central 6. Dans ce cas, l'élément mécanique 4 à profil de came est de préférence monté à glissement et à rotation par rapport à l'axe central 6. Dans ce but, l'été ment mécanique 4 à profil de came peut être monté sur l'arbre central 6 au moyen d'un système à roulement à billes ou à aiguillesconférant à l'élément mécanique 4 par rapport à l'axe central 6 un premier degré de liberté en translation et un deuxième degré de liberté en rotation. Sur la figure 3a, on a en outre représenté une plaque d'isolement 401 montée entre l'extrémité du bobinage 30 et l'élément mécanique 4 à profil de came ainsi que un autre élément d'isolement noté 101 représenté sous forme de coquille montée entre la paroi du corps creux 1 et l'autre extrémité du bobinage 30. Sur cette même figure, un doigt de contact 5 a été représenté sous forme de bille ou masselotte, laquelle peut ou non être munie d'une tige auxiliaire de commande. En outre afin d'assurer une mise en mouvement de l'élément mécanique 4 avec des forces de frottement réduites, la paroi interne du corps creux 2 et la paroi latérale de l'élément mécanique 4 peuvent être munies d'une couche 1000, 4000, de matériau autolubrifiant, tel qu'unenitruration, une couche de polytétrafluoréthylène ou analogue. Ainsi que représenté en figure 3b et afin d'assurer une séquence de déclenchement mettant en oeuvre la composition des mouvements de rotation et de translation de l'élément mécanique 4 à profil de came, les rainures référencées 4002 et 4003 sont distribuées à la périphérie de l'élément 4 précité selon une topologie composée suivant au moins une ligne génératrice et une ligne directrice de l'élément cylindrique constituant l'élément mécanique 4 à profil de came. Le fonctionnement du dispositif de déclenchement mécanique séquentiel objet de 1' invention, sera maintenant décrit pour l'ensemble des figures précédentes. Dans tous les cas, les moyens de déclenchement 3 constitués par le bobinage 30 sont constitués en un matériau du type alliage métallique compris dans le groupe nickel-titane, nickel-titane-fer, cuivre-zinc aluminium et cuivre, aluminiu##nickel ou en leur catposé intermétallique correspondant. Préalablement à son montage dans le corps creux 1, le bobinage 30 constituant les moyens de déclenchement est soumis à un processus dit d 'éducation lui permettant par variation de sa température en deçà et au delà de sa température de transition Ms, d'occuper au moins deux états de forme stabîes,réversibîes, le caractère de réversibilité étant acquis du seul fait du franchissement par la température du bobinage 30 de sa température de transition. Bien entendu, le processus dit d'éducation permet d'obtenir soit un bobinage capable d'occuper un premier état de mémoire de forme à température ambiante, dit état non déformé, puis par exemple par chauffage capable d'occuper un deuxième état de mémoire de forme obtenu par seule rotation sensiblement des spires du bobinage autour de l'axe de celui-ci et augmentation correspondante du diamètre de ces spires déjà citée, ou au contraire passage de l'état de forme dit état non déformé à température ambiante à un état de forme obtenu par seule translation sensiblement des spires le long de l'axe A précité, ou au contraire passage d'un état de forme dit état non déformé à température ambiante à un état obtenu par composition des mouvements de translation et de rotation précités. Les différents processus d'éducation tels que définis précédemment feront l'objet d'une description plus détaillée ultérieure. Le dispositif de déclenchement objet de l'invention étant normalement à température ambiante, les moyens de déclenchement 3 ou bobinage 30 sont dans leur état non déformé. Le circuit d'excitation étant relié par les bornes 111 et 121 à un circuit électrique extérieur du type réseau d'alimentation basse tension, l'énergie électrique dégradée par effet Joule dans le bobinage 30 a pour effet d'amener la température de celui-ci au delà de sa température de transition, le bobinage 30 préalablement éduqué étant ainsi amené en une position dite déformée soit par seule rotation autour de l'axe ¯ soit par simple translation autour de ce même axe soit par composition des mouvements précités entrainant ainsi en conséquence l'élément mécanique 4 à profil de came et les doigts de déclenchement 5. La suppression du courant de chauffage par commutation du réseau a pour effet le retour en température du bobinage 30 en deçà de sa température de transition et le retour en l'état de forme dit non déformé de celui-ci, l'élément mécanique 4 à profil de came étant ramené en sa position initiale. Bien entendu, des ouvertures de ventilation notées 105 sur la figure la peuvent être prévues afin d'assurer un retour plus rapide à la température ambiante. D'autres moyens peuvent être également prévus sans sortir du cadre de la présente invention, afin d'obtenir un retour à une température située en deçà de la température de transition du matériau constitutif du bobinage 30. Le processus d'éducation sera maintenant décrit en liaison avec les figures la, lb et 3a précitées. A titre d'exemple non limitatif, un processus d'éducation ou conditionnement, dans le cas du passage d'un état de mémoire de forme à l'autre état de mémoire de forme par seule rotation sensiblement des spires d'un enroulement 30 sera maintenant décrit, ce bobinage étant lui-même par exemple constitué en un alliage comportant environ 4 % en masse atomique d'aluminium, 25 % de zinc et le reste en pourcentage de cuivre et pour lequel la température de transition Ms est voisine de 750C. Préalablement au processus d'éducation proprement dit, le bobinage doit tout d'abord être mis à la forme voulue à température ambiante. Une tige de matériau à mémoire de forme dont la composition est celle indiquée précédemment est tout d'abord portée à une température permettant d'amener la totalité de la tige en état cristallographique, comportant deux phases a et ss en équilibre. A titre d'exemple, la tige précitée est portée à une température de 5000C. Cette élévation de température a pour effet de rendre le matériau brut plus malléable. La tige est ensuite ramenée à température ambiante, avec ou sans trempe, de façon à permettre la mise en forme proprement dite. La mise en forme proprement dite, c'est-àdire la mise en forme à l'état définitif constituant l'état final au delà de la température de transition Ms du matériau est alors effectuée par déformation plastique de la tige à température ambiante. La tige est enroulée sur un support ou mandrin au moyen d'une bobineuse ou de tout autre moyen de façon à former l'enroulement 30. L'enroulement 30 ainsi constitué est ensuite, en l'absence de toute contrainte mécanique, porté à haute température, de façon à amener le matériau à mémoire de forme constitutif de l'enroulement 30 en phase cristallographique de type ss. Typiquement, le bobinage 30 est porté à une température comprise entre 700 OC et 850cl. L'enroulement 30 est ensuite soumis à une trempe, la température de l'enroulement étant maintenue au-dessus de la température de transition Ms du matériau. Dans l'exemple considéré, l'enroulement est maintenu à une température de l'ordre de lOO0C. Lorsque la température de transition Ms de l'alliage est supérieure à la température ambiante, une précaution supplémentaire consiste à maintenir l'enroulement à la température supérieure à la température Ms pendant 1 heure minimum, afin de provoquer une élimination des lacunes de trempe et obtenir en définitive une stabilisation de l'état martensitique. L'enroulement 30 étant maintenu à la température supérieure à la température de transition Ms, il est alors soumis à l'étape d'éducation proprement dite. L'éducation consiste à appliquer à l'enroulement 30 une contrainte mécanique capable d'imposer à celui-ci une déformation constituant pour l'enroulement un chemin par lequel l'enroulement passera de son état de forme final à ses différents états de forme successifs, lesquels constituent en fait le chemin précité. Dans ce but, une contrainte mécanique est appliquée à l'enroulement 30, la contrainte étant dirigée dans le sens de déformation de l'enroulement. Dans l'exemple précité où la déformation consiste en une rotation des spires, l'effort ou contrainte peut être appliqué à l'enroulement 30 au moyen d'un outil de structure analogue au déclencheur représenté figure la, dans lequel l'élément mécanique 4 est remplacé par une simple roue sur laquelle un couple moteur est appliqué, le profil de came de l'élément mécanique 4 n'étant bien entendu pas nécessaire. L'amplitude de la contrainte appliquée à l'enroulement est choisie telle que celle-ci ne dépasse pas sensiblement la limite de déformation élastique de l'enroulement à la température supérieure à la température de transition Ms, soit 1000C sensiblement. Puis, la contrainte étant maintenue, l'enroulement est refroidi et amené à une température inférieure à sa température de transition Ms et de préférence en deçà de sa température de fin d'état martensitique Mf. L'enroulement 30, sous l'effet de la contrainte, se déforme par plasticité de déformation dans le sens imposé par la contrainte. L'enroulement 30 se déforme d'un nombre de tours, par rotation des spires, qui dépend de la contrainte imposée, des caractéristiques du ressort dont le nombre initial de spires et la modification du nombre de tours ou spires se traduit par une variation du diamètre de celles-ci sans changement appréciable de la longueur de l'enroulement 30. L'enroulement 30 est ensuite ramené à une température supérieure à la température Ms à une température voisine de 1000C dans l'exemple considéré, la contrainte étant maintenue. Les transitions en température en deçà et au delà de la température de tansition Ms du matériau, la contrainte étant maintenue, sont répétées cycliquement. On a pu observer qu'une répétition supérieure à cinq fois des transitions précitées permet en fait une utilisation ultérieure quasi indéfinie de l'enroulement 30, sur l'ensemble des positions constituant son chemin d'éducation, par seule modification de sa température. Dans l'exemple précité, un enroulement 30 soumis au processus d'éducation précité, peut-être utilisé de façon à ce que la totalité des positions d'une extrémité de l'enroulement 30 soit occupée pour une variation de température de l'ordre de 200C de la température du ressort la caractéristique de déformation, ou nombre de tours de rotation sur la plage de variation de température précitée présertant un très bon degré de linéarité et la déformation en rotation présentant unbon degré de reproductibilité dans des conditions de charge, c'est-à-dire d'inertie de l'élément mécanique entrainé par l'enroulement 30, identiques Bien entendu, l'éducation de l'enroulement 30, dans le cas où celle-ci est constituée par une éducation en rotation, peut de préférence être effectuée sur un nombre de tours supérieur au nombre de tours de déformation à obtenir à l'utilisation ulté rieure en fonction de la charge. En outre, le processus d'éducation précité ne préjuge pas de la déformation appliquée à lten- roulement 30. En effet, en vue d'une utilisation dans un système de déclenchement tel que représenté en figure 3a, le cylindre remplaçant l'élément mécanique 4 dans l'outil permettant la mise en oeuvre du processus d'éducation peut avantageusement être monté sur un axe fileté, le couple moteur appliqué au cylindre assurant ainsi la mise en mouvement en rotation et en translation du cylindre et l'éducation correspondante de l'enroulement 30 selon un chemin résultant de la composition des mouvements de rotation et de translation. Enfin, dans le cas ou le matériau à mémoire de forme constitutif de l'enroulement 30 est un alliage du type nickel-titane, le procédé d'éducation proprement dit peut être de préférence modifié de façon que la contrainte d'éducation ne soit appliquée à l'enroulement 30 que lorsque celui-ci est en phase martensitique, c'est-à-dire lorsque sa température est inférieure à sa température de transition Ms et de préférence inférieure à Mf, température de fin de transition martensitique. Un enroulement 30 éduqué par exemple ainsi que précédemment décrit, peut être utilisé dans un déclencheur mécanique séquentiel, conforme à l'invention ainsi que représenté en figures la, lb ou 3a de la manière ci-après. L'enroulement 30 est monté dans le corps du déclencheur ainsi qu'il a été décrit dans les figures précitées. A température ambiante, ltenroule- ment 30 dans l'exemple non limitatif décrit, est à l'état martensitique, c'est-à-dire déformé par exemple en rotation, sensiblement sur la totalité des nombres de tours obtenue au cours de l'éducation. Une commande en courant du circuit d'excitation par une alimentation des bornes 111 et 121, permet, par échauffement par effet Joule, le retour de l'enroulement 30 àI'état initial austénitique et vice versa. L'échauffement et la température de lten- roulement 30 peuvent être commandés au moyen d'un circuit de commande et de régulation de l'intensité électrique appliquée au circuit d'excitation, le refroidissement de l'enroulement 30 peut être favorisé par tout moyen tel que l'existence d'ouvertures 105 de ventilation ménagées dans le corps du déclencheur 1. De préférence, la température de l'enroulement 30 peut être régulée de manière précise par tout circuit de commande par impulsion de type classique, permettant en fait une régulation de l'angle de conduction du circuit d'excitation de manière analogue au circuit de commande thyristor. De préférence, l'enroulement 30 ayant normalement une valeur de résistance faible ou très faible, l'alimentation du circuit d'excitation et de l'enroulement 30 est effectuéeau moyen d'un transformateur d'isolement, lequel permet à partir du réseau basse tension, une alimentation de l'enroulement 30 sous très faible tension, tension inférieure ou égale à 1 volt, et sous très fortes intensités, lesquelles peuvent atteindre en régime d'impulsion des intensités supérieures à 1000 ampères. Les circuits de commande correspondants ne seront pas décrits, car ils peuvent être constitués par les circuits utilisés de manière classique, dans le domaine de la commande et de la commutation par thyristor. Bien que la courbe de déformation de l'enroulement 30 en fonction de la température, présente une hystérésis lors des transitions au delà de la température de transition Ms du matériau et en deçà de la temp¯rature de fin de transformation martensitique Mf de celui-ci, le grand degré de linéarité de celle-ci dans la plage de température de commande de l'enroulement 30 permet une correspondance bi-univoque,sur chaque branche de la courbe d'hystérésis, entre la température d'enroulement et les paramètres de commande en impulsions d'intensité du système, et la position mémorisée occupée sur le chemin de déformation de l'enroulement 30, en fonction de cette température. Des séquences de déclenchement mécanique de tout type peuvent ainsi être définies, le processus d'éducation étant lui-même défini en conséquence. En particulier, la déformation élastique de l'enroulement 30, lorsque celui-ci est en état martensitique, peutmême être utilisée lorsque l'enroulement 30 occupe au moins une position de son chemin de déformation. Bien entendu, le dispositif objet de l'invention et le procédé d'éducation de l'élément de déclenchement de celui-ci ne préjugent en aucun cas de la valeur de la température de transition du matériau constitutif de cet élément, par rapport à la température ambiante, et l'éducation de l'enroulement 30 ou élément de déclenchement, peut être ainsi complémenté de façon à définir un chemin de déformation inverse à celui de l'exempleprécité.

Claims: Device for sequential mechanical triggering, comprising a rigid body (1) provided with openings (2) in which triggering pins (5) are engaged, and, in this rigid body (1), triggering means constituted by a shape memory member (3), said triggering means being mechanically connected to the rigid body (1), characterised in that said shape memory member (3) is able to occupy at least two reversible, stable states of shape, the character of reversibility being acquired by the sole fact of passing through the transition temperature of said member (3), and in that the said triggering means are also connected to a mechanical member (4) having a cam profile in order to cause, under the action of the triggering means, the engagement/disengagement of the said triggering pins (5), which are kept engaged in said openings (2) by a return system. Device according to Claim 1, characterised in that the said rigid body (1) is a substantially cylindrical, hollow member comprising on its periphery a plurality of shafts or passages (2) in which the triggering pins (5) are engaged. Device according to one of the preceding Claims, characterised in that said shape memory member (3) is constituted by a wire of shape memory material constituting a winding (30), whereof the longitudinal axis coincides with the longitudinal axis (Δ) of the hollow cylindrical member. Device according to Claim 3, characterised in that one of the ends of the winding (30) is mechanically connected to the rigid body (1), the other end being mechanically connected to the mechanical member (4) having a cam profile, the two ends being respectively insulated electrically from the rigid body (1) and the mechanical member (4) having a cam profile and connected to an electrical excitation circuit. Device according to one of the preceding Claims, characterised in that the mechanical member (4) having a cam profile is constituted by a cylindrical member whereof the longitudinal axis (6) coincides with the longitudinal axis (Δ) of the hollow cylindrical member, the said cylindrical member (4) having a cam profile being provided on its periphery with grooves (4000) making it possible to define the mechanical triggering sequence. Device according to Claim 5, characterised in that the said grooves (4000) are constituted by continuous grooves along directrix lines of the cylindrical member, i.e. disposed in planes orthogonal to the longitudinal axis (Δ) of the hollow body (1) or to the central axis (6). Device according to Claim 5, characterised in that the said grooves are constituted by discontinuous grooves formed along generatrix lines of the cylindrical member. Device according to Claim 7, characterised in that the said grooves (4000) and the said shafts or passages (2) are distributed over the periphery of the corresponding cylindrical members, two contact pins (5) and their corresponding groove able to define two successive operations for triggering the said sequence being offset by the same predetermined angle on their corresponding periphery. Device according to Claims 5 to 7, characterised in that the grooves are distributed on the periphery of the cylindrical member (4) having a cam profile according to topology composed along a generatrix line and a directrix line of the said cylindrical member. Device according to one of Claims 1 to 5 or 9, characterised in that said shape memory member is able to occupy a plurality of positions in translation along the axis of the cylindrical body (4) and/or of rotation about said axis.

Inventors: BARGRAIN, RAYMOND, DUBERTRET, ALAIN, GUENIN, GERARD, RIZZO, GILLES, Guenin, Gérard
Applicants: SOURIAU ET CIE
Application year: 1986
Main classification: H01H61
IPC codes: H01H61, H01H43