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Dokumentenidentifikation DE60104621T2 14.07.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0001193406
Titel Fernauslösemechanismus für Geräte mit geregelter Entfaltung und Auslösung
Anmelder Sener, Ingenieria y Sistemas, S.A., Guecho, Vizcaya, ES
Erfinder Bueno Ruiz, Jose Ignacio, Bilbao, ES;
Vazquez Mato, Javier, Baracaldo (Vizcaya), ES
Vertreter Hemmerich und Kollegen, 57072 Siegen
DE-Aktenzeichen 60104621
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 17.07.2001
EP-Aktenzeichen 015001910
EP-Offenlegungsdatum 03.04.2002
EP date of grant 04.08.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.07.2005
IPC-Hauptklasse B64G 1/22
IPC-Nebenklasse F16F 9/30   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fernaktivierungsmechanismus für eine geregelte Entfaltung oder Freigabe von Ausrüstungsteilen, wobei die Entfaltung direkt oder drehend erfolgt. Sie ist insbesondere auf entfaltbare Antennen und andere entfaltbare Anhängsel oder ausstoßbare Ausrüstungsteile von Raumflugkörpern, ozeanographischen Ausrüstungen, Luftfahrt-, Militärausrüstungen usw., wo die Beseitigung des typischen Entfaltungsendestoßes von federbetriebenen entfaltbaren Systemen obligatorisch ist, anwendbar.

Entfaltbare Anhängsel von Raumflugkörpern, die mittels Federn betätigt werden, ohne irgendein Regelungssystem zu enthalten, werden, nachdem sie von ihrem Niederhaltepunkt freigegeben worden sind, um ihr Entfalten zu beginnen, in einer unkontrollierten Weise beschleunigt, bis sie den Entfaltungsendanschlag erreichen, auf den sie auftreffen, wobei ein starker Stoß auf die Flugkörperhauptstruktur übertragen wird. Am Ende der Entfaltung, wenn das Anhängsel den mechanischen Endanschlag erreicht, ist die von der Feder gespeicherte Energie in Form von kinetischer Energie auf das Anhängsel übertragen worden, was bedeutet, dass das Anhängsel eine erhebliche Geschwindigkeit hat, wenn es den Entfaltungsendanschlag erreicht. Der starke Stoß, der auf die Struktur des Raumflugkörpers übertragen wird, kann seine Stabilität, seine strukturelle Unversehrtheit, die Basis des Anhängsels und auch das Überleben einer empfindlichen Ausrüstung, die sich in der Nähe des Anhängsels befindet, wie etwa der Elektronik- und Funkausrüstung, gefährden.

Deshalb wird, wenn ein Federsystem benutzt wird, um für das notwendige Drehmoment (die notwendige Kraft, wenn direkt statt drehend) zu sorgen, um beispielsweise bei einem Raumflugkörper ein Anhängsel zu entfalten, außerdem ein System verwirklicht, das den Stoß am Ende der Entfaltung, der durch die Kollision des Anhängsels mit dem mechanischen Endanschlag verursacht ist, abschwächt. Auf diese Weise wird die maximale Entfaltungsgeschwindigkeit, die durch den Überschuss an übertragenem Drehmoment erreicht wird, deutlich herabgesetzt.

Es gibt verschiedene Vorrichtungen, die einer solchen Funktion gewidmet sind. Sie sind unmittelbar im Anschluss beschrieben:

  • a) Wirbelstrom-Dämpfer, die auf der Erzeugung von elektrischen Strömen beruhen, die in einer Kupferscheibe induziert werden, die sich in einem Magnetfeld dreht, das von mehreren Magnetpaaren erzeugt ist, die sich beiderseits der Scheibe befinden. Diese elektrischen Ströme, die in der Scheibe induziert werden, rufen in dieser ein Drehmoment hervor, das proportional zur Drehgeschwindigkeit des Anhängsels und entgegengesetzt zu dem wirkenden Motordrehmoment ist. Es besteht kein Kontakt zwischen der Scheibe und den Magneten. Dieses System verlangt, dass sich die Scheibe mit einer sehr hohen Geschwindigkeit dreht, was ein System erfordert, das die Entfaltungsgeschwindigkeit des Anhängsels vervielfacht (z. B. einen Getriebezug). Diese Systeme haben den Vorteil, keine Stromversorgung zu benötigen; sie haben jedoch große Nachteile, wie etwa ein erhebliches Gewicht, ein großes Reibungsdrehmoment auf Grund des Getriebezugs und hohe Kosten. Außerdem benötigen sie normalerweise auch eine externe Temperatursteuerung, um in der Lage zu sein, bei Temperaturen unter 0°C korrekt zu arbeiten.
  • b) Viskose Dämpfer, die darauf beruhen, ein viskoses Fluid durch schmale Aussparungen zu drängen. Die Strömung des viskosen Fluids tritt durch die Aussparungen hindurch, wenn ein Druckunterschied zwischen beiden Teilen der Aussparungen erzeugt wird. Dieser Druckunterschied sorgt für ein Widerstandsdrehmoment, das proportional zur Drehgeschwindigkeit des Anhängsels und entgegengesetzt zu dem wirkenden Motordrehmoment ist. Diese Systeme haben den Nachteil, dass sich ihr Verhalten mit der Temperatur auf Grund der Änderung der Fluidviskosität erheblich ändert. Zudem ist mit dieser Art von Vorrichtungen auf Grund der Möglichkeit des Austritts des Fluids aus seinem Hohlraum, vor allem im Betrieb durch die erhebliche Erhöhung des Drucks, den dieses Fluid erfährt, auch ein hohes Risiko der Verunreinigung verbunden. Der Austritt von Fluid könnte den Verlust des Dämpfungsvermögens bedeuten, wodurch sich das Risiko der Überbeanspruchung des Anhängsels bei der Entfaltung erhöht, wenn das Entfalten nach einem längeren Zeitraum von der Baueinheit des viskosen Dämpfers ausgeführt wird.

Eine besondere Art von viskosen Dämpfern stellen jene dar, die ein Material mit einer niedrigen Schmelztemperatur anstelle eines viskosen Fluids verwenden (z. B. Paraffin, Legierungen mit einem niedrigen Schmelzpunkt). D. h., dass das Material zum Ingangsetzen der Entfaltung eine Energieeinspielung benötigt, um in seinen flüssigen Zustand zu gelangen, der dem Anhängsel ermöglicht, sein Entfalten zu beginnen. Wenn das Material schmilzt, verhält es sich wie ein viskoser Dämpfer. Da bei diesen Vorrichtungen die Schmelztemperatur über dem Betriebstemperaturbereich des Systems liegt, hat die gelieferte Dämpfung eine höhere Wiederholgenauigkeit. Ein derartiger Entfaltungsmechanismus ist in der europäischen Patentanmeldung EP 311 026 A offenbart. Diese Systeme haben den Nachteil der notwendigen Energieeinspielung, um das gesamte niedrigschmelzende Legierungsmaterial zu schmelzen, und außerdem des Verlustes an Wärme, obgleich die Elemente, die den Hohlraum bilden, das zu schmelzende Material enthalten.

  • c) Reibungsdämpfer, die auf der Erzeugung von Reibungskräften beruhen, die ein Widerstandsdrehmoment hervorrufen, das proportional zur Drehgeschwindigkeit des Anhängsels und entgegengesetzt zu dem wirkenden Motordrehmoment ist. Diese Reibungskraft wird durch Bremsbacken erzeugt, die mit einem zylindrisch angeordneten Bremsbelag in Berührung kommen. Die Backen und der Belag gelangen durch die Zentrifugalkraft, die auf die sich drehenden Backen einwirkt, in Kontakt. Folglich gilt: Je höher die Drehgeschwindigkeit ist, desto stärker ist die Zentrifugalkraft auf die Backen gegen den Bremsbelag, desto stärker das Inkontaktzwingen und desto stärker die Reibungskraft. Diese Systeme benötigen eine hohe Drehgeschwindigkeit, die eine zusätzliche Vorrichtung (z. B. einen Getriebezug) erfordert, die die Entfaltungsgeschwindigkeit des Anhängsels vervielfacht. Dieses System hat den Vorteil, keine Stromversorgung zu benötigen, weist jedoch große Nachteile auf, wie etwa die Veränderlichkeit des Reibungskoeffizienten und ein großes Reibungsdrehmoment auf Grund des Getriebezugs. Außerdem erfordert es normalerweise auch eine externe Temperatursteuerung, um in der Lage zu sein, bei Temperaturen unter 0°C korrekt zu arbeiten.

Es gibt ein weiteres System, um den Entfaltungsendestoß auf der Grundlage der Absorption der kinetischen Energie am Ende der Entfaltung durch plastisches Verformen eines metallischen Wabenkörpers, dessen Zellen vertikal der Bewegung des Anhängsels zugewandt sind, abzuschwächen. Tatsächlich handelt es sich um einen halbstarren Endanschlag. Die Hauptnachteile des Systems sind, dass eine genaue Positionierung des Anhängsels am Ende der Entfaltung fehlt, und dass es nur einen Teil der Gesamtenergie (in den meisten Fällen nicht genug) absorbieren kann.

Um die Nachteile der beschriebenen Vorrichtungen zu beseitigen, wurde eine einfache, wirtschaftliche und zuverlässige Vorrichtung erdacht, die in der Lage ist, die Bewegung eines entfaltbaren Anhängsels zu regulieren, seine Entfaltungsgeschwindigkeit innerhalb vernünftiger Grenzen zu halten, um den Stoß am Ende der Entfaltung so schwach wie möglich zu halten und dadurch das Risiko der Beschädigung des Raumflugkörpers zu beseitigen. Dies würde eine wesentliche Verbesserung der federbetriebenen entfaltbaren Systeme bedeuten. Diese Vorrichtung sollte die folgenden Merkmale aufweisen:

  • a) minimale innere Reibung während des Betriebs,
  • b) nicht verunreinigend,
  • c) konzeptionelle Einfachheit und einfacher Betrieb,
  • d) zuverlässig,
  • e) leicht,
  • f) wiederverwertbar,
  • g) leicht wiederaufrüstbar, ohne von ihrer Position entfernt werden zu müssen, ohne elektrische Verbindungen trennen zu müssen, wodurch die Risiken beseitigt sind, die mit der Montage und der Demontage verbunden sind,
  • h) bei Bedarf elektrische, redundante Aktivierung,
  • i) langlebig, ohne schlechter zu werden,
  • j) preiswert.

Dieses Problem wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Um die meisten der erkannten Nachteile der existierenden Vorrichtungen zu beseitigen, ist die Verwendung eines Getriebezugs vermieden worden, um ihre innere Reibung zu verringern und ihre Zuverlässigkeit zu erhöhen. Außerdem ist die Verwendung von nichtmetallischen viskosen Fluida verworfen worden, um jedes Risiko einer Verunreinigung zu meiden.

Es wurde erkannt, dass die Vorschubgeschwindigkeit (direkt oder drehend) in direktem Zusammenhang mit der Geschwindigkeit stehen könnte, mit der ein Band aus einem Material mit einer niedrigen Schmelztemperatur schmilzt. Dazu sollte der Wärmestrom, der auf die Legierung mit niedriger Schmelztemperatur zu übertragen ist, in dem Punkt des Bandes konzentriert werden, der die Bewegung blockiert, und folglich in dem Bereich des Bandes, der direkter Lastweg ist. Offensichtlich sollte der Schmelzpunkt dieses Materials hinreichend niedrig sein, um die notwendige Energieeinspielung gering zu halten.

Aus den folgenden Gründen wurde sich für die Verwendung von Metalllegierungen mit einem niedrigen Schmelzpunkt für das schmelzende Band entschieden:

  • a) Keine Gasabgabe unter Vakuumbedingungen.
  • b) Es gibt mehrere niedrigschmelzende Metalllegierungen mit verschiedenen Schmelzpunkten.
  • c) Ihre Wärmeleitfähigkeit ist viel geringer als jene des auf sie drückenden Metallteils (Kupfer).
  • d) Ihre latente Schmelzwärme ist ziemlich hoch, so dass ein schnelles Schmelzen der schmelzbaren Legierung vermieden wird.
  • e) Ihre mechanischen Eigenschaften im festen Zustand sind gut genug, so dass nur ein schmaler Abschnitt aus schmelzendem Material erforderlich ist.
  • f) Ihr Haftvermögen an Metallen ist gut, während ihr Haftvermögen an reibungsarmen Kunststoffen sehr schlecht ist.

Die dargestellten Aufgaben sind in der Vorrichtung gelöst, die den Gegenstand der Erfindung bildet. Sie beruht auf dem allmählichen Schmelzen eines Bandes aus einer Metalllegierung mit einer niedrigen Schmelztemperatur mittels eines Heizelements. Dieses Band aus der schmelzbaren Legierung ist an die Innenseite eines äußeren, beweglichen Gehäuses geklebt, wobei das Heizelement an einem inneren Rahmen befestigt ist, der dem äußeren Gehäuse zugewandt ist. Wenn das Heizelement noch nicht mit ausreichend Wärme versorgt wird, um das Schmelzen des Materials mit niedrigem Schmelzpunkt einzuleiten, blockiert dieses Element jede Bewegung zwischen Gehäuse und Rahmen.

Das Heizelement besteht aus einem Streifen aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit (beispielsweise aus Kupfer oder irgendeinem anderen, ähnlichen Material), der an einen Vorsprung des inneren Gehäuses angepasst ist und beiderseits des Vorsprungs rings um den inneren Rahmen verläuft. Auf dieser Kupferlage sind eine oder mehrere elektrische Heizeinrichtungen angeordnet, so dass die Wärme, die von diesen Heizeinrichtungen geliefert wird, durch Wärmeleitung auf den Kupferlagenteil übertragen wird, der sich auf dem Vorsprung befindet. Der Teil der Kupferlage auf dem Vorsprung erhöht seine Temperatur, bis er die Temperatur erreicht, die der Schmelztemperatur der schmelzbaren Legierung des Bandes entspricht. Dann wird die gesamte zugeführte Energie dazu benutzt, das allmähliche Schmelzen des Schmelzmaterials in Gang zu setzen. Das zu schmelzende Materialband wird durch das Heizelement infolge der Wirkung einer äußeren Drehmoment-Quelle angedrückt. Die Vorrichtung ist derart ausgelegt, dass sie die Relativbewegung zwischen dem äußeren Gehäuse und dem inneren Rahmen zulässt. Deshalb bewegt sich der innere Rahmen mit seinem Vorsprung langsam in Bezug auf das äußere Gehäuse, wenn das Schmelzen des Bandes aus der schmelzbaren Legierung voranschreitet.

Der Teil der schmelzbaren Legierung, der flüssig wird, fließt durch den Druck, der durch den Vorsprung auf das Band ausgeübt wird, hinter den Vorsprung.

Um jede Möglichkeit eines Flüssigkeitsaustritts zu verhindern, ist ein Dichtungssystem vorgesehen, das die Relativbewegung zulässt, aber die geschmolzene Legierung einschließt. Diese Dichtung ist rings um den Vorsprung angeordnet, wodurch die Möglichkeit, dass geschmolzenes Material in den Hohlraum eindringt, in den die Heizeinrichtungen eingesetzt sind, beseitigt ist. Diese Dichtung hat die folgenden Funktionen:

  • a) Sie verwirklicht den Einschluss der schmelzenden Legierung und verhindert gleichzeitig jegliches Ausfließen aus dem Gehäuse. Für die Erfüllung dieser Funktion ist ein reibungsarmer Kunststoff ausgewählt worden, da es zwischen dem Dichtungsmaterial und dem Gehäuse Gleitflächen gibt.
  • b) Da das Dichtungsmaterial die Eigenschaft einer geringen Reibung aufweist, haftet die schmelzende Legierung nicht an ihm, wenn sie wieder erstarrt. Im Gegensatz dazu wird sie wieder an dem Material des äußeren Gehäuses haften.
  • c) Während des Zusammenbaus wird ein schmaler Spalt zwischen der Dichtung und der schmelzbaren Legierung gelassen, um die inneren Reibungen so gering wie möglich zu halten.
  • d) Da der Wärmeausdehnungskoeffizient der Dichtung höher als jener des schmelzenden Materials ist, wird sich, wenn die schmelzbare Legierung wieder erstarrt, der Spalt zwischen der Dichtung und der schmelzbaren Legierung wieder einstellen, wodurch die geringe innere Reibung beibehalten wird.
  • e) Da das Dichtungsmaterial eine niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweist, wird es für eine gute Wärmeisolation des Hohlraums sorgen, in dem Heizeinrichtungen (auf der Kupferlage) verteilt sind, so dass für einen besseren thermischen Wirkungsgrad gesorgt ist und der Hauptteil des Wärmestroms in Richtung des Heizelements auf dem Vorsprung des inneren Rahmens geleitet wird.

Da die Wärmeleitfähigkeit der schmelzbaren Legierung viel geringer als die von Kupfer ist und da ein zusätzlicher Wärmebeitrag erforderlich ist, um die Zustandsänderung (aus dem festen in den flüssigen Zustand) durchzuführen, kann die Vorschubgeschwindigkeit durch Variieren der elektrischen Leistung, die an die auf der Kupferlage verteilten Heizeinrichtungen geliefert wird, geregelt werden.

Die schmelzbare Legierung sollte in Abhängigkeit von ihrer Schmelztemperatur ausgewählt werden, die so niedrig wie möglich, aber über dem Betriebstemperaturbereich des Systems sein sollte.

Niedrigschmelzende Metalllegierungen haben klare Vorteile vor anderen Materialien.

  • a) Es gibt mehrere niedrigschmelzende Metalllegierungen mit verschiedenen Schmelzpunkten, die selbst bei Temperaturen nahe dem Schmelzpunkt unter Belastung akzeptable mechanische Eigenschaften bieten.
  • b) Sie haben unter Vakuumbedingungen keine Gasabgabe zur Folge.
  • c) Ihre Volumenänderung bei Änderung des Zustands (fest in flüssig) ist vernachlässigbar.
  • d) Sie können eutektisch oder nicht eutektisch sein.
  • e) Ihr Haftvermögen an Metallen ist gut, während ihr Haftvermögen an reibungsarmen Kunststoffen sehr schlecht ist. Folglich ist bei Herstellung des Gehäuses aus einem Metall, wobei berücksichtigt ist, dass es den Scherbelastungen (z. B. Rillen oder dergleichen) widersteht, die Haftung zwischen dem Gehäuse und dem Band aus der schmelzbaren Legierung gewährleistet. Außerdem wird, wenn sie wieder erstarrt, dieses Erstarren an der Gehäuseinnenfläche und nicht an der Dichtungsfläche erfolgen.
  • f) Ihre Wärmeleitfähigkeit ist viel geringer als jene des auf sie drückenden Metallteils (Kupfer).
  • g) Ihre latente Schmelzwärme ist ziemlich hoch, um ein schnelles Schmelzen der schmelzbaren Legierung zu vermeiden.
  • h) Ihre mechanischen Eigenschaften im festen Zustand sind gut genug, so dass nur ein schmaler Abschnitt aus schmelzendem Material erforderlich ist.

Dieses Band aus der schmelzbaren Legierung kann in direkter Weise oder in zylindrischer Gestalt angeordnet sein.

In dem Fall, in dem das Band in einer direkten Konfiguration angeordnet ist, kann die Vorrichtung, wenn sie nicht mit elektrischer Leistung gespeist wird und die Temperatur unter der Schmelzpunkttemperatur des Bandmaterials ist, in Rückwärtsrichtung auf die gleiche Weise benutzt werden, wie der Vorschub ausgeführt wurde, vorausgesetzt, es gibt eine äußere Kraft, die rückwärts wirkt.

In dem Fall, in dem das Band in einer zylindrischen Konfiguration angeordnet ist, kann die Vorrichtung, wenn sie nicht mit elektrischer Leistung gespeist wird und die Temperatur unter der Schmelzpunkttemperatur des Bandmaterials ist, benutzt werden, um sowohl zusätzliche Vorschubdrehbewegungen als auch Rückwärtsdrehbewegungen auf die gleiche Weise zu regeln, wie der erste Vorschub verwirklicht wurde, vorausgesetzt, es gibt ein äußeres Drehmoment, das in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung wirksam wird.

In diesem letzteren Fall (zylindrische Konfiguration) ist die gewählte konstruktive Lösung (obwohl es weitere Möglichkeiten gibt) diejenige, die aus einem zylindrischen Rahmen mit einem longitudinalen Vorsprung gebildet ist, der für die Übertragung des Drehmoments verantwortlich ist. Ein Streifen aus einem Material mit einer guten Wärmeleitfähigkeit (Kupfer ist gewählt worden) ist so angepasst, dass er den longitudinalen Vorsprung umschließt, wobei er sich zu beiden Seiten dieses erstreckt, ohne direkt Kontakt mit dem zylindrischen Rahmen zu halten, dadurch dass dazwischen ein isolierendes Band angeordnet ist. Eine oder mehrere elektrische Heizeinrichtungen sind beiderseits dieser Kupferlage angeordnet, so dass die erzeugte Wärme durch Leitung zu der Kupferlage übertragen wird.

Der Vorsprung, auf dem sich die angepasste Kupferlage befindet, wird thermischer Schlüssel genannt.

Rings um diese Baugruppe ist ein aus reibungsarmem Kunststoff hergestelltes, zylindrisches Teil angeordnet, das eine einschließende und abdichtende Funktion hat. Das zylindrische Teil ist mit einem Schlitz in Längsrichtung versehen, der dem thermischen Schlüssel ermöglicht, aus der äußeren Zylinderfläche hervorzustehen. Folglich umgibt und umschließt das zylindrische Teil den thermischen Schlüssel. An den Enden der äußeren Zylinderfläche, wo es mit dem Gehäuse in Kontakt kommt und gegenüber diesem gleitet, sind runde Aussparungen angeordnet worden, um die Dichtwirkung zu verbessern und ein potenzielles Ausfließen der schmelzbaren Legierung, wenn sie im flüssigen Zustand ist, zu vermeiden.

Das Band aus der schmelzbaren Legierung ist fest haftend an der Innenfläche des Gehäuses angeordnet. Es weist eine longitudinale Nut auf, um für eine geometrische Kompatibilität mit dem thermischen Schlüssel zu sorgen, wenn die schmelzbare Legierung fest ist, wodurch jede relative Drehbewegung zwischen dem inneren Rahmen (mit dem thermischen Schlüssel und der Dichtung) und dem äußeren Gehäuse (mit dem Band aus der schmelzbaren Legierung) unmöglich gemacht wird. Eine relative Drehbewegung zwischen beiden ist nur möglich, wenn die schmelzbare Legierung infolge der Wärme, die durch den thermischen Schlüssel geliefert wird, der durch die Wirkung eines von außen einwirkenden Drehmoments auf das Band gedrückt wird, zu schmelzen beginnt.

Die Merkmale des Entfaltungsreglers werden leichter verstanden anhand der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung, die eine mögliche Ausführungsform zeigt. Obwohl nachstehend eine spezifische Ausführung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben ist, versteht sich, dass eine solche Ausführung nur beispielhaft ist und lediglich eine mögliche Ausführung von vielen möglichen spezifischen Ausführungsformen veranschaulicht, die Anwendungen der Prinzipien der vorliegenden Erfindung darstellen können. Verschiedene, einem Fachmann auf dem Gebiet offensichtliche Veränderungen und Modifikationen gelten als innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung, die in den beigefügten Ansprüchen genau definiert ist.

1 ist ein Querschnitt des Mechanismus, definiert durch I-I in 2;

2 ist ein Diametralschnitt des Mechanismus, definiert durch II-II in 1;

3 ist eine in 1 als A definierte Einzelheit in einem größeren Maßstab.

Der in den Figuren gezeigte Aktivierungsmechanismus schließt ein äußeres, zylindrisches Gehäuse 1, einen inneren, zylindrischen Rahmen 2, der in den Innenraum des Gehäuses 1 eingesetzt ist, und ein zylindrisches Dichtungsteil 3, das vorzugsweise aus einem reibungsarmen Material hergestellt und zwischen dem Gehäuse 1 und dem Rahmen 2 angeordnet ist, ein.

Das zylindrische Gehäuse 1 kann zylindrische äußere Teile 4 und zylindrische innere Teile 5 enthalten, die mittels zusammenkommender Flansche 6, die mittels Bolzen 7 aneinander befestigt sein können, zusammengefügt sind. Das innere Teil 5 ist mit einem Bodenteil 8 versehen, das mittels eines Splints 9 an eine Welle 10 gekoppelt ist, die ein Drehmoment von einer externen Quelle oder von einem externen Aktuatormechanismus liefert.

Ein Band aus schmelzbarem Material 11 ist an die Innenfläche des Teils 4 geklebt worden. Das schmelzbare Material ist im Wesentlichen eine Metalllegierung mit einer niedrigen Schmelztemperatur.

Der Rahmen 2 enthält, wie in 2 gezeigt ist, ein Bodenteil 12, das an dem Befestigungsflansch 13 befestigt ist, der z. B. mit Bolzen 14 zusammengefügt ist. Der Flansch 13 sollte der ortsfeste Befestigungspunkt sein. Dieser Rahmen 2 weist außerdem einen radialen Vorsprung 16 auf, der die Wand der zylindrischen Dichtung durchquert und in das Band 11 aus der schmelzbaren Legierung eindringt. Ein Streifen 17 aus einem Material mit einer sehr guten Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise aus Kupfer, bedeckt den Vorsprung 16. Dieser Streifen 17 ist so angepasst, dass er den Vorsprung 16 bedeckt, durch den Schlitz des zylindrischen Dichtungsteils 3 in dessen Innenraum gelangt und sich in Abschnitten 18 beiderseits des Vorsprungs 16 um den Rahmen 2 erstreckt. In diese Abschnitte 18 des Streifens 17 sind mehrere (nicht gezeigte) Heizeinrichtungen eingesetzt, die in der Lage sind, Wärme zu erzeugen, die durch den Streifen 17 bis zum Bereich des Vorsprungs 16 weitergeleitet wird, so dass das Band 11 aus der schmelzbaren Legierung allmählich schmilzt.

Der Vorsprung 16 mit dem Streifen 17 definiert einen thermischen Schlüssel, der durch die in die Abschnitte 18 des Streifen 17 eingesetzten Heizeinrichtungen aktiviert werden kann.

Wie in 3 gezeigt ist, ist das zylindrische Dichtungsteil 3 etwas von dem Band 11 aus der schmelzbaren Legierung abgerückt.

Wie in 1 gezeigt ist, weist das äußere zylindrische Teil des Gehäuses 1 innere axiale Nuten auf, in die das Band 11 aus der schmelzbaren Legierung eindringt, was die gute Haftung zwischen beiden Komponenten gewährleistet, wenn die schmelzbare Legierung im festen Zustand ist.

Zwischen dem Rahmen 2 und dem Streifen 17 ist ein isolierendes Band 19 angeordnet.

Wie in 2 gezeigt ist, verschließt das zylindrische Dichtungsteil 3 den Hohlraum an seinen Enden für das Band 11 aus der schmelzbaren Legierung, wodurch in den Kontaktbereichen zwischen dem Dichtungsteil 11 und dem Gehäuse 1 Umfangsnuten 20 geschaffen werden, um das Abdichten und den Einschluss der schmelzbaren Legierung 11, wenn sie durch Aktivieren des thermischen Schlüssels, der aus dem Vorsprung 16 und dem ihn bedeckenden Streifen 17 gebildet ist, geschmolzen wird, zu verbessern.

Bei Berücksichtigung der dargestellten Struktur wird, wenn die in den Abschnitten 18 angebrachten Heizeinrichtungen aktiviert sind, der Streifen 17 erwärmt, bis er die Temperatur erreicht, die erforderlich ist, um den Wechsel von fest zu flüssig des Bandes 11 aus der schmelzbaren Legierung in Kontakt mit dem Streifen 17 einzuleiten. Durch das Drehmoment, das von dem von außen einwirkenden Mechanismus geliefert wird, setzt die Relativbewegung zwischen dem Gehäuse 1 und dem Rahmen 2 ein. Wenn die in die Abschnitte 18 des Streifens 17 eingesetzten Heizeinrichtungen weiterhin aktiviert bleiben, fährt der thermische Schlüssel, der aus dem Vorsprung 16 und dem ihn bedeckenden Streifen 17 gebildet ist, mit dem Schmelzen des Bandes 11 aus der schmelzbaren Legierung fort, wodurch die Relativbewegung zwischen dem Gehäuse 1 und dem Rahmen 2 fortschreitet, was die Fortsetzung der Entfaltung des Anhängsels bedeutet.

Alternativ könnte das Band aus der schmelzbaren Legierung an die Außenfläche des inneren Teils 5 des Gehäuses geklebt sein. In diesem Fall sollte der Vorsprung 16 in Richtung der Innenseite der Vorrichtung angeordnet sein.

Der Mechanismus kann ferner Vorkehrungen zur Wärmeisolation der schmelzbaren Legierung, des thermischen Schlüssels und des Wärme leitenden Streifens aufweisen, um einen besseren thermischen Wirkungsgrad zu erzielen.


Anspruch[de]
  1. Fernaktivierungsmechanismus für eine geregelte Entfaltung oder Freigabe von Ausrüstungsteilen mit einem zylindrischen Gehäuse (1), das mit einem externen Aktuatormechanismus verbunden werden kann und ein Band (11) aus einem schmelzbaren Material trägt, das an seiner Innenseite haftet; einem zylindrischen Rahmen (2) im Inneren des Gehäuses (1), der mit dem unbeweglichen Teil der Ausrüstung, die freizugeben ist, verbunden werden kann und der mit Zwischenraum zu dem Band (11) aus schmelzbarem Material angeordnet ist, und Mittel umfassend, um das Schmelzen des Bands (11) aus schmelzbarem Material allmählich auszuführen, dadurch gekennzeichnet, dass außerdem ein zylindrisches Dichtungsteil (3) enthalten ist, das zwischen dem Band (11) aus schmelzbarem Material und dem zylindrischen Rahmen (2) angeordnet ist, um ein Austreten von schmelzbarem Material aus dem Gehäuse (1) zu verhindern, wenn es im flüssigen Zustand ist, wobei der zylindrische Rahmen (2) wenigstens einen radialen Vorsprung (16) aufweist, der das zylindrische Dichtungsteil (3) durchquert und in das Band (11) aus schmelzbarem Material eindringt, und mit einem Streifen (17) mit sehr guter Wärmeleitfähigkeit bedeckt ist, der an den Vorsprung (16) angepasst ist und sich in Abschnitten (18) über der Wand des Rahmens (2) erstreckt, wobei diese Abschnitte (18) mit regelbaren Heizmitteln versehen sind, die im Stande sind, das Band (11) aus schmelzbaren Material durch den Streifen auf dem Vorsprung (16) allmählich zu schmelzen.
  2. Mechanismus nach Anspruch 1, wobei das zylindrische Gehäuse (1) an seiner Innenfläche mit axialen Nuten (20) versehen ist, in welche das Band (11) aus schmelzbarem Material eindringt, sodass jede Gleitmöglichkeit zwischen dem Band (11) aus schmelzbaren Material und dem Gehäuse (1) vermieden wird, während das schmelzbare Material im festen Zustand ist.
  3. Mechanismus nach Anspruch 1, wobei der zylindrische Rahmen (2) mit dem Vorsprung (16) mit einer Schicht (19) aus Isoliermaterial bedeckt ist, um die Wärmeverluste zwischen dem Streifen (17) aus gut wärmeleitendem Material und dem zylindrischen Rahmen (2) zu minimieren.
  4. Mechanismus nach Anspruch 1, wobei das zylindrische Dichtungsteil (3) aus einem reibungsarmen Material hergestellt ist und gegen das zylindrische Gehäuse (1) über und unter dem Band (11) aus schmelzbarem Material abdichtet, wozu Kontaktflächen verwendet werden, die mit Umfangsnuten (20) versehen sind, die den Austritt von schmelzbarem Materials verhindern und seinen Einschluss optimieren, wenn es im flüssigen Zustand ist.
  5. Mechanismus nach Anspruch 1, wobei die Außenfläche des zylindrischen Dichtungsteils (3) von dem Band (11) aus schmelzbarem Material geringfügig beabstandet ist.
  6. Mechanismus nach Anspruch 1, wobei das Band (11) aus schmelzbarem Material aus einer Metalllegierung mit einer niedrigen Schmelztemperatur hergestellt ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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