ES2328061T3 - Dispositivo de seguridad pirotecnico de dimensiones reducidas. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de seguridad (1) de ignición para artefacto pirotécnico (2), comprendiendo el dispositivo un encapsulado (3), una pantalla (8) que obtura un canal de transmisión (7) que enlaza un iniciador (6) y una carga pirotécnica (5, 5a), de tal manera que la pantalla (8) comprende al menos dos elementos (8a, 8b) de los que al menos uno puede desplazarse con relación al otro por la acción de medios motores (11, 11a, 11b, 11c, 11d) entre una posición de seguridad en la que estos cooperan para obturar el canal de transmisión (7) y una posición armada en la que liberan al menos parcialmente una parte del canal de transmisión (7), dispositivo (1) caracterizado porque cada elemento (8a, 8b) de la pantalla no puede obturar por sí solo el canal de transmisión (7), sino que los distintos elementos de la pantalla (8) cooperan conjuntamente para obturar este canal (7).
Description
Dispositivo de seguridad pirotécnico de
dimensiones reducidas.
El campo técnico de la invención es el de los
dispositivos de seguridad de ignición para un artefacto
pirotécnico.
Los dispositivos de seguridad (o DSA) son de
sobra conocidos. Generalmente comprenden una pantalla que obtura un
canal de transmisión que enlaza un iniciador y una carga
pirotécnica.
La pantalla se intercala de este modo en el paso
de la llama entre el iniciador y la carga e impide el encendido o
la ignición de esta última.
Las patentes FR-2650662 y
FR-2801099 describen así dispositivos de seguridad
conocidos.
Uno de los problemas que se afrontan con estos
dispositivos es el volumen que ocupan. Las piezas son relativamente
masivas para asegurar la interrupción de la cadena pirotécnica. Por
tanto, los medios motores que permiten desplazar la pantalla tienen
que ser potentes. La mayoría de las veces se usan resortes que
quedan tensados en el transcurso de las fases de almacenamiento, lo
que puede llevar a un deterioro de sus características mecánicas y
a una pérdida de la fiabilidad del armado.
Por otro lado, los resortes no permiten llevar a
cabo un dispositivo de armado de funcionamiento reversible (es
decir, que pueda pasar de su posición de seguridad a su posición
armada y a la inversa).
También se pueden usar pequeños motores
eléctricos, pero estos últimos siguen siendo voluminosos, frágiles,
de integración delicada y precisan de una fuente de energía
considerable.
La patente US-3750589, que
constituye una base para el preámbulo de la reivindicación 1,
describe un dispositivo de seguridad y de armado que es accionado
por la fuerza centrífuga. Este dispositivo comprende varios discos
que van alojados en una cámara que se llena de un fluido en el
momento del disparo. Cada disco lleva un canal, la fuerza
centrípeta hace que los discos se desplacen unos con relación a los
otros en el fluido y las características geométricas de cada disco
se definen de tal modo que, tras un desplazamiento de este tipo, los
distintos canales de cada disco se encuentran alineados y forman un
canal de transmisión axial, continuo entre un cebo y una carga
explosiva. El funcionamiento de un dispositivo de este tipo es
complejo y poco reproducible. Por otro lado, cada disco constituye,
por sí solo, una pantalla que tiene que ser desplazada de una
posición de seguridad, en la que obtura el canal de transmisión, a
una posición armada, en la que su agujero se halla alineado con
este canal.
Semejante solución no permite reducir las
dimensiones y la masa del dispositivo.
El objeto de la invención es proponer un
dispositivo de seguridad de ignición de masa reducida y, aun así,
fiable y eficaz.
De este modo, la invención tiene por objeto un
dispositivo de seguridad de ignición para artefacto pirotécnico,
dispositivo descrito por la reivindicación 1.
Ventajosamente, los elementos de la pantalla
podrán desplazarse radialmente con relación al canal de transmisión,
estando los elementos, en una posición de seguridad del
dispositivo, en contacto mutuo a la altura de una zona dispuesta de
cara al canal de transmisión.
Según una forma de realización, los elementos de
las pantallas comprenderán, a la altura de su zona de contacto,
perfiles en concordancia de forma cuya yuxtaposición constituirá al
menos un deflector que asegura una hermeticidad a los gases
originados por el iniciador.
Según una forma de realización particular, los
elementos de las pantallas tendrán la forma de sectores
cilíndricos.
El dispositivo podrá comprender así cuatro
elementos en forma de sectores.
Según otra forma de realización, los elementos
de las pantallas podrán tener una forma sustancialmente
paralelepipédica, atravesándolos el eje del canal de transmisión a
la altura de uno de sus planos transversales de menor sección.
Según otra forma de realización, los elementos
de la pantalla podrán ir dispuestos uno sobre el otro de cara al
canal de transmisión, comprendiendo cada elemento lumbreras
separadas mediante lengüetas, obturando las lengüetas de un primer
elemento las lumbreras del segundo elemento cuando el dispositivo se
halla en una posición de seguridad, y descubriendo las lengüetas
las lumbreras cuando el dispositivo se halla en posición armada.
De forma preferente, el canal de transmisión
tendrá una sección cuya superficie será menor o igual que 1
mm^{2}, eligiéndose siempre superior a la superficie de cebado de
la carga pirotécnica.
Según una forma de realización particular, los
elementos y sus medios motores se llevarán a cabo en forma de
piezas micromecanizadas o micrograbadas, insertadas o efectuadas
sobre una oblea de un sustrato.
El dispositivo de seguridad podrá comprender así
al menos dos obleas micromecanizadas o micrograbadas, apiladas una
sobre otra, asegurando unos medios de mando un desplazamiento
sincronizado de los elementos de las distintas obleas.
Se comprenderá mejor la invención con la lectura
de la descripción subsiguiente de diferentes formas de realización,
descripción hecha con referencia a los dibujos que se adjuntan y en
los que:
la figura 1 representa un dispositivo de
seguridad según la técnica anterior,
la figura 2 muestra un dispositivo de seguridad
según una primera forma de realización de la invención,
las figuras 3a y 3b muestran, de forma aislada,
los dos elementos de pantalla puestos en aplicación en esta primera
forma de realización,
las figuras 4a y 4b muestran los dos elementos
de pantalla superpuestos con el sistema en posición armada (figura
4b) y con el sistema en posición de seguridad (figura 4a),
las figuras 5 y 6 muestran, en una vista desde
arriba parcial, un dispositivo de seguridad según una segunda forma
de realización de la invención, presentando la figura 5 el
dispositivo en posición de seguridad y la figura 6, en posición
armada,
las figuras 7 y 8 muestran, en una vista desde
arriba parcial, un dispositivo de seguridad según una tercera forma
de realización de la invención, presentando la figura 7 el
dispositivo en posición de seguridad y la figura 8, en posición
armada,
la figura 9 representa esquemáticamente la
integración del dispositivo según esta tercera forma de realización
en forma de una pastilla micromecanizada,
las figuras 10a y 10b son sendas vistas
esquemáticas del dispositivo según la tercera forma de realización,
dispositivo llevado a cabo en forma de pastillas micromecanizadas,
el dispositivo está representado según dos secciones transversales
ortogonales.
\vskip1.000000\baselineskip
Con referencia a la figura 1, un dispositivo de
seguridad de ignición 1 para un artefacto pirotécnico 2 según la
técnica anterior comprende un encapsulado 3 que va fijado por medios
(no mostrados) a la vaina 4 del artefacto pirotécnico 2.
La vaina 4 encierra una carga pirotécnica 5 (por
ejemplo, un explosivo en el que está implantado un relé iniciador
5a) y el dispositivo de seguridad 1 lleva un iniciador 6. El
iniciador 6 va enlazado con la carga explosiva 5 mediante un canal
de transmisión 7.
Una pantalla móvil 8 obtura el canal de
transmisión 7 e impide la iniciación de la carga 5, 5a por el
iniciador 6.
El dispositivo 1 está representado en la figura
1 en su posición de seguridad.
La pantalla 8 queda mantenida en esta posición
de seguridad por un cerrojo de mando eléctrico 9 (retractor). Una
vez desenclavada, la pantalla 8 se desliza dentro de su alojamiento
10 por la acción de un medio motor 11, que es un resorte en este
documento, y adopta una posición armada.
En esta posición armada, el agujero 12 que lleva
la pantalla 8 se posiciona de cara al canal 7 y permite la
iniciación de la carga 5, 5a.
Un medio electrónico de mando 13 va enlazado con
el iniciador 6 y con el cerrojo 9. Por una parte asegura el mando
del cerrojo que conduce al armado del dispositivo y, por otra parte,
la ignición del iniciador 6.
El armado del dispositivo no interviene sino de
resultas de la detección de cierto número de eventos asociados
forzosamente al disparo (por ejemplo, la aceleración de disparo para
un proyectil). Estos eventos los gestiona el medio 13. Éste está
por tanto enlazado con sensores (no mostrados) e incorpora un
soporte lógico de gestión de los eventos.
Un dispositivo de este tipo es de sobra conocido
para el experto en la materia.
Naturalmente, la figura 1 es esquemática y no
prejuzga dimensiones y proporciones de los distintos componentes
que se representan.
\newpage
Por otro lado, existen otras soluciones en las
que el cerrojo se gobierna no eléctricamente sino mecánicamente, de
resultas, por ejemplo, de las fuerzas de inercia de un disparo o
mediante la detección, con la ayuda de un palpador, de la salida
del proyectil fuera de un tubo de lanzamiento.
Las patentes FR2650662 y FR2801099 describen
dispositivos conocidos.
El principal inconveniente de este dispositivo
es la carrera considerable de la pantalla 8. Esta carrera suele ser
del orden de una decena de milímetro y está ligada con las
dimensiones que se adoptan para la pantalla.
Por otro lado, la pantalla ha de tener
suficiente resistencia mecánica para asegurar la interrupción de la
cadena pirotécnica. Así, cuando el dispositivo está en posición de
seguridad, la ignición del cebo no tiene que llevar a la de la
carga 5, 5a. Por tanto, la pantalla tiene que detener eficazmente el
efecto pirotécnico procedente del iniciador 6.
Por tanto, parece antes bien contradictorio
procurar reducir el tamaño de la pantalla para reducir su carrera,
manteniendo con todo al propio tiempo un estado de seguridad
aceptable.
De acuerdo con una primera característica de la
invención, se va a tratar de reducir el volumen ocupado por el
dispositivo reduciendo la carrera de la pantalla. Para ello, se
dividirá la pantalla en al menos dos elementos que pueden
desplazarse uno en relación con el otro. La carrera de armado total
de la pantalla podrá entonces hallarse dividida en varias carreras
parciales de cada elemento de la pantalla. Cada elemento de pantalla
no podrá obturar por sí solo el canal de transmisión, sino que los
distintos elementos de pantalla cooperarán conjuntamente para
obturar este canal.
Entonces, la carrera necesaria para destapar el
canal puede verse reducida considerablemente.
La figura 2 muestra así una primera forma de
realización de la invención en la que la pantalla 8 comprende dos
elementos 8a y 8b que van dispuestos uno sobre el otro de cara al
canal de transmisión 7.
El elemento 8a está fijo (por ejemplo, pegado a
una pared de fondo del alojamiento 10), mientras que el elemento 8b
es móvil y es desplazado por un medio motor 11 que, en este
documento, es un micromotor accionado por el medio de mando 13.
Naturalmente se podría sustituir el medio motor
por un resorte y prever un cerrojo de bloqueo que sería liberado
por el medio de mando 13.
De acuerdo con otra característica importante de
esta forma de realización, cada elemento 8a, 8b de la pantalla
comprende lumbreras 14a o 14b que están separadas por unas lengüetas
15a o 15b.
Los elementos 8a y 8b son visibles de forma más
concreta en las figuras 3a y 3b. Las lumbreras 14a y 14b de cada
elemento 8a y 8b tienen sustancialmente las mismas dimensiones. Por
otro lado, las lengüetas 15a y 15b tienen sustancialmente las
mismas dimensiones que las lumbreras.
Las figuras 4a y 4b permiten comprender mejor el
funcionamiento del aspecto según esta forma de realización.
En estas figuras se ha representado, mediante un
círculo en línea de puntos, el canal de transmisión 7.
En la figura 4a se ven los elementos 8a y 8b en
posición de seguridad. En esta posición, las lengüetas 15b del
elemento 8b obturan las lumbreras 14a del elemento 8a.
Se pueden reducir al mínimo las fugas de gas
gracias al control de los juegos de diseño y de las tolerancias de
fabricación.
El canal de transmisión 7 queda entonces
completamente obturado.
Al armar el dispositivo, el medio motor 11 va a
empujar el elemento 8b según la dirección D. Lo empuja por una
carrera C que es igual a la anchura de una lengüeta 15a o 15b.
Así, los elementos 8a y 8b adoptan la posición
armada de la figura 4b. En esta posición, las lumbreras 14a del
elemento 8a se hallan de cara a las lumbreras 14b del elemento
8b.
Entonces, el canal de transmisión 7 queda
parcialmente destapado.
El experto en la materia elegirá el número de
lumbreras 14 y las dimensionará en función de la superficie de
abertura que desee para asegurar la iniciación de la composición 5,
5a mediante el iniciador 6. Esta superficie también dependerá
naturalmente de la superficie del canal de transmisión 7, así como
de las características pirotécnicas del iniciador 6 y de la
composición 5, 5a.
Naturalmente, es posible variar el número y la
forma de las lengüetas 15 y de las lumbreras 14.
De este modo, se ve que con una carrera reducida
(C = la anchura de una lengüeta 15), es posible en esta invención
abrir una sección igual a tres veces la superficie de una abertura
14.
Por tanto, la carrera será tanto más reducida
cuanto menor sea la anchura de una lengüeta 15 y, por tanto, cuanto
mayor sea el número de lumbreras 14 para una sección dada del canal
de transmisión.
Naturalmente, el grosor y la naturaleza del
material de los elementos 8a, 8b se elegirán en función de las
características del iniciador 6. Los elementos 8a, 8b podrán hacerse
de acero o bien de silicio.
Los elementos 8a y 8b podrán tener una anchura y
una longitud del orden de la decena de milímetro, lo que viene a
ser dos a tres veces inferior a las dimensiones de las pantallas
conocidas.
Según una forma de realización particular que se
detallará posteriormente, los elementos podrán ser de dimensiones
aún menores y se harán ventajosamente en forma de piezas
micromecanizadas o micrograbadas en una oblea de un sustrato, por
ejemplo de un sustrato aislante. Esta tecnología, que se conoce como
MEMS (MicroElectroMechanical System o sistema
microelectromecánico), permite efectivamente hoy día llevar a cabo
micromecanismos poniendo en práctica una técnica cercana a la que
permite llevar a cabo los circuitos integrados electrónicos.
Las figuras 5 y 6 muestran de forma parcial una
segunda forma de realización de un dispositivo de seguridad según
la invención.
Este dispositivo está representado en sección
transversal y el canal de transmisión 7 aparece en la figura 5 en
forma de un círculo en línea de puntos.
La pantalla 8 está constituida en este punto por
cuatro sectores de cilindro de 90º cada uno: 8a, 8b, 8c y 8d. Cada
uno de estos sectores está delimitado por planos ortogonales 16.
Cada sector 8a, 8b, 8c, 8d se puede desplazar
radialmente mediante un medio motor 11a, 11b, 11c u 11d.
El dispositivo está representado en la figura 5
en su posición de seguridad, en la que los cuatro sectores están
juntos dos a dos y obturan completamente el canal de transmisión 7.
Los elementos están en contacto mutuo a la altura de superficies de
contacto 16 que, en este punto, son planos 16ab, 16ad,..., 16cb (cf.
figura 6).
Cuando los elementos están en la posición de
seguridad, los distintos planos 16 están en contacto a la altura de
una zona que está dispuesta de cara al canal de transmisión 7.
En la figura 5 se ve que estos planos forman una
cruz centrada en el canal de transmisión 7.
El dispositivo está representado en la figura 6
en su posición armada, en la que cada sector 8a, 8b, 8c y 8d ha
sido desplazado radialmente según las direcciones Da, Db, De o Dd
por la acción de los medios motores 11a, 11b, 11c u 11d.
Entonces, el canal de transmisión 7 queda
parcialmente destapado.
Así, se ve que basta con desplazar cada elemento
8a, 8b, 8c y 8d una distancia relativamente reducida para destapar
una gran parte del canal 7. Se advertirá así que con desplazamientos
de los elementos en una distancia D ligeramente superior al tercio
del radio del canal 7, se despeja una superficie del canal 7 que es
cercana a la mitad de su superficie total.
Por tanto, los movimientos que se requieren son
de amplitud reducida, lo que permite una disminución de tamaño del
dispositivo y una energía almacenada mínima para asegurar el
desenclavamiento.
Las dimensiones de los sectores 8 y la amplitud
de los desplazamientos D se elegirán de tal modo que la superficie
destapada sea suficiente para permitir la iniciación de la carga
pirotécnica 5, 5a mediante el iniciador 6 (elementos no mostrados
en estas figuras pero situados a cada lado del canal 7).
Naturalmente, la altura de los distintos
sectores 8a, 8b, 8c y 8d se elegirá en función de las
características del iniciador 6 y de la carga 5, 5a.
Los distintos medios motores se podrán llevar a
cabo en forma de micromotores eléctricos, o bien en forma de
resortes. En este último caso, se preverá un medio de enclavamiento
que asegurará el mantenimiento de los sectores en la posición de
seguridad de la figura 5.
Este medio de enclavamiento se liberará para
permitir el armado del dispositivo. Se podrá prever un solo medio
de enclavamiento para el conjunto de los sectores o tantos medios de
enclavamiento como sectores haya.
A tal respecto, una vez más los sectores se
podrán llevar a cabo en forma de piezas micromecanizadas o
micrograbadas (MEMS).
Las figuras 7 y 8 muestran una tercera forma de
realización de la invención.
Según esta realización, la pantalla 8 está
constituida por dos elementos 8a y 8b que pueden desplazarse
radialmente con relación al canal de transmisión 7.
Los elementos 8a y 8b tienen en este punto una
forma sustancialmente paralelepipédica y su grosor es mayor o igual
que el diámetro del canal 7.
Cada elemento 8a, 8b es desplazable por un medio
motor 11a, 11b (en este punto, micromotores enlazados con el medio
de mando 13).
En lugar de los micromotores 11, naturalmente se
podrían poner en práctica medios de resorte y usar dispositivos de
bloqueo que se accionarían mediante el medio de mando 13.
A tal respecto, cuando el dispositivo se
encuentra en su posición de seguridad, una vez más los elementos
8a, 8b están en contacto mutuo a la altura de una zona que está
dispuesta de cara al canal de transmisión 7.
Las superficies de contacto 16a, 16b tienen en
este punto perfiles en concordancia de forma, constituidos por una
sucesión de dentados delimitados por planos inclinados respecto al
eje 17 del canal 7.
La yuxtaposición de los dentados constituye así
deflectores que permiten mejorar la hermeticidad a los gases
originados por el iniciador 6.
La figura 8 muestra el dispositivo en su
posición armada. Cada medio motor ha desplazado un elemento según
una dirección Da o Db. El canal 7 se encuentra entonces despejado y
se permite la iniciación de la carga 5, 5a.
Así, cada elemento 8a, 8b se ha desplazado una
distancia sustancialmente igual a un semidiámetro del canal. Por
tanto, los movimientos son de amplitud reducida, lo que permite una
disminución del tamaño del dispositivo y una energía almacenada
mínima para asegurar el desenclavamiento.
Las distintas formas de realización de la
invención anteriormente descritas se pueden poner en práctica con
pantallas cuyas dimensiones son del orden de la decena de milímetro.
Estas pantallas pueden obturar un canal de aproximadamente 10 mm de
diámetro.
En cualquier caso, la invención permite
disminuir el tamaño de la pantalla y reducir considerablemente las
carreras de desplazamiento.
Según una forma de realización preferente de la
invención y tal y como se ha sugerido en la descripción de las
distintas realizaciones, se tratará de reducir aún más las
dimensiones de los distintos elementos recurriendo a la tecnología
MEMS.
De este modo, los elementos se llevarán a cabo
en forma de piezas micromecanizadas o micrograbadas sobre una oblea
de un sustrato, por ejemplo de un sustrato aislante.
La tecnología de los MEMS es de sobra conocida
para el experto en la materia. Así, se podrán consultar las
patentes EP1559986 y EP1559987, que describen dispositivos de
seguridad que ponen en práctica MEMS. Generalmente, habida cuenta
de su reducido tamaño, los MEMS puestos en práctica en los
dispositivos de seguridad conocidos usan una pantalla móvil para
interrumpir una señal de ignición óptica. Por tanto, una pantalla de
este tipo no está directamen-
te interpuesta entre el iniciador pirotécnico y la carga, y la interrupción de la cadena pirotécnica no queda asegurada.
te interpuesta entre el iniciador pirotécnico y la carga, y la interrupción de la cadena pirotécnica no queda asegurada.
La invención, por el contrario, trata de poner
en práctica una pantalla móvil de tecnología MEMS para interrumpir
directamente y de forma fiable la cadena de iniciación pirotécnica
entre un iniciador y una carga.
Para obtener semejante resultado, es necesario
optimizar la cadena pirotécnica en su conjunto y poner en práctica
un iniciador 6 que tenga el tamaño mínimo que permita asegurar el
funcionamiento, iniciador acoplado a un relé pirotécnico 5a
adecuado que va dispuesto en el lado de la carga pirotécnica 5.
Se ha podido constatar que, al poner en práctica
un iniciador que comprende una etapa de salida de 10 miligramos de
hexógeno acoplada a un relé muy poco sensible, por ejemplo de HNS
(hexanitroestilbeno), era posible llevar a cabo un canal de
transmisión 7 de menos de 1 mm^{2} de sección (diámetro de canal
del orden del milímetro), garantizando al propio tiempo la
transmisión de iniciación deseada. Se advertirá que los iniciadores
clásicos tienen una etapa de salida de aproximadamente 30
miligramos de hexógeno. El iniciador 6 elegido tiene pues una
potencia reducida.
En efecto, el diámetro crítico del HNS es de 0,5
mm y este explosivo necesita pues para su iniciación una superficie
de cebado de sustancialmente 0,2 mm^{2}, lo que es bastante
inferior a la sección del canal de transmisión.
Seguidamente se ha constatado que era posible
asegurar una interrupción del efecto pirotécnico con una pantalla
de silicio del orden de 3 mm de grosor, lo que es factible con las
tecnologías MEMS.
Gracias a las configuraciones de pantallas
propuestas por la invención y con una sección de canal menor o
igual que 1 mm^{2}, es posible limitar el desplazamiento de los
elementos de pantalla a 0,5 mm como máximo, lo que también es
compatible con las tecnologías MEMS.
En la figura 9 se ha esquematizado un
encapsulado 3 de un componente MEMS de este tipo. El encapsulado
contiene un sustrato 18, por ejemplo aislante (de vidrio o silicio)
sobre el que se llevan a cabo los elementos 8a y 8b en forma de
piezas micromecanizadas o micrograbadas. Los elementos 8a y 8b se
han representado en este punto de forma esquemática y en su
posición de seguridad. Ambos llevan en sus superficies de contacto
16a, 16b perfiles de dentados.
Los elementos se mantienen enclavados mediante
un cerrojo 20 micromecanizado que podrá estar constituido, por
ejemplo, por un fusible térmico o un accionador electrotérmico o
electromagnético.
Una vez desenclavados, los elementos se separan
uno del otro por la acción de medios motores 11a y 11b que serán,
por ejemplo, resortes micromecanizados.
En esta figura se ve que los elementos 8a y 8b
tienen una forma sustancialmente paralelepipédica y que el eje 17
del canal de transmisión 7 los atraviesa a la altura de sus planos
transversales P de menor sección.
Así, la pantalla no recibe, como en la técnica
anterior, el efecto pirotécnico según una dirección orientada según
el grosor de la pantalla, sino según una dirección que se encuentra
paralela al plano de desplazamiento de los elementos y que da por
tanto con una de las mayores dimensiones de la pantalla.
Es posible de este modo poner en práctica una
tecnología micromecanizada (MEMS) asegurando al propio tiempo una
longitud de silicio del orden de 3 mm entre el iniciador y la carga
pirotécnica. Esta longitud es suficiente para detener los efectos
pirotécnicos debidos a una iniciación intempestiva del iniciador
elegido.
Por otro lado, el desplazamiento de los
elementos se reduce y es del orden de 0,5 mm.
El experto en la materia determinará fácilmente
la estructura de los distintos elementos micromecanizados. En el
campo de los MEMS, son de sobra conocidos los accionadores
electrotérmicos o electromagnéticos. Lo mismo se aplica para los
fusibles y los resortes micromecanizados. Se podrán consultar, por
ejemplo, las patentes EP1573782, US2005139577, US6691513 y
US2004027029, que describen soluciones posibles.
Dado el caso, se podrá insertar, sobre una oblea
que lleve los medios motores micromecanizados o micrograbados,
elementos de pantalla que previamente se habrán micromecanizado
sobre otra oblea.
Generalmente, el grosor de los elementos
micromecanizados no sobrepasa el medio milímetro. Para asegurar la
obturación de un canal de 1 mm de diámetro, es pues necesario apilar
al menos dos micromecanismos, uno sobre otro.
Las figuras 10a y 10b permiten precisar la
estructura de un dispositivo de este tipo que asocia dos MEMS.
El encapsulado 3 contiene así dos obleas de un
sustrato 18.1. y 18.2, por ejemplo de un sustrato aislante, cada
una pegada sobre una placa de vidrio 19.1, 19.2.
La oblea 18.1 lleva dos elementos móviles 8a.1 y
8b.1.
La oblea 18.2 lleva, de forma análoga, dos
elementos móviles 8a.2 y 8b.2.
Cada elemento móvil es desplazable por un medio
motor 11a.1, 11b.1; 11a.2, 11b.2.
Un medio de cerrojo 20.1 ó 20.2 permite
asegurar, a la altura de cada oblea, la inmovilización de los dos
elementos de la pantalla en cuestión.
Se preverá un ligero juego de montaje (unos
micrómetros) que permita facultar los movimientos conjuntos de los
elementos 8 que llevan las dos obleas.
Cada oblea está enlazada con los medios
electrónicos de mando 13, que están diseñados de tal forma que
aseguren el desplazamiento sincronizado de los elementos 8 de las
distintas obleas.
En la figura 10b se ha representado un conector
21 que asegura la interfaz entre las obleas y el cable procedente
del medio de mando 13. Asimismo se han representado
esquemáticamente, en la figura 10b mediante trazos gruesos, algunas
pistas conductoras que llevan las obleas 18.1, 18.2 y que conectan
los elementos y accionadores micromecanizados con el conector
21.
Se han descrito en este punto dispositivos de
seguridad basados en MEMS que ponen en práctica la forma de
realización de las figuras 7 y 8.
Naturalmente, es posible llevar a cabo en forma
de MEMS el dispositivo según las demás formas de realización.
En lo referente a la realización según la figura
2 y en función de la naturaleza del iniciador usado, se podrán
apilar varias obleas para asegurar el grosor de barrera que se
desee.
Lo mismo se aplica para la forma de realización
según las figuras 5 y 6. Dado el caso, se podrán apilar obleas que
lleven cada una cuatro elementos en forma de sectores. Naturalmente,
los movimientos de los distintos sectores estarán
sincronizados.
Claims (10)
1. Dispositivo de seguridad (1) de ignición para
artefacto pirotécnico (2), comprendiendo el dispositivo un
encapsulado (3), una pantalla (8) que obtura un canal de transmisión
(7) que enlaza un iniciador (6) y una carga pirotécnica (5, 5a), de
tal manera que la pantalla (8) comprende al menos dos elementos (8a,
8b) de los que al menos uno puede desplazarse con relación al otro
por la acción de medios motores (11, 11a, 11b, 11c, 11d) entre una
posición de seguridad en la que estos cooperan para obturar el canal
de transmisión (7) y una posición armada en la que liberan al menos
parcialmente una parte del canal de transmisión (7), dispositivo
(1) caracterizado porque cada elemento (8a, 8b) de la
pantalla no puede obturar por sí solo el canal de transmisión (7),
sino que los distintos elementos de la pantalla (8) cooperan
conjuntamente para obturar este canal (7).
2. Dispositivo de seguridad (1) según la
reivindicación 1, caracterizado porque los elementos de la
pantalla (8) pueden desplazarse radialmente con relación al canal
de transmisión (7), estando los elementos en una posición de
seguridad del dispositivo en contacto mutuo a la altura de una zona
dispuesta de cara al canal de transmisión (7).
3. Dispositivo de seguridad (1) según la
reivindicación 2, caracterizado porque los elementos de la
pantalla (8) comprenden, a la altura de su zona de contacto, unos
perfiles (16a, 16b) en concordancia de forma, cuya yuxtaposición
constituye al menos un deflector que asegura una hermeticidad a los
gases originados por el iniciador (6).
4. Dispositivo de seguridad (1) según una de las
reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque los elementos
(8a, 8b, 8c, 8d) de la pantalla (8) tienen la forma de sectores
cilíndricos.
5. Dispositivo de seguridad (1) según la
reivindicación 4, caracterizado porque comprende cuatro
elementos (8a, 8b, 8c, 8d) en forma de sectores.
6. Dispositivo de seguridad (1) según una de las
reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque los elementos
(8a, 8b) de la pantalla (8) tienen una forma sustancialmente
paralelepipédica y porque el eje (17) del canal de transmisión (7)
los atraviesa a la altura de uno de sus planos transversales P de
menor sección.
7. Dispositivo de seguridad (1) según la
reivindicación 1, caracterizado porque los elementos (8a, 8b)
de la pantalla (8) están dispuestos uno sobre el otro de cara al
canal de transmisión (7), comprendiendo cada elemento unas
lumbreras (14a, 14b) separadas mediante lengüetas (15a, 15b),
obturando las lengüetas (15a, 15b) de un primer elemento las
lumbreras (14a, 14b) del segundo elemento cuando el dispositivo está
en una posición de seguridad y descubriendo las lengüetas (15a,
15b) las lumbreras (14a, 14b) cuando el dispositivo está en
posición armada.
8. Dispositivo de seguridad (1) según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el canal de
transmisión (7) tiene una sección cuya superficie es menor o igual
que 1 mm^{2}, aunque eligiéndose superior a la superficie de
cebado de la carga pirotécnica (5, 5a).
9. Dispositivo de seguridad (1) según la
reivindicación 8, caracterizado porque los elementos (8a, 8b)
y sus medios motores (11) se llevan a cabo en forma de piezas
micromecanizadas o micrograbadas, aplicadas o realizadas sobre una
oblea de un sustrato (18, 18.1, 18.2).
10. Dispositivo de seguridad (1) según la
reivindicación 9, caracterizado porque comprende al menos dos
obleas (18.1, 18.2) micromecanizadas o micrograbadas, apiladas una
sobre otra, asegurando unos medios de mando (13) un desplazamiento
sincronizado de los elementos de las distintas obleas (18.1,
18.2).
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| US9638504B1 (en) * | 2007-06-08 | 2017-05-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Warhead fuse |
| FR2926134B1 (fr) * | 2008-01-07 | 2010-03-26 | Nexter Munitions | Dispositif de securite et d'armement micro-usine ou micro-grave |
| US9285198B2 (en) * | 2008-02-12 | 2016-03-15 | Pacific Scientific Energetic Materials Company | Arm-fire devices and methods for pyrotechnic systems |
| DE102008011081B4 (de) * | 2008-02-26 | 2010-04-08 | Junghans Microtec Gmbh | Zünder für ein Geschoss |
| FR2932561B1 (fr) * | 2008-06-11 | 2010-08-20 | Nexter Munitions | Micro initiateur securise |
| FR2944348A1 (fr) | 2009-04-10 | 2010-10-15 | Nexter Munitions | Dispositif de mise a feu de munition par percussion |
| CN101806563B (zh) * | 2010-03-10 | 2013-06-26 | 杜文博 | 安全起爆装置 |
| GB2491225B (en) * | 2010-03-16 | 2013-05-01 | Qinetiq Ltd | MEMS detonator |
| FR2962209B1 (fr) | 2010-07-02 | 2012-07-13 | Nexter Munitions | Reliefs anti adherence pour dispositif de securite et d'armement |
| FR2965044B1 (fr) * | 2010-09-22 | 2012-08-24 | Nexter Munitions | Dispositif de securite et d'armement pour projectile explosif gyrostabilise et dispositif d'amorcage mettant en oeuvre un tel dispositif de securite et d'armement |
| FR2981443B1 (fr) * | 2011-10-17 | 2013-11-29 | Sme | Generateur de gaz muni d'un organe de securite pour les cas d'echauffements lents |
| US8971048B2 (en) | 2013-03-06 | 2015-03-03 | Alliant Techsystems Inc. | Self-locating electronics package precursor structure, method for configuring an electronics package, and electronics package |
| DE102015001679B4 (de) * | 2015-02-10 | 2022-08-18 | Diehl Defence Gmbh & Co. Kg | Geschoss, insbesondere Panzerfaustgeschoss |
| IL249976B (en) * | 2017-01-08 | 2022-02-01 | Israel Aerospace Ind Ltd | Safety device |
| FR3110687B1 (fr) | 2020-05-20 | 2022-05-27 | Nexter Munitions | Projectile sous calibré et procédé de neutralisation d'un objectif en mettant en oeuvre un tel projectile. |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3750589A (en) * | 1971-12-13 | 1973-08-07 | Honeywell Inc | Centrifugally driven spin device |
| FR2431677A1 (fr) * | 1978-07-17 | 1980-02-15 | Alsetex | Projectile d'exercice pour mortier |
| FR2650662B1 (fr) | 1989-08-01 | 1991-10-11 | France Etat Armement | Dispositif d'amorcage de chaine pyrotechnique pour sous-munition d'obus cargo |
| US6167809B1 (en) * | 1998-11-05 | 2001-01-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Ultra-miniature, monolithic, mechanical safety-and-arming (S&A) device for projected munitions |
| FR2801099B1 (fr) | 1999-11-17 | 2002-10-11 | Giat Ind Sa | Systeme d'amorcage de la charge explosive d'une sous- munition |
| US6431071B1 (en) * | 2000-09-18 | 2002-08-13 | Trw Inc. | Mems arm fire and safe and arm devices |
| US6622629B2 (en) * | 2001-10-17 | 2003-09-23 | Northrop Grumman Corporation | Submunition fuzing and self-destruct using MEMS arm fire and safe and arm devices |
| US6564716B1 (en) * | 2001-12-05 | 2003-05-20 | Kdi Precision Products, Inc. | Fuzes having centrifugal arming lock for a munition |
| US20040027029A1 (en) | 2002-08-07 | 2004-02-12 | Innovative Techology Licensing, Llc | Lorentz force microelectromechanical system (MEMS) and a method for operating such a MEMS |
| US6691513B1 (en) | 2002-08-16 | 2004-02-17 | Pc Lens Corporation | System and method for providing an improved electrothermal actuator for a micro-electro-mechanical device |
| KR100468853B1 (ko) | 2002-08-30 | 2005-01-29 | 삼성전자주식회사 | 절연 물질에 구현된 ｍｅｍｓ 콤브 액추에이터와 그제조방법 |
| US6965189B2 (en) | 2002-09-20 | 2005-11-15 | Monodrive Inc. | Bending actuators and sensors constructed from shaped active materials and methods for making the same |
| US6634301B1 (en) * | 2002-09-26 | 2003-10-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Enclosed ignition flare igniter |
| GB0305414D0 (en) * | 2003-03-08 | 2003-04-16 | Qinetiq Ltd | Electronic safety and arming unit |
| US7069861B1 (en) * | 2003-04-08 | 2006-07-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Micro-scale firetrain for ultra-miniature electro-mechanical safety and arming device |
| US7051656B1 (en) * | 2003-08-14 | 2006-05-30 | Sandia Corporation | Microelectromechanical safing and arming apparatus |
| US7597046B1 (en) * | 2003-12-03 | 2009-10-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Integrated thin film explosive micro-detonator |
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| FR2892810B1 (fr) * | 2005-10-27 | 2010-05-14 | Giat Ind Sa | Dispositif de securite pyrotechnique a ecran micro usine |
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