Dispositivo de unión con ruptura pirotécnica.

Dispositivo (1) de unión entre dos elementos (2,3) con forma de placa, siendo dicho dispositivo

(1) apto para ser roto e incluye dos alas (4,5) sensiblemente paralelas y dispuestas una enfrente de la otra:

-que unen unos bordes enfrentados de dichos elementos (2,3) asegurando conjuntamente la solidez mecánica de dicha unión,

-que preparan entre si una garganta (8) en la cual está alojado un cordón pirotécnico (9) de sección oblonga de flancos planos (10,11) y extremidades redondeadas (12), siendo dichos flancos planos (10,11) sensiblemente paralelos y respectivamente dispuestos enfrente de dichas alas (4,5), y

-que están provistas cada una con una zona de ruptura (16,17), encontrándose dichas zonas de ruptura (16,17) de las dos alas (4,5), del lado de un mismo (2) de dichos elementos (2,3) y estando dispuestas asimétricamente respecto del plano mediano de dicho dispositivo para no oponerse, después de la ruptura resultante de la activación de dicho cordón (9), del alejamiento relativo (F1) de dichos elementos (2,3) al menos parcialmente transversalmente respecto de dichos flancos planos (10,11) de dicho cordón (9),

-estando dispuesta la zona de ruptura (16) del ala (4) aguas arriba de la dirección de dicho alejamiento (F1) en la vecindad de la unión (13) entre, por una parte, el flanco plano (10) de dicho cordón (9) enfrente de dicha ala (4) y, por otra parte, la extremidad redondeada (12) de dicho cordón (9) que se encuentra del lado de dichas zonas de ruptura (16,17), caracterizado por que:

-la parte (18) de dicha ala aguas arriba (4), próxima de dicha zona de ruptura aguas arriba (16) y del lado opuesto a dichas zonas de ruptura (16,17), presenta un espesor (E18) superior al de (E21) de la parte (21) correspondiente del ala (5) aguas abajo de la dirección (F1) de dicho alejamiento, y

-la zona de ruptura (17) de dicha ala aguas abajo (5):

• esta dispuesta en la proximidad de la cima (15) de la extremidad redondeada (12) de dicho cordón (9) que se encuentra del lado de dichas zonas de ruptura (16,17), y

• presenta un espesor (E17) superior al de (E16) de dicha zona de ruptura aguas arriba (16), de forma que compense el retraso entre las ondas de choque (25,26) engendradas por la activación de dicho cordón (9) y transmitidas respectivamente por dichas alas (4,5) al elemento (2) que se encuentra del lado de dichas zonas de ruptura (16,17).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2011/050346.

Solicitante: Airbus Defence and Space SAS.

Nacionalidad solicitante: Francia.

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

Inventor/es: COUSIN,JEAN-YVES.

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;... > 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-2546420_T3.pdf

 

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Dispositivo de unión con ruptura pirotécnica.
Dispositivo de unión con ruptura pirotécnica.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo de unión con ruptura pirotécnica

La presente invención se refiere a un dispositivo de unión entre dos elementos con forma de placa, siendo apto este dispositivo para romperse por medio de una carga detonante, tal como una mecha (o un cordón) pirotécnico.

Aunque no exclusivamente, el dispositivo según la invención está particularmente destinado al dominio aeronáutico y espacial para permitir la separación de determinadas piezas de aeronaves o de lanzadores espaciales. Por ejemplo, dicho dispositivo puede asegurar la unión entre las diferentes piezas de estructuras altas de un lanzador (es decir de la caperuza protectora del satélite) y provocar, cuando el cordón pirotécnico es activado, la separación de dichas piezas.

Del documento EP 246 958, se conoce dicho dispositivo de unión, que funciona mediante doble placa de corte simétrica e incluye dos alas sensiblemente paralelas:

-que unen los bordes enfrentados de dichos elementos, asegurando conjuntamente la solidez mecánica de dicha unión,

-que preparan entre sí una garganta en la que está alojado un cordón pirotécnico de sección oblonga de flancos planos y extremidades redondeadas, dichos flancos planos son sensiblemente paralelos y están dispuestos respectivamente enfrentados a dichas alas, y

-que están provistas cada una con una zona de ruptura, encontrándose dichas zonas de ruptura de las dos alas del mismo lado de dichos elementos.

En el dispositivo de unión de este documento anterior, las zonas de ruptura presentan una sección adelgazada en el plano perpendicular a los flancos del cordón, y por tanto una resistencia menor al brusco inflado de dicho cordón después de su activación. Estas zonas de ruptura son idénticas y están dispuestas de forma coplanaria, es decir al mismo nivel respecto del cordón pirotécnico, y más precisamente en la vecindad de la cima de la extremidad redondeada que se encuentra del lado de dichas zonas de ruptura. Las dos alas están, en cuanto a ellas, de forma paralela a los flancos planos del cordón y con el mismo espesor.

Desde la activación del cordón, este último se infla bruscamente y percute las dos alas, esto provoca la ruptura de dichas alas a nivel de sus zonas de ruptura, y por tanto la separación, y el alejamiento de los dos elementos inicialmente unidos por el dispositivo, este alejamiento se produce en una dirección paralela a los flancos planos del cordón.

Por el hecho de la perfecta simetría del dispositivo de unión anteriormente citado, las ondas de choque que aparecen durante el impacto del cordón, que se propagan en el seno de las alas y se transmiten a los elementos limítrofes para inducir vibraciones, son al menos en parte neutralizadas. En efecto, las zonas de ruptura se seccionan simultáneamente y del mismo modo bajo el efecto del inflado del cordón, lo que engendra en las dos alas unas ondas de choque no únicamente en la misma fase, sino igualmente de la misma naturaleza y del mismo nivel, por tanto rigurosamente idénticas. Se deduce que, durante la superposición de estas ondas a nivel de los elementos limítrofes en las alas, algunos de los armónicos se anulan mutuamente. La vibración resultante padecida por los distintos elementos, principalmente la que padecería un elemento solidario de un dispositivo espacial, se encuentra por tanto significativamente atenuada.

Este dispositivo de unión, de doble placa de cortes simétrica, permite por tanto la separación de dos elementos por medio de un cordón pirotécnico, mientras limita las vibraciones que han sido engendradas por el impacto del cordón y que padecen dichos elementos.

Sin embargo, si este dispositivo es perfectamente conveniente para un alejamiento axial de los elementos, es decir paralelo a los flancos planos del cordón, se choca con un inconveniente mayor cuando se trata de alejar dichos elementos según una dirección al menos parcialmente transversal a dichos flancos planos, como es el caso de la mayoría de las caperuzas protectoras de satélite en varias partes donde un empuje es ejercido en la dirección transversal a dichos flancos planos con vistas a facilitar que se desencajen cada una de las partes de dichas caperuzas.

En efecto, a nivel de cada una de las alas, la superficie de ruptura de cada una de las dos partes separadas del ala, engendrada por la ruptura consecutiva en la activación del cordón, es irregular. Por lo tanto, cuando dichos dos elementos están alejados uno de otro al menos en una parte lateralmente, dichas dos partes separadas del ala corren el riesgo de engancharse mutuamente, a nivel de las irregularidades de las que están provistas sus superficies de ruptura respectivas. Se deduce por tanto un alejamiento relativo de dos elementos significativamente degradados.

Además, en el caso por ejemplo de la separación de un elemento invariable (inferior) y de un elemento eyectable (superior) que forma la caperuza de un dispositivo espacial, dicho dispositivo es propulsado hacia una dirección

paralela a los flancos planos del cordón y en un sentido que va desde el elemento invariable hacia el elemento eyectable. La fuerza de empuje engendrada por la propulsión de dicho dispositivo tiende entonces a aproximar dichos elementos después de su separación, siendo entonces dichos dos elementos susceptibles de percutirse y por tanto de engancharse mutuamente.

Para solucionar estos inconvenientes, el documento EP 1 319 92 A1, que constituye el estado de la técnica más próximo, describe un separador pirotécnico que incluye dos flancos de ensamblaje de piezas que encierran entre si un cordón pirotécnico y que incluyen unas zonas debilitadas dispuestas asimétricamente respecto del plano mediano de dicho separador, dichas zonas debilitadas definen conjuntamente una superficie de envoltorio de ruptura tangente al cordón pirotécnico y está inclinada en todos los puntos sobre la dirección predeterminada de separación de las piezas.

La presente invención concierne un dispositivo de unión entre dos elementos con forma de placa:

-apta para ser rota mediante doble placa de corte,

-compatible con un alejamiento de los elementos que se produce al menos en parte transversalmente a los flancos planos del cordón pirotécnico, es decir cuyos elementos no se enganchan durante su alejamiento, y

-que beneficia la limitación de los choques inducidos que produce un dispositivo de conexión de doble placa de corte perfectamente simétrico.

Con este fin, según la invención, el dispositivo de unión entre dos elementos con forma de placa es apto para romperse e incluye dos alas sensiblemente paralelas y dispuestas una enfrente de la otra:

-que unen unos bordes enfrente de dichos elementos, asegurando conjuntamente la solidez mecánica de dicha conexión,

-que preparan entre si una garganta en la que está alojado un cordón pirotécnico de sección oblonga de flancos planos y extremidades redondeadas, siendo dichos flancos sensiblemente paralelos y estando respectivamente dispuestos enfrente de dichas alas, y

-que están provistas cada una con una zona de ruptura, dichas zonas de ruptura de las dos alas se encuentran de un mismo de dichos elementos y están dispuestos asimétricamente respecto al plano mediano de dicho dispositivo para no oponerse, después de la ruptura resultante de la activación de dicho cordón, al alejamiento relativo de dichos elementos al menos parcialmente transversalmente respecto de dichos flancos planos de dicho cordón,

destaca por que:

-la zona de ruptura del ala aguas arriba de la dirección de dicho alejamiento está dispuesta en la vecindad de la conexión entre, por una parte, el flanco plano de dicho cordón enfrente de dicha ala aguas arriba y, por otra parte, la... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1- Dispositivo (1) de unión entre dos elementos (2,3) con forma de placa, siendo dicho dispositivo (1) apto para ser roto e incluye dos alas (4,5) sensiblemente paralelas y dispuestas una enfrente de la otra:

-que unen unos bordes enfrentados de dichos elementos (2,3) asegurando conjuntamente la solidez mecánica de dicha unión,

-que preparan entre si una garganta (8) en la cual está alojado un cordón pirotécnico (9) de sección oblonga de flancos planos (1,11) y extremidades redondeadas (12), siendo dichos flancos planos (1,11) sensiblemente paralelos y respectivamente dispuestos enfrente de dichas alas (4,5), y -que están provistas cada una con una zona de ruptura (16,17), encontrándose dichas zonas de ruptura (16,17) de las dos alas (4,5), del lado de un mismo (2) de dichos elementos (2,3) y estando dispuestas asimétricamente respecto del plano mediano de dicho dispositivo para no oponerse, después de la ruptura resultante de la activación de dicho cordón (9), del alejamiento relativo (F1) de dichos elementos (2,3) al menos parcialmente transversalmente respecto de dichos flancos planos (1,11) de dicho cordón (9), -estando dispuesta la zona de ruptura (16) del ala (4) aguas arriba de la dirección de dicho alejamiento (F1) en la vecindad de la unión (13) entre, por una parte, el flanco plano (1) de dicho cordón (9) enfrente de dicha ala (4) y, por otra parte, la extremidad redondeada (12) de dicho cordón (9) que se encuentra del lado de dichas zonas de ruptura (16,17), caracterizado por que:

-la parte (18) de dicha ala aguas arriba (4), próxima de dicha zona de ruptura aguas arriba (16) y del lado opuesto a dichas zonas de ruptura (16,17), presenta un espesor (E-i8) superior al de (E2i) de la parte (21) correspondiente del ala (5) aguas abajo de la dirección (F1) de dicho alejamiento, y -la zona de ruptura (17) de dicha ala aguas abajo (5):

o esta dispuesta en la proximidad de la cima (15) de la extremidad redondeada (12) de dicho cordón (9) que se encuentra del lado de dichas zonas de ruptura (16,17), y o presenta un espesor (E17) superior al de (E-ie) de dicha zona de ruptura aguas arriba (16), de forma que compense el retraso entre las ondas de choque (25,26) engendradas por la activación de dicho cordón (9) y transmitidas respectivamente por dichas alas (4,5) al elemento (2) que se encuentra del lado de dichas zonas de ruptura (16,17).

2- Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que el espesor (E17) de la zona de ruptura aguas abajo (17) está determinado de forma que permita la ruptura simultánea de las alas (4,5) después de la activación del cordón pirotécnico (9).

3- Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la parte (19) del ala aguas arriba (4), próxima a la zona de ruptura aguas arriba (16) y del lado de las zonas de ruptura (16,17), presenta un espesor (E19) sensiblemente igual al de (E-is) de la parte (18) de dicha ala aguas arriba (4), próxima de dicha zona de ruptura aguas arriba (16) y del lado opuesto a dichas zonas de ruptura (16,17).

4- Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el producto de los espesores -de la zona de ruptura aguas arriba (16) y

-de la parte (18) del ala aguas arriba (4), próxima a dicha zona de ruptura aguas arriba (16) y del lado opuesto a las zonas de ruptura (16,17), es sensiblemente proporcional al producto de los espesores -de la zona de ruptura aguas abajo (17) y

-de la parte (21) del ala aguas abajo (5), próxima de dicha zona de ruptura aguas abajo (17) y del lado opuesto a dichas zonas de ruptura (16,17).

5- Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las alas (4, 5) forman unas partes que sobresalen de uno de los elementos (2,3) o de un elemento de unión único fijado a cada uno de dichos elementos (2,3).

6- Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que incluye una pluralidad de pares de alas (4,5) individuales o individualizadas repartidas a lo largo de dicho cordón (9).