Dispositivo de unión provisional y de separación pirotécnica de dos conjuntos.

Dispositivo de unión provisional de eje longitudinal (X) y de separación pirotécnica con un conjunto

(4, 104, 204), incluyendo dicho dispositivo un tubo de expansión pirotécnica (14, 114, 214) montado en un espacio (11, 111, 211) dispuesto en una zona de unión entre dicho conjunto (4, 104, 204) y otro conjunto (2, 102 , 202) a separar de dicho conjunto, incluyendo además el dispositivo al menos una pieza metálica (10.1, 10.2, 110, 210.1, 210.2), estando dicho conjunto (4, 104, 204) formado por un apilamiento de capas (12.1, 12.2, 112.1, 112.2, 212.1, 212.2) adheridas entre sí, incluyendo dicho apilamiento dos capas exteriores (12.1, 112.1) y capas interiores (12.2, 112.2), siendo dichas capas (12.1, 12.2, 112.1, 112.2, 212.1, 212.2) sensiblemente paralelas a la dirección longitudinal (X), siendo ambos conjuntos (2, 4, 102, 104) conectables el uno al otro mediante al menos una pieza metálica (10.1, 10.2, 110, 210.1, 210.2), pudiendo dicha pieza metálica ser fijada al otro conjunto (2, 102, 202) y adherida a una de las capas exteriores (12.1, 112.1, 212.1) de dicho conjunto (4, 104, 204), caracterizado porque la superficie de adhesión entre dicha capa exterior (12.1, 112.1, 212.1) y la capa interior (12.2, 112.2, 212.2) adyacente es menor que la superficie de adhesión entre dos capas interiores (12.2, 112.2, 212.2) que forman un capa fusible, y porque la superficie de adhesión entre la pieza metálica (10.1, 10.2, 110, 210.1, 210.2) y la capa exterior (12.1, 112.1, 212.1) es menor o igual a la superficie de la capa exterior (12.1, 112.1, 212.1), de manera que, durante el encendido del tubo de expansión pirotécnica (14, 114, 214), la capa exterior (12.1, 112.1, 212.1) se desprende de la capa interior adyacente.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/057251.

Solicitante: Airbus Defence and Space SAS.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 51-61 Route de Verneuil 78130 Les Mureaux FRANCIA.

Inventor/es: KISTER,THOMAS, CLAUDEL,SYLVAIN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MUNICIONES; VOLADURA > CARGAS EXPLOSIVAS, p. ej. PARA VOLADURA; FUEGOS ARTIFICIALES;... > Proyectiles autopropulsados, p. ej. cohetes; Misiles... > F42B15/38 (Elementos explosivos en forma de anillos para separar las partes de un cohete)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > DISPOSITIVOS ACCIONADORES POR PRESION DE UN FLUIDO;... > SISTEMAS QUE FUNCIONAN POR MEDIO DE FLUIDOS EN GENERAL;... > Dispositivos accionados por presión de un fluido... > F15B15/19 (Actuadores pirotécnicos)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > DISPOSITIVOS PARA UNIR O BLOQUEAR LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS... > F16B31/00 (Uniones mediante tornillos especialmente modificados para soportar un esfuerzo de tracción; Bulones de ruptura (forma del roscado F16B 33/04))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA > ASTRONAUTICA; VEHICULOS O EQUIPOS A ESTE EFECTO (aparatos... > Vehículos espaciales > B64G1/64 (Sistemas para acoplar o separar vehículos espaciales o partes de ellos, p. ej. disposiciones para el atraque)

PDF original: ES-2537541_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo de unión provisional y de separación pirotécnica de dos conjuntos

Ámbito técnico y técnica anterior

La presente invención se refiere a un dispositivo de unión provisional y de separación pirotécnica de dos conjuntos.

Un dispositivo de este tipo se puede emplear especialmente en la industria aeronáutica y espacial, para unir provisionalmente dos conjuntos estructurales y para controlar su separación en un tiempo muy breve.

En el ámbito espacial, tales dispositivos se montan, por ejemplo, en las partes superiores de las lanzaderas, o se pueden utilizar para la separación de dos fases de una lanzadera, o para el corte de las estructuras portadoras de satélites.

Por una parte, estos dispositivos están destinados a garantizar la unión entre dos elementos de manera que sean solidarios. En el caso de las lanzaderas, son capaces de resistir las fuerzas de tracción y de compresión longitudinales entre los dos elementos ensamblados. Por otra parte, están destinados a garantizar una separación fiable de ambos elementos, limitando los inconvenientes, como la contaminación sólida y gaseosa, y los choques inducidos hacia los equipos de la lanzadera y la carga útil transportada, como un satélite.

Este tipo de dispositivo es bien conocido en el estado de la técnica. Algunos dispositivos emplean el corte del material, generalmente metálico, que forma la unión entre los dos conjuntos acoplados, mediante una carga pirotécnica. Sin embargo, debido a las importantes fuerzas que hay que ejercer para cortar el material, los niveles de choque generados son muy elevados y son presenciados por los elementos vecinos de la zona de separación, como las fases, el equipo y/o la carga útil, lo que puede serles perjudicial. Se pueden prever dispositivos disipadores de choque para reducir los niveles de choque experimenntados por el entorno; sin embargo, estos dispositivos aumentan la masa del conjunto.

Otro ejemplo de tal dispositivo se describe en el documento FR 2 779 222. Este dispositivo incluye dos conjuntos a ensamblar provisionalmente y a separar, estando estos dos conjuntos fijados el uno al otro mediante una banda adherida a ambos conjuntos. Un tubo de expansión pirotécnico está dispuesto en un alojamiento dispuesto al nivel de la unión y provoca, debido a la onda de choque transmitida a la banda, el desprendimiento de la banda de uno de los conjuntos.

Este tipo de dispositivo es satisfactorio ya que los niveles de choques generados son claramente inferiores a los generados en el caso del corte de una pieza. En consecuencia, la carga pirotécnica se puede reducir, por lo que las tensiones impuestas a los elementos que se han de separar y a los demás sistemas periféricos son más débiles. Los dispositivos disipadores dejan de ser necesarios o pueden ser de tamaño reducido. Por lo tanto, se puede reducir la masa de la unión.

Sin embargo, en caso de que el material de la pieza de la que se desprende la banda sea un material compuesto, es decir un material formado por un apilamiento de capas de fibras sumergidas en una resina, existe riesgo de arrancamiento de una o varias capas del material compuesto, causando dicho arrancamiento de fibras una 45 contaminación, que es especialmente perjudicial para los sistemas circundantes, como los visores estelares o para la carga útil.

En consecuencia, un objeto de la presente invención es ofrecer un dispositivo de unión provisional y de separación que ofrezca una separación cuyo nivel de choque sea reducido y genere una contaminación limitada.

Descripción de la invención

El objeto anteriormente mencionado se alcanza mediante un dispositivo según la reivindicación 1, especialmente mediante un dispositivo de unión provisional y de separación entre dos piezas unidas por dos elementos metálicos 55 de unión, una de las piezas es de material compuesto dotada de varias capas, siendo obtenida la separación mediante desprendimiento de al menos una de las capas exteriores de dicha pieza, denominada capacapa fusible, por lo que la separación se efectúa con una emisión de elementos contaminantes reducida. Para ello, la superficie de adhesión de la parte de la o las capas destinadas a separarse del resto del apilamiento es menor que las superficies de unión entre las capas interiores entre sí.

Dicho de otro modo, no se trata de una separación mediante desprendimiento entre dos piezas, sino de una separación mediante pelado dentro de una pieza de material compuesto, de manera controlada.

De manera especialmente ventajosa, la unión entre los elementos metálicos de unión y la pieza compuesta incluye 65 una capa de material elastómero adherida por una cara a la capa exterior fusible y por la otra cara al elemento de unión metálico.

Por lo tanto, la presente invención tiene principalmente por objeto un dispositivo de unión provisional de eje longitudinal y de separación pirotécnica que incluye un tubo de expansión pirotécnica montado en un espacio dispuesto en una zona de unión entre un primero y un segundo conjunto a separar, estando el segundo conjunto formado por un apilamiento de capas adheridas entre sí, incluyendo dicho apilamiento dos capas exteriores y capas interiores, siendo dichos capas sensiblemente paralelos a la dirección longitudinal, estando los dos conjuntos unidos el uno al otro por al menos una pieza metálica, estando dicha pieza metálica fijada al primer conjunto y adherida a una de las capas exteriores del segundo conjunto, caracterizado porque la superficie de adhesión entre dicha capa exterior y la capa interior adyacente es menor que la superficie de adhesión entre dos capas interiores que forman una capa fusible, y porque la superficie de adhesión entre la pieza metálica y la capa exterior es menor o igual a la superficie de la capa exterior, de manera que, en el momento de la aplicación del tubo de expansión pirotécnica, la capa exterior se desprende de la capa interior adyacente.

De manera especialmente ventajosa, la unión por adhesión entre la pieza metálica y la capa exterior incluye un 15 núcleo de elastómero adherido por una cara a la pieza metálica y, por la otra cara, a la capa exterior.

En un ejemplo de realización, el dispositivo según la invención puede incluir dos piezas metálicas que unen el primero y el segundo conjunto, y el segundo conjunto incluye dos capas exteriores fusibles.

En otro ejemplo de realización, el primer conjunto y el alojamiento para el tubo pirotécnico son de una sola pieza, estando el segundo conjunto apoyado sobre el primer conjunto o separado del mismo mediante una pequeña holgura.

En otro ejemplo de realización, el dispositivo según la presente invención puede incluir dos piezas metálicas, estando una pieza metálica adherida a una capa exterior del primer conjunto y fijada al segundo conjunto, y estando la otra pieza metálica fijada al segundo conjunto y adherida a la capa exterior del primer conjunto, formando el dispositivo una unión alterna que permite la liberación lateral de uno de los conjuntos durante la separación.

La o las piezas metálicas se fijan al primero o al segundo conjunto, por ejemplo, mediante pernos.

El primer conjunto es, por ejemplo, de material compuesto o de material metálico. La o las piezas metálicas son, por ejemplo, de acero o aluminio.

La presente invención tiene asimismo por objeto el uso de al menos un dispositivo según la presente invención, para ensamblar provisionalmente elementos de una lanzadera espacial. Los elementos pueden tener una forma curvada, iendo aplicados entonces varios dispositivos de unión provisional, de manera a formar una unión sectorizada.

Descripción de los dibujos

La presente invención se... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de unión provisional de eje longitudinal (X) y de separación pirotécnica con un conjunto (4, 104, 204) , incluyendo dicho dispositivo un tubo de expansión pirotécnica (14, 114, 214) montado en un 5 espacio (11, 111, 211) dispuesto en una zona de unión entre dicho conjunto (4, 104, 204) y otro conjunto (2, 102 , 202) a separar de dicho conjunto, incluyendo además el dispositivo al menos una pieza metálica (10.1, 10.2, 110, 210.1, 210.2) , estando dicho conjunto (4, 104, 204) formado por un apilamiento de capas (12.1, 12.2, 112.1, 112.2, 212.1, 212.2) adheridas entre sí, incluyendo dicho apilamiento dos capas exteriores (12.1, 112.1) y capas interiores (12.2, 112.2) , siendo dichas capas (12.1, 12.2, 112.1, 112.2, 10 212.1, 212.2) sensiblemente paralelas a la dirección longitudinal (X) , siendo ambos conjuntos (2, 4, 102, 104) conectables el uno al otro mediante al menos una pieza metálica (10.1, 10.2, 110, 210.1, 210.2) , pudiendo dicha pieza metálica ser fijada al otro conjunto (2, 102, 202) y adherida a una de las capas exteriores (12.1, 112.1, 212.1) de dicho conjunto (4, 104, 204) , caracterizado porque la superficie de adhesión entre dicha capa exterior (12.1, 112.1, 212.1) y la capa interior (12.2, 112.2, 212.2) adyacente es menor que la superficie de adhesión entre dos capas interiores (12.2, 112.2, 212.2) que forman un capa fusible, y porque la superficie de adhesión entre la pieza metálica (10.1, 10.2, 110, 210.1, 210.2) y la capa exterior (12.1, 112.1, 212.1) es menor o igual a la superficie de la capa exterior (12.1, 112.1, 212.1) , de manera que, durante el encendido del tubo de expansión pirotécnica (14, 114, 214) , la capa exterior (12.1, 112.1, 212.1) se desprende de la capa interior adyacente

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que la unión mediante adhesivo entre la pieza metálica (10.1, 10.2, 110, 210.1, 210.2) y al capa exterior (12.1, 112.1, 212.1) incluye un núcleo de elastómero adherido por una cara a la pieza metálica (10.1, 10.2, 110, 210.1, 210.2) y, por la otra cara, a la capa exterior (12.1, 112.1, 212.1) .

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, que incluye dos piezas metálicas (10.1, 10.2) destinadas a unir dicho conjunto (4) y el otro conjunto (2) , y dicho conjunto (4) incluye dos capas exteriores fusibles (12.1) .

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la o las piezas metálicas (10.1, 10.2, 110, 30 210.1, 210.2) son de acero o de aluminio.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la o las piezas metálicas (10.1, 10.2, 110, 210.1, 210.2) se fijan a dicho conjunto o al otro (2, 4, 102, 104, 202, 204) mediante pernos.

6. Sistema que incluye un dispositivo según la reivindicación 1 o 2 y el otro conjunto, en el que el otro conjunto (102) y el espacio (111) para el tubo pirotécnico (114) son de una sola pieza, estando dicho conjunto (104) apoyado en el otro conjunto (102) o separado del mismo por una holgura reducida.

7. Sistema que incluye un dispositivo según la reivindicación 1 o 2, el otro conjunto (202) y dos piezas metálicas (210.1, 210.2) , estando una pieza metálica (210.1) adherida a una capa exterior (212.1') del otro conjunto (202) y fijada a dicho conjunto (204) , y estando la otra pieza metálica (210.2) fijada al otro conjunto (202) y adherida a la capa exterior. (212.1) de dicho conjunto (202) , con el dispositivo formando una unión alternada que permite la liberación lateral de uno de los conjuntos durante la separación.

8. Sistema según la reivindicación 7, en el que la o las piezas metálicas (10.1, 10.2, 110, 210.1, 210.2) están fijadas a dicho conjunto o al otro (2, 4, 102, 104, 202, 204) mediante pernos.

9. Sistema según la reivindicación 6, 7 u 8, en el que el otro conjunto (2, 102, 202) es de material compuesto

o de material metálico. 50

10. Uso de por lo menos un dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5 para ensamblar provisionalmente elementos de una lanzadera espacial.

11. Uso según la reivindicación anterior, en la que los elementos tienen una forma curvada, con varios 55 dispositivos de unión provisional empleados de manera que forman una unión por sectores.