EP0488863B1 - Détonateur pyrotechnique à connexions coaxiales - Google Patents

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EP0488863B1
EP0488863B1 EP91403158A EP91403158A EP0488863B1 EP 0488863 B1 EP0488863 B1 EP 0488863B1 EP 91403158 A EP91403158 A EP 91403158A EP 91403158 A EP91403158 A EP 91403158A EP 0488863 B1 EP0488863 B1 EP 0488863B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
socket
anvil
detonator
detonator according
ring
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP91403158A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0488863A1 (fr
Inventor
Thierry Aureal
Joel Bansard
Gérard Humily
Christophe Riviere
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thomson Brandt Armements SA
Original Assignee
Thomson Brandt Armements SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson Brandt Armements SA filed Critical Thomson Brandt Armements SA
Publication of EP0488863A1 publication Critical patent/EP0488863A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0488863B1 publication Critical patent/EP0488863B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10—Initiators therefor
    • F42B3/195—Manufacture
    • F42B3/198—Manufacture of electric initiator heads e.g., testing, machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10—Initiators therefor
    • F42B3/12—Bridge initiators
    • F42B3/124—Bridge initiators characterised by the configuration or material of the bridge

Definitions

  • the present invention relates to a pyrotechnic detonator with coaxial connections, of the sprayed layer type.
  • Such detonators can be used in particular to trigger the operation of military charges or rocket propellants, missiles and any other guided projectile or gas generators (in this case, the detonators are called igniters because of their use).
  • the invention relates more particularly to the first type of process in which a conductive element is used on which the material to be projected has been placed.
  • an electrical discharge of very short duration but of very high intensity, is sent into the electrical element.
  • the material is then projected against the intermediate load and causes its initiation.
  • a first category of this type of detonator described in French patent application No. 87 08813 filed on June 23, 1987, is equipped with an electrical element consisting two strands connected at their ends and placed close enough to each other to form a conductor with little inductive effect.
  • This electrical element exits laterally at least on one of the walls of the device to connect to an external electrical supply.
  • This flat connection is difficult to implement and is very fragile.
  • the realization of such a system poses problems of integration, size, tightness and hermeticity.
  • detonators Another category of detonators, described in the same patent application, has an electrical element, the power supply of which is carried out using two electrodes, placed perpendicularly to the electrical element.
  • the space requirement even if it is reduced compared to the production of the first type of detonator, is always significant.
  • sealing and hermeticity problems which are not resolved in this system and which can promote events, for example corrosion of the conductive element, tending to deteriorate the system.
  • the present invention relates to a detonator starting from the same principles but notably improving the previous device from the point of view in particular of simplicity, robustness and cost, thanks to a lighter and more compact structure.
  • the detonator according to the invention is a projected layer detonator ("slapper detonator” or even EFI “Exploding Foil Initiator” in Anglo-Saxon literature). It comprises in known manner, as was briefly indicated above, an electrical circuit such that a current pulse of a few thousand amps generated in a few tens of nanoseconds causes the volatilization of part of a metallic conductor ( fuse bridge) and the formation of a metallic plasma. The very brutal expansion of the confined metallic plasma is used to project onto the face of a secondary explosive charge a projectile consisting of a disc of plastic material a few tens of micrometers thick and with a diameter of the order of millimeter. The detonation of the secondary explosive charge of the detonator is triggered by the impact of the projectile on the explosive with a very high impact speed.
  • FIG. 1 shows in section an embodiment of a detonator according to the invention based on these principles of operation.
  • This detonator essentially comprises a metallic cylindrical anvil 1 carrying a fusible bridge 112, a socket 2 of revolution made of dielectric material, electrical control means with a sprayed layer comprising the fusible bridge, a layer of material 13 and a mechanical confinement obtained at using a barrel 3 comprising a hole 30, pyrotechnic means 4, 5, 6 and a cover 8 closing the assembly.
  • the socket-anvil assembly is assembled using a part 12 in the form of a cylindrical ring with a flange.
  • the anvil 1 is for example a cylindrical piece of alumina which has on its bottom a conductive surface 10 in the form, for example, of a disc, serving as an electrical contact zone.
  • a conductive surface 10 in the form, for example, of a disc, serving as an electrical contact zone.
  • the fuse bridge 112 On the opposite face of the anvil 1 is formed, as shown in FIG. 2, the fuse bridge 112, one end 111 of which is connected to a peripheral circular conductive surface 110 and the other end of which is connected to the conductive surface 10 of contact by at least one hermetic electrical crossing 14, constituted for example by a metallized hole filled or closed by a conductive element.
  • the assembly 11 of the conductive surface 110 and the fuse bridge 111, 112 is obtained for example by metallization.
  • the sleeve 2 (FIG. 1) is a part of revolution, in alumina for example, having a cylindrical body and a guide shoulder 20.
  • the sleeve 2 is connected to the anvil 1 by the cylindrical collar ring 12, for example by brazing, the flange being brazed on the surface 110 of the anvil 1.
  • the upper face (in the position shown in FIG. 1) of the guide shoulder 20 carries a bearing surface 21 intended to transmit the contact pressure necessary for the flat connection 10 of the detonator with an external box, not shown.
  • a closing cylinder 7 In the opening of the sleeve 2 on the side of the shoulder 20 is fixed, for example by brazing, a closing cylinder 7.
  • This cylinder can in particular be made of stainless steel.
  • a disc of material 13 for example polyimide (disc called “flyer” in English literature). This disc is held in place against the fuse bridge on the anvil 1 by the barrel 3 which can also be made of alumina.
  • the pyrotechnic means consist of a cylindrical case 4, for example of stainless steel, in which an explosive charge composed of two secondary explosives 5 and 6 is contained.
  • the assembly formed of the material 13, of the barrel 3 and of the pyrotechnic means 4, 5, 6 is put in compression against the anvil 1 thanks to the cover 8 made integral with the closing cylinder 7.
  • a flexible cylindrical contact part 9 comprises a cylindrical part in contact or brazed to the ring 12 and flexible folded tabs. The part 9 is therefore electrically connected to the end 111 of the fuse bridge via the ring 12 and the conductive surface 110 on the anvil 1.
  • the assembled detonator can be very easily introduced into a cylindrical case comprising at the bottom and on its internal lateral face two conductive surfaces constituting the electrical supply inlets of the initiation system, and which are in contact respectively with the contact surface 10 and the tabs of part 9 of the detonator. It is also very easy to remove the detonator from the housing, for example to carry out tests.
  • the anvil 1 is obtained from a large alumina substrate.
  • the substrate is pierced with holes which are plugged with copper to make the watertight bushings 14.
  • To plug these holes one can either braze a copper pin in each hole after the inner surface of the holes has been metallized, or fill the holes by suction of a screen printing paste.
  • After rectification of the two faces of the alumina substrate these are metallized by sputtering.
  • the metallization preferably comprises, in addition, a layer of gold of a few micrometers for the protection of the contacts 10.
  • the desired geometry for the circuits of the two faces is then obtained by chemical etching. Finally, each anvil is cut by laser in the substrate.
  • the sleeve 2 is also made of alumina which can be machined in the mass or obtained by sintering then rectification. The sleeve is metallized on its external lateral face and on its internal diameter at the level of the guide shoulder.
  • the closing cylinder 7 is brazed at high temperature on the bushing then the flange ring 12 is brazed at low temperature on the bushing.
  • the cylindrical contact piece 9 can be obtained from a strip of copper-beryllium alloy from which the contact tabs are cut. The tabs are then curved by forming and the strip is rolled up and cut to the correct length. The open ring thus obtained is annealed to stabilize its mechanical properties, in particular its elasticity. It can be browned to ensure better resistance to corrosion.
  • the pyrotechnic means comprise a cylindrical case 4 of stainless steel in which the explosive charge is placed.
  • the loading of these two explosives is carried out by compression at constant height in the case 4.
  • the use of two secondary explosives is given only by way of example.
  • the mounting of the detonator according to the invention is carried out in two stages: assembly of the inert body (anvil, contact piece socket, closing cylinder) then mounting of the plastic material 13, of the barrel and of the loaded case and closing of the thanks to the cover.
  • the closing cylinder 7 is first brazed on the sleeve 2 at high temperature and then the cylindrical ring 12 is brazed at low temperature on the sleeve.
  • the assembly is then brazed to the metallized anvil (brazing of the collar of the ring 12 on the surface 110).
  • the cylindrical contact part 9 (open ring) is then transferred to the body of the sleeve 2 and of the ring 12 where it is kept in contact simply by its elasticity or by soldering.
  • the plastic material disc 13, the barrel 3 and the loaded case 4 are successively introduced into the assembly assembled during the first step.
  • the cover 8 covers the assembly and ensures sufficient compression of the elements 13, 3 and 4, 5, 6 against the anvil 1 for the confinement of the copper plasma during the operation of the detonator.
  • the cover 8 is made integral with the closing cylinder 7 by laser welding.
  • one of the major advantages of the detonator according to the invention is total airtightness. This hermeticity is ensured by the soldering of the ring 12 on the anvil 1 and the sleeve 2, of the closing cylinder 7 on the sleeve 2, by the laser welding of the cover 8 on the cylinder 7 and by the hermetic electrical bushings 14.
  • the active parts of the detonator fuse bridge 112, plastic material 13 and explosive charge 4, 5, 6) are thus protected from corrosion and aging due to the ambient atmosphere, which allows prolonged storage.
  • the architecture of the detonator allows, as already mentioned, easy installation and disassembly, which allows maintenance operations and testing of electronic ignition means.
  • the lightness of the detonator and its particularly compact architecture make it able to withstand the mechanical stresses that it is likely to encounter in various types of ammunition.
  • Another major advantage of the detonator according to the invention is the possibility of automating its production, therefore of reducing its cost.
  • FIG. 3 an alternative embodiment of the sleeve.
  • the sleeve 2 ′, the closing cylinder 7 ′ and the ring 12 ′ are produced and assembled in a single operation.
  • the socket 2 ′ is produced from a plastic material, by injection, the cylinder 7 ′ and the ring 12 ′ being inserts embedded in the socket.
  • FIG. 3 shows, by way of example, possible shapes for the ring 12 ′, bent at 120 inwards on the side opposite the flange, and for the cylinder 7 ′ having beads 70 outwards at the level of its insertion in the socket 2 ′.
  • This includes, like the sleeve 2 of Figure 1, a guide shoulder 20 'with a pressure surface 21'.
  • the sleeve 2 ′ with the cylinder 7 ′ and the ring 12 ′ fulfills exactly the same functions as the alumina sleeve 2 assembled with the closing cylinder 7 and the ring 12 of FIG. 1.
  • the sleeve 2 ′ can be made of high-performance polymer material, for example by injection of a polyetheretherketone (PEEK) loaded with glass fibers for a good mechanical resistance.
  • PEEK polyetheretherketone
  • PET Polyethersulfone
  • the chosen material must withstand high temperatures (minimum 200 ° C) and be waterproof even when thin.
  • the anvil 1 can also be produced with the same materials according to the same technique.
  • the sealed bushings 14 and the planar contact surface 10 are then produced in the form of inserts. Only the fuse circuit and the conductive surface 110 are produced by sputtering and chemical etching.

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Description

  • La présente invention se rapporte à un détonateur pyrotechnique à connexions coaxiales, du type à couche projetée.
  • De tels détonateurs (encore connus sous le nom de "slapper-détonator" ou "Exploiding foil Initiator" dans la littérature anglo-saxone), peuvent être utilisés notamment pour déclencher le fonctionnement de charges militaires ou de propulseurs de roquettes, de missiles et de tout autre projectile guidé ou des générateurs de gaz (dans ce cas, les détonateurs sont dénommés inflammateurs à cause de leur emploi).
  • Dans le domaine de la détonique c'est-à-dire le domaine des explosifs, les charges militaires solides peuvent être initiés, par exemple, par une projection violente d'un matériau sur une charge intermédiaire pour que l'impact du matériau sur la charge intermédiaire provoque l'initiation de celle-ci. La projection du matériau est provoquée par l'explosion d'une pellicule métallique vaporisable, obtenue généralement par deux procédés différents :
    • soit la circulation d'une impulsion de courant électrique ;
    • soit l'absorption d'une impulsion d'énergie lumineuse générée par un laser.
  • L'invention se rapporte plus particulièrement au premier type de procédé dans lequel on utilise un élément conducteur sur lequel on a placé le matériau devant être projeté. Pour déclencher le fonctionnement, on envoie une décharge électrique, de très courte durée mais de très forte intensité, dans l'élément électrique. Le matériau se trouve alors projeté contre la charge intermédiaire et provoque son initiation.
  • Une première catégorie de ce type de détonateur, décrite dans la demande de brevet français N° 87 08813 déposée le 23 juin 1987, est équipée d'un élément électrique constitué de deux brins reliés à leur extrémité et placés suffisamment près l'un de l'autre pour constituer un conducteur peu selfique. Cet élément électrique sort latéralement au moins sur une des parois de l'artifice pour se connecter à une alimentation électrique extérieure. Cette connexion à plat est difficile à mettre en oeuvre et est très fragile. D'autre part, la réalisation d'un tel système pose des problèmes d'intégration, d'encombrement, d'étanchéité et d'herméticité.
  • Une autre catégorie de détonateurs, décrite dans la même demande de brevet, possède un élément électrique dont l'alimentation est réalisée à l'aide de deux électrodes, placées perpendiculairement par rapport à l'élément électrique. Dans ce système, l'encombrement, même s'il est réduit par rapport à la réalisation du premier type de détonateur, est toujours important. Il existe également des problèmes d'étanchéité et d'herméticité qui ne sont pas résolus dans ce système et qui peuvent favoriser des événements, par exemple corrosion de l'élément conducteur, tendant à détériorer le système.
  • Pour remédier à cela, il a été proposé par la demanderesse, dans la demande de brevet français N° 89 07675 déposée le 9 juin 1989 (FR-A-26 48 223), un inflammateur ou détonateur pyrotechnique à couche projetée présentant des connexions cylindriques coaxiales. Une telle structure présente de nombreux avantages, notamment l'étanchéité de la partie fusible permettant des stockages prolongés, une construction rigide, une assez grande simplicité d'assemblage et de mise en oeuvre et un coût relativement faible. Un tel inflammateur remédie aux inconvénients cités plus haut.
  • La présente invention a pour objet un détonateur partant des mêmes principes mais améliorant notablement le dispositif précédent du point de vue notamment de la simplicité, de la robustesse et du coût, grâce à une structure plus légère et plus compacte.
  • Selon l'invention, il est donc prévu un détonateur pyrotechnique à connexions coaxiales tel que défini par les revendications 1 à 16.
  • Selon un autre aspect de l'invention, il est également prévu un procédé de montage d'un détonateur tel que prévu ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à :
    • assembler la douille et un cylindre de fermeture par brasure à haute température du cylindre sur la surface interne métallisée de la douille ;
    • assembler la douille et une bague à collerette par brasure à basse température de la bague sur la surface latérale externe métallisée de la douille ;
    • braser ladite douille assemblée sur ladite enclume par l'intermédiaire de la collerette de la bague ;
    • monter ladite pièce de contact cylindrique souple sur ladite surface latérale externe de la douille ;
    • mettre en place, à l'intérieur de la douille, successivement ladite couche de matériau, le canon et lesdits moyens pyrotechniques ; et
    • fermer l'ensemble par un couvercle avec compression desdits éléments mis en place dans la douille, en soudant au laser ledit couvercle sur le cylindre de fermeture.
  • L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints où :
    • la figure 1 montre, vu en coupe, un premier mode de réalisation d'un détonateur selon l'invention ;
    • la figure 2 est une vue de dessus de l'enclume du détonateur de la figure 1 ; et
    • la figure 3 est une vue en coupe d'un second mode de réalisation d'un élément du détonateur selon l'invention.
  • Le détonateur selon l'invention est un détonateur à couche projetée ("slapper detonator" ou encore EFI "Exploding Foil Initiator" dans la littérature anglo-saxonne). Il comporte de manière connue, comme on l'a brièvement indiqué précédemment, un circuit électrique tel qu'une impulsion de courant de quelques milliers d'ampères générée en quelques dizaines de nanosecondes provoque la volatilisation d'une partie d'un conducteur métallique (pont fusible) et la formation d'un plasma métallique. L'expansion très brutale du plasma métallique confiné est utilisée pour projeter sur la face d'un chargement explosif secondaire un projectile constitué d'un disque de matériau plastique de quelques dizaines de micromètres d'épaisseur et d'un diamètre de l'ordre du millimètre. La mise en régime de détonation du chargement explosif secondaire du détonateur est provoquée par le choc du projectile sur l'explosif avec une très grande vitesse d'impact.
  • La figure 1 représente en coupe un mode de réalisation d'un détonateur selon l'invention basé sur ces principes de fonctionnement. Ce détonateur comprend essentiellement une enclume métallisée 1 cylindrique portant un pont fusible 112, une douille 2 de révolution en matériau diélectrique, des moyens électriques de commande à couche projetée comprenant le pont fusible, une couche de matériau 13 et un confinement mécanique obtenu à l'aide d'un canon 3 comportant un trou 30, des moyens pyrotechniques 4, 5, 6 et un couvercle 8 fermant l'ensemble. L'ensemble douille-enclume est assemblé à l'aide d'une pièce 12 en forme de bague cylindrique à collerette.
  • L'enclume 1 est par exemple une pièce cylindrique en alumine qui comporte sur son fond une surface conductrice 10 en forme par exemple de disque, servant de zone de contact électrique. Sur la face opposée de l'enclume 1 est formé, comme représenté sur la figure 2, le pont fusible 112 dont une extrémité 111 est reliée à une surface conductrice circulaire périphérique 110 et dont l'autre extrémité est reliée à la surface conductrice 10 de contact par au moins une traversée électrique hermétique 14, constituée par exemple par un trou métallisé rempli ou obturé par un élément conducteur. L'ensemble 11 de la surface conductrice 110 et du pont fusible 111, 112 est obtenu par exemple par métallisation.
  • La douille 2 (figure 1) est une pièce de révolution, en alumine par exemple, ayant un corps cylindrique et un épaulement de guidage 20. La douille 2 est reliée à l'enclume 1 par la bague cylindrique à collerette 12, par exemple par brasage, la collerette étant brasée sur la surface 110 de l'enclume 1. La face supérieure (dans la position représentée sur la figure 1) de l'épaulement de guidage 20 porte une surface d'appui 21 destinée à transmettre la pression de contact nécessaire à la connexion plane 10 du détonateur avec un boîtier extérieur non représenté. Dans l'ouverture de la douille 2 du côté de l'épaulement 20 est fixé, par exemple par brasage, un cylindre de fermeture 7. Ce cylindre peut être notamment en acier inoxydable.
  • A L'intérieur de la douille 2, on dispose un disque de matériau 13, par exemple en polyimide ( disque appelé "flyer" dans la littérature anglo-saxonne). Ce disque est maintenu en place contre le pont fusible sur l'enclume 1 par le canon 3 qui peut être lui-aussi en alumine.
  • Les moyens pyrotechniques sont constitués par un étui cylindrique 4 par exemple en acier inoxydable dans lequel est contenu un chargement explosif composé de deux explosifs secondaires 5 et 6.
  • L'ensemble formé du matériau 13, du canon 3 et des moyens pyrotechniques 4, 5, 6 est mis en compression contre l'enclume 1 grâce au couvercle 8 rendu solidaire du cylindre de fermeture 7.
  • Autour du corps de la douille 2 et de la bague cylindrique 12 est disposée une pièce de contact cylindrique souple 9. Cette pièce 9 comprend une partie cylindrique en contact ou brasée à la bague 12 et des languettes souples repliées. La pièce 9 est donc reliée électriquement à l'extrémité 111 du pont fusible par l'intermédiaire de la bague 12 et de la surface conductrice 110 sur l'enclume 1.
  • Comme on le voit, le détonateur assemblé peut être introduit très facilement dans un boîtier cylindrique comportant au fond et sur sa face latérale interne deux surfaces conductrices constituant les arrivées d'alimentation électriques du système d'initiation, et qui sont en contact respectivement avec la surface de contact 10 et les languettes de la pièce 9 du détonateur. On peut aussi très facilement enlever le détonateur du boîtier, par exemple pour effectuer des tests.
  • On va maintenant décrire plus précisément la réalisation de chacun des éléments constitutifs principaux du détonateur selon l'invention.
  • L'enclume 1 est obtenue à partir d'un substrat en alumine de grandes dimensions. Le substrat est percé de trous qui sont bouchés avec du cuivre pour réaliser les traversées étanches 14. Pour boucher ces trous, on peut soit braser une broche en cuivre dans chaque trou après que la surface intérieure des trous ait été métallisée, soit remplir les trous par aspiration d'une pâte de sérigraphie. Après rectification des deux faces du substrat en alumine, celles-ci sont métallisées par pulvérisation cathodique. On peut déposer d'abord une couche d'accrochage de chrome de quelques dizaines de nanomètres puis une couche de quelques micromètres de cuivre sur le côté du circuit fusible. Sur la face opposée, la métallisation comporte, de préférence, en plus une couche d'or de quelques micromètres pour la protection des contacts 10. La géométrie souhaitée pour les circuits des deux faces est ensuite obtenue par gravure chimique. On découpe enfin chaque enclume au laser dans le substrat. La douille 2 est également en alumine qui peut être usinée dans la masse ou obtenue par frittage puis rectification. La douille est métallisée sur sa face latérale extérieure et sur son diamètre intérieur au niveau de l'épaulement de guidage.
  • Le cylindre de fermeture 7 est brasé à haute température sur la douille puis la bague à collerette 12 est brasée à basse température sur la douille.
  • La pièce de contact cylindrique 9 peut être obtenue à partir d'une bande en alliage cuivre-beryllium dans laquelle sont découpées les languettes de contact. Les languettes sont ensuite recourbées par formage puis la bande est enroulée et découpée à la bonne longueur. L'anneau ouvert ainsi obtenu subit un recuit pour stabiliser ses propriétés mécaniques, notamment son élasticité. On peut le dorer pour assurer une meilleure résistance à la corrosion.
  • Les moyens pyrotechniques comprennent un étui cylindrique 4 en acier inoxydable dans lequel est disposé le chargement explosif. Celui- ci comprend un premier explosif secondaire 6 recevant l'impact du projectile en matériau plastique et qui peut être de l'hexanitrostylbène. Sa détonation est renforcée par un second explosif secondaire 5 qui peut être de l'hexogène-cire par exemple. Le chargement de ces deux explosifs est effectué par compression à hauteur constante dans l'étui 4. Naturellement, l'utilisation de deux explosifs secondaires n'est donnée qu'à titre d'exemple.
  • Le montage du détonateur selon l'invention s'effectue en deux étapes : assemblage du corps inerte (enclume, douille pièce de contact, cylindre de fermeture) puis montage du matériau plastique 13, du canon et de l'étui chargé et fermeture de l'ensemble grâce au couvercle.
  • Lors de la première étape, on brase d'abord à haute température le cylindre de fermeture 7 sur la douille 2 puis on brase à basse température la bague cylindrique 12 sur la douille. On brase ensuite l'ensemble sur l'enclume métallisée (brasage de la collerette de la bague 12 sur la surface 110). On reporte ensuite la pièce cylindrique de contact 9 (anneau ouvert) sur le corps de la douille 2 et de la bague 12 où elle est maintenu en contact simplement par son élasticité ou par brasure.
  • Lors de la seconde étape, le disque de matériau plastique 13, le canon 3 et l'étui chargé 4 sont successivement introduits dans l'ensemble assemblé lors de la première étape. Le couvercle 8 vient coiffer l'ensemble et assurer une compression suffisante des éléments 13, 3 et 4, 5, 6 contre l'enclume 1 pour le confinement du plasma de cuivre pendant le fonctionnement du détonateur. Le couvercle 8 est rendu solidaire du cylindre de fermeture 7 par soudure laser.
  • Grâce à la compression des éléments 13, 3 et 4, 5 6 par le couvercle 8, on évite tout jeu notamment de l'étui chargé 4 et donc une excellente tenue du détonateur aux vibrations.
  • Par ailleurs, un des avantages majeurs du détonateur selon l'invention est une totale herméticité. Cette herméticité est assurée par les brasages de la bague 12 sur l'enclume 1 et la douille 2, du cylindre de fermeture 7 sur la douille 2, par la soudure laser du couvercle 8 sur le cylindre 7 et par les traversées électriques hermétiques 14. Les parties actives du détonateur (pont fusible 112, matériau plastique 13 et chargement explosif 4, 5, 6) sont ainsi protégées de la corrosion et du vieillissement dus à l'atmosphère ambiante, ce qui permet des stockages prolongés.
  • L'architecture du détonateur permet, ainsi qu'on l'a déjà mentionné, une mise en place et un démontage aisés, ce qui autorise des opérations de maintenance et de test des moyens électroniques de mise à feu.
  • La légèreté du détonateur et son architecture particulièrement compacte le rendent apte à supporter les sollicitations mécaniques qu'il est susceptible de rencontrer dans divers types de munitions.
  • Un autre avantage majeur du détonateur selon l'invention est la possibilité d'automatiser sa fabrication, donc de diminuer son coût.
  • Avec en vue cet objectif de diminution des coûts de fabrication, on a représenté sur la figure 3 une variante de réalisation de la douille. Sur la figure 3, la douille 2', le cylindre de fermeture 7′ et la bague 12′ sont réalisés et assemblés en une seule opération. Pour cela, la douille 2′ est réalisée à partir d'un matériau plastique, par injection, le cylindre 7′ et la bague 12′ étant des inserts noyés dans la douille.
  • La figure 3 montre, à titre d'exemple, des formes possibles pour la bague 12′, recourbée en 120 vers l'intérieur du côté opposé à la collerette, et pour le cylindre 7′ comportant des bourrelets 70 vers l'extérieur au niveau de son insertion dans la douille 2′. Celle-ci comporte, comme la douille 2 de la figure 1, un épaulement de guidage 20′ avec une surface de pression 21′. La douille 2′ avec le cylindre 7′ et la bague 12′ remplit exactement les mêmes fonctions que la douille en alumine 2 assemblée avec le cylindre de fermeture 7 et la bague 12 de la figure 1.
  • La douille 2′ peut être réalisée en matériau polymère hautes performances par exemple par injection d'un polyétheréthercétone (PEEK) chargé de fibres de verre pour une bonne résistance mécanique. On peut aussi utiliser du polyéthersulfone (PES) chargé de fibres de verre. Le matériau choisi doit résister aux hautes températures (minimum 200°C) et être étanche même sous faible épaisseur.
  • De même, l'enclume 1 peut aussi être réalisée avec les mêmes matériaux selon la même technique. Dans ce cas, les traversées étanches 14 et la surface de contact plan 10 sont alors réalisées sous forme d'inserts. Seuls, le circuit fusible et la surface conductrice 110 sont réalisés par pulvérisation cathodique et gravure chimique.
  • La fabrication du détonateur selon l'invention avec une enclume et une douille en matériau plastique est encore plus économique, tout en conservant les avantages déjà mentionnés ci-dessus.
  • Bien entendu, les exemples de réalisation décrits ne sont nullement limitatifs de l'invention. On pourrait imaginer notamment, sans sortir du cadre de l'invention d'utiliser une douille totalement cylindrique, la pièce 9 devant toutefois être brasée à la bague 12 ou 12′.

Claims (17)

  1. Détonateur pyrotechnique à connexions coaxiales comportant :
    - des moyens électriques de commande à couche projetée, composés d'un canon (3, 30), d'un premier élément cylindrique (1) en matériau isolant formant enclume et d'un ensemble constitué d'un pont fusible (111, 112) sur lequel est positionnée une mince couche d'un matériau (13) et placé entre le premier élément cylindrique (1) et le canon (3, 30) ;
    - des moyens d'alimentation électrique desdits moyens de commande, comprenant au moins une surface conductrice (10) disposée sur le fond de l'enclume (1) et des moyens de traversée électrique hermétique (14) reliant ladite surface conductrice (10) et une extrémité dudit pont fusible (111, 112) à travers ladite enclume ;
    - des moyens pyrotechniques (4, 5, 6) déclenchés par lesdits moyens électriques de commande à couche projetée ; et
    - un second élément cylindrique (2 ; 2') en matériau isolant formant douille et des moyens d'assemblage hermétiques entre la douille et l'enclume ;
    ledit détonateur étant caractérisé en ce que ladite douille a une extrémité s'appuyant sur ladite enclume (1) et une autre extrémité comportant un épaulement de guidage (20 ; 20'), en ce qu'il est prévu en outre une pièce de contact cylindrique souple (9) enroulée autour de ladite douille entre ledit épaulement et le bord circulaire de l'enclume, et en ce qu'il est prévu des moyens de fermeture hermétique (7, 8 ; 7') dudit détonateur fixés à l'extrémité de ladite douille (2 ; 2') portant ledit épaulement (20 ; 20') et maintenant les moyens pyrotechniques (4, 5, 6) à l'intérieur de la douille contre ledit canon (3, 30).
  2. Détonateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'assemblage hermétique comprennent une bague métallique cylindrique à collerette (12 ; 12′) fixée sur le corps cylindrique de la douille (2 ; 2′) et sur la surface de l'enclume (1) portant ledit pont fusible.
  3. Détonateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surface de ladite enclume (1) portant le pont fusible comporte une surface conductrice circulaire périphérique (110), le côté (111) du pont fusible non relié auxdits moyens de traversée électrique (14) étant relié à ladite surface conductrice (110), et en ce que ledit pont fusible (111, 112) et ladite surface conductrice (110) sont formées par une couche métallique déposée sur ladite enclume (1).
  4. Détonateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite bague métallique (12) est brasée sur ladite surface conductrice circulaire (110) et sur ladite douille (2) dont la surface latérale a été métallisée.
  5. Détonateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de fermeture hermétique comprennent un cylindre de fermeture (7 ; 7′) fixé dans l'ouverture de la douille (2) au niveau de l'épaulement de guidage (20 ; 20′) et un couvercle (8) venant coiffer ledit cylindre de fermeture et lesdits moyens pyrotechniques, contenus dans ladite douille (2) prolongée par ledit cylindre (7 ; 7′), et brasé sur celui-ci, de façon à appuyer lesdits moyens pyrotechniques, ledit canon et ledit matériau (13) contre ladite enclume (1).
  6. Détonateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens pyrotechniques comprennent un étui cylindrique (4) dans lequel est compressé un chargement explosif (5, 6).
  7. Détonateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit étui est en acier inoxydable.
  8. Détonateur selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que ledit cylindre de fermeture (7) est brasé sur ladite douille (2) dont la surface interne a été métallisée à son extrémité côté épaulement de guidage (20).
  9. Détonateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la douille (2) et l'enclume (1) sont en alumine.
  10. Détonateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 ou 5 à 7, caractérisé en ce que ladite douille (2′) est en un matériau plastique et en ce que ladite bague (12′) et ledit cylindre de fermeture (7′) sont réalisés sous forme d'inserts noyés dans la douille, ladite bague (12′) étant brasée sur ladite enclume (1).
  11. Détonateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ladite enclume (1) est en un matériau plastique et en ce que lesdits moyens de traversée hermétiques (14) et ladite surface conductrice (10) sur le fond de l'enclume sont réalisés sous forme d'inserts.
  12. Détonateur selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que ledit matériau plastique est un polyétheréthercétone chargé de fibres de verre.
  13. Détonateur selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que ledit matériau plastique est un polyéthersulfone chargé de fibres de verre.
  14. Détonateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ladite pièce de contact cylindrique souple (9) est enroulée autour de ladite bague (12) et en contact électrique avec celle-ci.
  15. Détonateur selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite pièce de contact (9) est brasée sur la surface cylindrique externe de ladite bague (12).
  16. Détonateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que ledit épaulement de guidage (20 ; 20′) de la douille (2 ; 2′) porte sur sa face opposée à l'enclume (1) une surface d'appui (21 ; 21′) pour transmettre une pression de contact nécessaire pour la connexion dudit détonateur par ladite surface conductrice (10) sur le fond de l'enclume.
  17. Procédé de montage d'un détonateur pyrotechnique à connexions coaxiales selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 ou 14 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à :
    - assembler la douille (2) et le cylindre de fermeture (7) par brasure à haute température du cylindre sur la surface interne métallisée de la douille ;
    - assembler la douille (2) et la bague à collerette (12) par brasure à basse température de la bague sur la surface latérale externe métallisée de la douille ;
    - braser ladite douille assemblée sur ladite enclume (1) par l'intermédiaire de la collerette de la bague (12) ;
    - monter ladite pièce de contact cylindrique souple (9) sur ladite surface latérale externe de la douille (2) ;
    - mettre en place, à l'intérieur de la douille, successivement ladite couche de matériau (13), le canon (3, 30) et lesdits moyens pyrotechniques (4, 5, 6) ; et
    - fermer l'ensemble par le couvercle (8) avec compression desdits éléments mis en place dans la douille, en soudant au laser ledit couvercle sur le cylindre de fermeture (7).
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