DE69702395T2

DE69702395T2 - System zum sperren einer relativen bewegung zwischen zwei körpern, in zumindest einem sinn einer vorgegebenen richtung

Info

Publication number: DE69702395T2
Application number: DE69702395T
Authority: DE
Inventors: Sylvain Leconte; Gilles Orhon
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 2001-02-15
Anticipated expiration: 2017-05-22
Also published as: US6287039B1; FR2748987A1; EP0898551A1; CA2256026A1; FR2748987B1; WO1997044243A1; JP2000511131A; EP0898551B1; DE69702395D1

Description

Die Erfindung betrifft betrifft ein System zum zeitweiligen Sperren einer relativen Bewegung zwischen zwei Körpern in zumindest einem Sinn einer vorgegebenen Richtung und insbesondere ein System zum Sperren, das nach Entriegelung einen sehr großen Ausschlag eines Körpers in bezug auf den anderen zuläßt.
Genauer ausgedrückt ist es auf einigen Gebieten, wie z. B. beim Bringen von Satelliten auf einen Orbit, im allgemeinen notwendig, bestimmte Elemente während des Abschusses in ihrer Position zu sperren, wobei ihnen ihre Bewegungsfreiheit, nachdem sie auf den Orbit gebracht worden sind, zurückzugeben ist. Es handelt sich insbesondere um kippbare Platten, denen man, nachdem sie auf den Orbit gebracht worden sind, die Möglichkeit eines starken Winkelausschlags zurückgeben muß.
Es wurde zu diesem Zweck in Erwägung gezogen, Stellglieder zu verwenden, die neben der Möglichkeit des Bewegens der Platte in bezug auf eine Befestigungsauflage, wie z. B. eine feste Platte, auch das Arretieren der Platte in ihrer Position in bezug auf diese selbe Auflage während des Abschusses ermöglichen können.
Jedoch zögert der Fachmann auf dem Gebiet der Raumfahrt sehr, Stellglieder zu verwenden, hauptsächlich aus Gründen der Zuverlässigkeit.
Tatsächlich ist es im Fall des Ausfalls eines solchen Stellgliedes besonders schwierig, irgendeine Reparatur auszuführen oder einen Hilfsstellantrieb einzusetzen.
Diese Art von Stellantrieb nimmt im übrigen relativ viel Raum ein, insbesondere da es notwendig ist, die Möglichkeit eines sehr großen Winkelausschlags der beweglichen Platte zu gewährleisten.
Die Erfindung ist darauf ausgerichtet, diese Nachteile zu beseitigen.
Es wird zu diesem Zweck ein System zum zeitweiligen Sperren einer relativen Bewegung zwischen zwei Körpern in zumindest einem Sinn einer vorgegebenen Richtung gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.
Ein solches System zum Sperren ist besonders zuverlässig, da das Freisetzen eines Körpers in bezug auf den anderen durch die Wirkung eines Bruchorgans erzielt wird, das von einer Legierung mit Formerinnerungsvermögen gebildet wird. Das einzig mögliche Ausfallen ist dasjenige der Heizmittel, wobei es besonders leicht ist, diese Redundanz bereitzustellen.
Aus Gründen der Einfachheit und Bequemlichkeit ist das Bruchorgan dafür ausgelegt, sich unter der Wirkung eines Aufheizens durch Verlängerung gemäß der Richtung zu deformieren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bruchorgan zwischen zwei Anschläge gesetzt, welche transversal zu der Richtung sind, so daß das Bruchorgan bei seiner Verlängerung die Anschläge im Sinn eines Zerbrechens der Bruchzone belastet.
Gemäß einem besonders interessanten Aspekt der Erfindung weist eines der Zwischenglieder einen Aufnahmesitz für mindestens einen Teil der Sperrmittel auf, wobei diese Sperrmittel mit einem ihrer Enden auf dem Zwischenglied mit Aufnahmesitz angebracht sind und zwischen einer Position zur Sperrung der Bewegung vor dem Zerbrechen der Bruchzone, in der diese Sperrmittel teilweise eine Auskragung des Aufnahmesitzes bilden, und einer ins Innere des Aufnahmesitzes rückgezogenen Position nach dem Zerbrechen der Bruchzone beweglich sind.
Durch diese Anordnungen ist der zweite Körper nach dem Zerbrechen der Bruchzone nicht nur in bezug auf den ersten Körper freigesetzt, sondern er erhält auch aufgrund des Zurückziehens der Sperrmittel ins Innere des Aufnahmesitzes des ersten Zwischenglieds eine große Ausschlagsmöglichkeit in bezug auf diesen.
Das Zurückziehen kann durch Schwerkraft oder, gemäß einer vorteilhaften Anwendung im Raumfahrtsbereich, durch Freisetzen potentieller Energie, insbesondere durch ein elastisches Rückstellelement, verwirklicht werden.
Gemäß anderen bevorzugten Anordnungen, die eventuell kombiniert werden können:
- weist einer der zu der Richtung transversalen Anschläge eine Platte auf, die sich im Aufnahmesitz transversal zu der Richtung erstreckt, wobei die Bruchzone von einer kontinuierlichen Zone geringerer Dicke der Platte gebildet wird, die eine interne Zone, gegen die ein longitudinales Ende des Bruchorgans zum Anschlag gelangt, und eine Umfangszone definiert, wobei die Platte in der Sperrposition im Aufnahmesitz von der Umfangszone getragen wird;
- weisen die Sperrmittel außerdem einen Schaft auf, der sich gemäß der Richtung erstreckt, wobei die Platte eine kreisförmige Durchgangsöffnung für den Schaft aufweist, wobei der Schaft ein mit einem Gewinde versehenes Ende, das mit der Öffnung in Eingriff steht, und eine Mutter aufweist, die auf dem Gewinde aufgebracht ist und im Anschlag gegen die Platte steht;
- ist das andere Zwischenglied drehfest mit dem Schaft verbunden und weist eine Anschlagoberfläche auf, die den anderen transversalen Anschlag bildet, gegen den das zweite longitudinale Ende des Bruchorgans zum Anschlag gelangt;
- weist der Schaft eine transversale Platte in der Nähe seines Endes, das dem mit dem Gewinde versehene Ende entgegengesetzt ist, wobei die transversale Platte des Schafts eine Anschlagoberfläche aufweist, die den anderen transversalen Anschlag bildet, gegen das andere longitudinale Ende des Bruchorgans zum Anschlag gelangt, und einen glatten Teil an diesem anderen Ende auf, auf dem eine kreisförmige Öffnung des anderen Zwischengliedes in Eingriff steht;
- wird der Aufnahmesitz von einer zylindrischen Wand begrenzt, die eine Schulter transversal zur Longitudinalachse der Wand aufweist, wobei die Richtung koaxial zu der Achse ist, wobei das Haltesystem darüber hinaus ein röhrenförmiges Element aufweist, das im Aufnahmesitz aufgenommen ist und das einen ringförmigen äußeren Anschlag auf einem seiner longitudinalen Enden aufweist, der dafür ausgelegt ist, im axialen Sinn mit der Schulter zusammenzuwirken, und einen inneren ringförmigen Rand in der Nähe seines anderen longitudinalen Endes, wobei das Bruchorgan von einer Muffe gebildet wird, die den Schaft umgibt, wobei das Bruchorgan und der Schaft im röhrenförmigen Element so aufgenommen sind, daß das Bruchorgan bei seiner Deformation einesteils gegen die transversale Platte und andernteils gegen den ringförmigen inneren Rand zum Anschlag gelangt, und wobei der äußere ringförmige Anschlag in der Sperrposition zwischen der transversalen Platte und der Schulter des röhrenförmigen Elements eingeschlossen ist;
- weist der Schaft außerdem eine zweite transversale Platte in der Nähe seines Endes auf, das dem mit dem Gewinde versehenen Ende gegenüberliegt, wobei die zweite transversale Platte dafür ausgelegt ist, gegen den ringförmigen inneren Rand des röhrenförmigen Elements mit einer seiner Seiten zum Anschlag zu gelangen, wobei der Schaft außerdem in der Nähe dieser Seite eine merkliche Verringerung des Durchmessers, die eine zweite transversale Bruchzone darstellt, und, in der Nähe der anderen Seite, ein zweites longitudinales, mit einem Gewinde versehenes Ende aufweist, auf dem ein Innengewinde des anderen Zwischenglieds aufgeschraubt ist;
- weisen die Heizmittel eine Heizspule auf, die die Muffe umgibt;
- weisen die Heizmittel eine zweite Heizspule auf, wobei die Heizmittel dafür ausgelegt sind, das Bruchorgan mittels der zweiten Spule zu heizen, wenn die Heizspule ausfällt;
- wird die transversale Platte im Aufnahmesitz mittels eines Rings getragen, der ein Außengewinde aufweist, welches auf ein Innengewinde der zylindrischen Wand des Sitzes geschraubt ist;
- weist das elastische Rückstellelement mindestens eine Schraubenfeder auf, die seitlich zwischen dem röhrenförmigen Element und der zylindrischen Wand angeordnet ist, wobei diese Feder longitudinal einesteils gegen den äußeren ringförmigen Anschlag des röhrenförmigen Elements auf der Seite dieses Anschlags, die derjenigen gegenüberliegt, welche gegen die transversale Platte anliegt, und andererseits gegen eine Wand eines Aufnahmeansatzes der Feder, transversal zur longitudinalen Achse, zum Anschlag kommt;
- ist jedes der Zwischenglieder am entsprechenden Körper durch Verschraubung befestigt.
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, die als nicht-beschränkendes Beispiel mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben ist, in denen:
- Die Fig. 1 und 2 Aufrißansichten einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sperrsystems im Schnitt sind;
- Fig. 3 eine Aufrißansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sperrsystems im Schnitt ist; und
- Fig. 4 eine Ansicht im transversalen Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 3 ist.
Nun wird anhand der Fig. 1 und 2 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems zum zeitweiligen Sperren einer Bewegung beschrieben.
Es handelt sich hier speziell um ein System 100 zum zeitweiligen Sperren einer relativen Bewegung zwischen zwei Körpern in beiden Sinnen einer vorgegebenen Richtung 110, die auch die longitudinale Achse des Systems 100 zum zeitweiligen Sperren bildet.
Die beiden Körper werden hier von einem Ende einer beweglichen Platte, die mit 115 gekennzeichnet ist, und von einer mit 116 bezeichneten Befestigungsfläche gebildet, wobei diese letztere auch durch eine feste Platte ersetzt werden kann.
Ein erstes Zwischenglied 120 des Sperrsystems 100 ist an der Befestigungsfläche 116 mittels Kreuzschlitzschrauben 121, 121' befestigt, während ein zweites Zwischenglied 130 des Sperrsystems 100 mit Schrauben 131, 131' mit Sechskantkopf an der beweglichen Platte 115 befestigt ist.
Das erste Zwischenglied 120 weist zu diesem Zweck einen ersten Zylinderabschnitt 122 mit kreisförmigem Querschnitt auf, der an einem seiner Enden durch eine ringförmige Randleiste 123 verlängert ist, die sich radial nach außen erstreckt und mit Öffnungen 124, 124' für den Durchgang der Schrauben 121, 121' versehen ist.
Dieser erste Zylinderabschnitt 122 ist über ein ringförmiges Verbindungsstück 126, das sich radial nach innen erstreckt, d. h. transversal zur Achse 110 und in Richtung derselben, mit einem zweiten Zylinderabschnitt 125 mit kreisförmigem Querschnitt verbunden. Daraus folgt, daß der zweite Zylinderabschnitt 125 einen geringeren Durchmesser als der erste Zylinderabschnitt 122 aufweist. Wie dieser zweite Zylinderabschnitt 122 erstreckt sich der Zylinderabschnitt 125 parallel zur Achse 110 des Sperrsystems 100, jedoch nicht so lang wie diese.
Das zweite Zwischenglied 130 ist in Form eines mit einem Innengewinde versehenen Schaftes 132 gezeigt, der an einem seiner Enden von einer ringförmigen Randleiste 133 des Schaftes verlängert wird, die sich radial auf dem Umfang dieses letzteren erstreckt. Genau wie das erste Zwischenglied 120 ist dieses zweite Zwischenglied 130 einstückig gefertigt. Darüber hinaus ist die ringförmige Randleiste 133 des Schaftes mit Durchgangsöffnungen 134, 134' für Schrauben 131, 131' versehen, deren Schäfte mit Innengewinden 135, 135' in Eingriff stehen, welche in der beweglichen Platte 115 ausgebildet sind.
Der mit einem Innengewinde versehene Schaft 132 steht mit dem Gewinde eines Schaftes 140 in Eingriff, welcher an seinen beiden Ende mit einem Gewinde versehen ist.
Dieser Schaft 140, der sich koaxial zur Achse 110 erstreckt, ist auf seinem zentralen Teil 141 von einer Muffe 150 umgeben, die von einer Legierung mit Formerinnerungsvermögen gebildet wird, deren Funktion nachstehend detaillierter geschildert wird, welche ihrerseits von Heizmitteln 160 umgeben ist, die in diesem Fall zwei Heizspulen 161, 162 aufweist, deren Funktion ebenfalls nachstehend detailliert erläutert wird.
Der Schaft 140, die Muffe 150 und die Heizspulen 161, 162 sind konzentrisch zueinander angeordnet und im Inneren eines röhrenförmigen Elements 170 aufgenommen, welches seinerseits konzentrisch diese verschiedenen Elemente umgibt.
Der zweite mit einem Gewinde versehene Teil des Schafts 140 weist einen Durchmesser auf, die geringfügig unterhalb desjenigen des zentralen Teils 141 liegt, und ist mit jenem über einen Kegelstumpf 143 verbunden.
Die Spulen 161, 162 umgeben eng die Muffe 150, während ein gewisses Spiel zwischen diesen Spulen 161, 162 und dem röhrenförmigen Element 170 besteht.
Dieses röhrenförmige Element 170 ist in dem Aufnahmesitz aufgenommen, der vom ersten Zylinderabschnitt 122, vom zweiten Zylinderabschnitt 125 und vom ringförmigen Verbindungsstück 126 begrenzt wird. Es weist einen Außendurchmesser, der dem Innendurchmesser des zweiten Zylinderabschnitts 125 ent spricht, und einen ringförmigen Anschlag 171 auf dem Umfang eines seiner longitudinalen Enden auf, welcher es radial verlängert. Dieser ringförmige äußere Anschlag 171 ist in Axialrichtung zwischen der Schulter, die vom ringförmigen Verbindungsstück 126 gebildet wird, und einer Platte 180 eingeschlossen, die sich transversal zur Achse 110 im Inneren des ersten Zylinderabschnitts 122 erstreckt.
Diese transversale Platte 180 ist ihrerseits im ersten Zylinderabschnitt 122 angebracht, um in Axialrichtung den ringförmigen äußeren Anschlag 171 mit der vom ringförmigen Verbindungsstück 126 gebildeten Schulter zusammenwirken zu lassen, und zwar mittels eines Rings 190, der außen mit einem Gewinde versehen ist und mit einem Innengewinde in Eingriff steht, welches in der Wand des ersten Zylinderabschnitts 122 eingeformt ist.
Um die Verschraubung zu ermöglichen, weist der Ring 190 Einkerbungen 191, 191' auf, in die ein entsprechender Schlüssel eingeschoben wird.
Die transversale Platte 180 ist darüber hinaus mit einer zentralen kreisförmigen Öffnung 181 ausgestattet, in der das Ende des Schaftes 140 in Eingriff steht, das demjenigen gegenüberliegt, mit dem das zweite Zwischenglied 130 in Eingriff steht. Eine Mutter 142 steht mit dem mit einem Gewinde versehenen Teil dieses Endes des Schaftes 140 in Eingriff und ist unter Zwischensetzung einer Unterlegscheibe 182 gegen die Platte 180 verschraubt.
Die transversale Platte 180 weist auch eine erste axiale Bruchzone 185 in Form einer Verringerung der Dicke der Platte 180 auf. Diese Verringerung der Dicke wird mittels zweier kreisförmiger, in V-Form angeordneter Rillen 186, 187 verwirklicht, die einander gegenüberliegend in den beiden entgegengesetzten Seiten der Platte 180 ausgespart sind.
Diese fortgesetzte Bruchzone 185 geringerer Dicke begrenzt eine innere Zone in Form einer Scheibe 188, die mit dem ringförmigen äußeren Anschlag 171 und einem longitudinalen Ende der Muffe 150 in Kontakt ist, und eine ringförmige Umfangszone 189, welche mit dem Ring 190 in Kontakt ist.
An ihrem anderen longitudinalen Ende gelangt die Muffe 150, unter Zwischensetzung einer Unterlegscheibe 151, gegen einen ringförmigen inneren Anschlag 172 des röhrenförmigen Elements 170 zum Anschlag, welcher sich radial erstreckt.
Dieser ringförmige innere Rand liegt gegenüber dem entsprechenden freien Ende des röhrenförmigen Elements 170 leicht zurückgesetzt, so daß eine Absenkung 173 begrenzt wird, gegen die axial und radial eine transversale Platte 144 des Schaftes 140 zum Anschlag gelangt, welche einstückig mit diesem letzteren ausgebildet ist.
Zwischen der Oberfläche der Platte des Schaftes 144, die gegen die Absenkung 173 zur Anlage gelangt, und dem zentralen Teil 141 des Schaftes 140 weist der Schaft 140 eine merkliche Durchmesserverringerung auf, welche eine zweite transversale Bruchzone 145 bildet.
Mit dem Gewinde des Schaftes 140 steht eine Sechskantmutter 146 in Eingriff, die das zweite Zwischenglied 130 aufnimmt und zwischen diesem letzteren Zwischenglied 130 und einem Kragen 147 des Schaftes 140 eingeschlossen ist.
Der Schaft 140 und die transversale Platte 180 sind aus einem zerbrechlichen Material hergestellt.
Die Legierung mit Formerinnerungsvermögen, welche die Muffe 150 bildet, ist eine klassische Legierung mit Formerinnerungsvermögen, die zu 50% aus Nickel und zu 50% aus Titan gebildet wird und deren kritische Deformationstemperatur, hier bezüglich der Längsausdehnung, 70ºC beträgt.
Diese Muffe 150 bildet das vorstehend definierte Bruchorgan, wobei die vorstehend definierten Sperrmittel hauptsächlich den Schaft 140, das röhrenförmige Element 170, die transversale Platte 180, den Ring 190 und die Mutter 142 aufweisen.
Was die Heizmittel der Muffe 150 betrifft, so sind hier nur die Heizspulen 161, 162 gezeigt. Der Fachmann weiß die geeignete elektrische Schaltung zu verwirklichen, um zu bewirken, daß die Spulen 161, 162 die Muffe 150 bis auf die kritische Temperatur aufheizen, welche dazu führt, daß sie sich deformiert, und so, daß die am weitesten von der Muffe 150 entfernte Spule 162 die Ablösung der ersten Spule 161 im Fall des Ausfallens dieser letzteren übernehmen kann.
Was das Zusammenbauen dieses Sperrsystems 100 betrifft, so sei einfach angemerkt, daß die Sechskantmutter 146 dazu bestimmt ist, einen Schlüssel aufzunehmen, um den Schaft 140 daran zu hindern, sich zu drehen, wenn die Mutter 142 gegen die transversale Platte 180 gesperrt wird.
Nun wird die Funktion dieses Sperrsystems 100 beschrieben.
Auf der linken Hälfte I der Fig. 1 und 2 ist dieses Sperrsystem 100 in der Sperrposition gezeigt, in der die bewegliche Platte 115 und die Befestigungsfläche 116 gegen eine Bewegung in beiden Sinnen der vorgegebenen Richtung 110 gesperrt sind.
Die Entriegelung geschieht auf folgende Art:
Die Heizmittel werden eingeschaltet, um die Muffe 150 bis auf die kritische Temperatur aufzuheizen, die dazu führt, daß sie sich durch Verlängerung deformiert.
Bei ihrer Verlängerung bildet diese Muffe 150 ein Bruchorgan, wobei dieses einesteils einen axialen Schub auf die transversale Platte 180 und andernteils auf die ringförmige innere Randleiste 173 des röhrenförmigen Elements 170 ausübt. Somit wird die Bruchzone 185 der Platte 180 durch das Bruchorgan 150 bis zum Bruch vorbelastet.
Gleichzeitig übt das Bruchorgan 150 auch einen Schub auf die ringförmige innere Randleiste 173 und somit auf die Platte 144 des Schafts 140, aber auch auf den Schaft 140 selbst aus, während die transversale Platte 180 gleichzeitig den Schaft 140 in einem Sinn belastet, der demjenigen des vorhergehenden Schubs entgegengesetzt ist, und zwar über die Beilagscheibe 182 und die Mutter 142.
Der Schaft 140 wird somit durch entgegengesetzt gerichtete Kräfte von beiden Seiten gegen die zweite Bruchzone 145 vorbelastet, was die zweite Bruchzone 145 zum Bruch führt.
Durch diese Anordnungen wird eine Quasi-Gleichzeitigkeit der Brüche der Bruchzonen 185 und 145 gewährleistet, oder, unter Berücksichtigung der auf die erstere ausgeübten Belastungen, zumindest das Zerbrechen der Zone 145 vor der Zone 185. Man vermeidet somit einen Bruch der ersten Bruchzone 185 vor der zweiten Bruchzone 145, in deren Verlauf das Zurückziehen des röhrenförmigen Elements 170 die bewegliche Platte 115 mit sich führte. Ein Bruch der zweiten Bruchzone 145 vor der ersten Bruchzone 185 kann stattfinden, da das Bruchorgan 150 noch gegen die ringförmige innere Randleiste 172 zum Anschlag gelangt, um den Bruch der ersten Bruchzone 185 zu gewährleisten.
Nach diesen Brüchen, deren Anfang schematisch auf der linken Hälfte II von Fig. 1 gezeigt ist, gleitet das röhrenförmige Element 170 unter Führung der inneren Oberfläche des zweiten Zylinderabschnitts 125 unter der Wirkung der Schwerkraft bis zu einer ins Innere des ersten Zwischenglieds 120 zurückgezogenen Position, wobei es beim Gleiten den entsprechenden Teil des Schafts 140 mit der Mutter 142 und der Unterlegscheibe 182, die Muffe 150, die Spulen 161 und 162 sowie den Teil 188 der transversalen Platte 180 mitführt.
In der zurückgezogenen Position, die in der linken Hälfte II von Fig. 2 gezeigt ist, gelangt das untere Ende des Schafts 140 gegen die Befestigungsfläche 116 zum Anschlag, während das Gleiten der vorstehend erwähnten Elemente einen großen Raum freigesetzt hat, der nach dem Entriegeln dem Ende der beweglichen Platte 115 eine große Freiheit für den axialen Ausschlag oder Winkelausschlag bietet, wenn die Platte 115 kippbar angebracht ist.
Es ist zu erkennen, daß ein solches Sperrsystem 100, insbesondere durch den Einsatz der beiden Bruchzonen und der Mittel, die das Zurückziehen eines Teils der Sperrmittel ins Innere eines der Zwischenglieder ermöglichen, es einerseits ermöglicht, ein Sperren einer relativen Bewegung zweier Körper zueinander gemäß den beiden Sinnen einer vorgegebenen Rich tung zu verwirklichen, wobei gleichzeitig nach dem Entriegeln einer großer axialer Ausschlag gemäß der vorgegebenen Richtung 110 eines Körpers in bezug auf den andern oder auch, im Fall einer kippbaren Platte 115, ein großer Winkelausschlag zugelassen wird.
Ein solches Sperrsystem ist auch besonders zuverlässig, insbesondere dank der Redundanz der Heizmittel, und aufgrund des Einsatzes eines Bruchorgans, das von einer Legierung von Formerinnerungsvermögen gebildet wird, welche sich als eigentümliches Merkmal auf einem sehr geringen Temperaturbereich sehr stark deformieren kann, während sie sich unterhalb der kritischen Deformationstemperatur nur sehr wenig ausdehnt, genau.
Außerdem wird dieses Sperrsystem in Form einer vormontierten Einheit angegeben, die im letzten Moment an den beiden Körpern aufgebaut werden kann.
Es ist natürlich möglich, mehrere dieser Sperrsysteme einzusetzen, um zwei Körper aneinander zu arretieren.
In der Praxis sind die strukturellen Merkmale des Sperrsystems die folgenden:
- Verlängerung des Bruchorgans: etwa 3%
- Rückzugslauf: etwa 35 mm
- Länge des Bruchorgans 150: etwa 40 mm
- äußerer Durchmesser des Bruchorgans 150: etwa 20 mm
- äußerer Durchmesser des röhrenförmigen Elements 170: etwa 34 mm
- äußerer Durchmesser des ersten Zylinderabschnitts 122: etwa 82 mm
Nun wird kurz anhand der Fig. 3 und 4 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sperrsystems beschrieben.
Es handelt sich hier genauer ausgedrückt um ein System 200 zum zeitweiligen Sperren der Bewegung gemäß einem einzigen Sinn einer vorgegebenen Richtung, und zwar einer Bewegung nach unten entlang der Longitudinalachse 210 des Sperrsystems 200. Mit anderen Worten ist dieses Sperrsystem 200 tatsächlich ein System zum zeitweiligen Aufrechterhalten eines Abstands zweier Körper zueinander.
Für diese Variante 200 des Sperrsystems, die in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, wurden für identische Elemente dieselben numerischen Bezugszeichen wie für das Sperrsystem 100 der Fig. 1 und 2 verwendet, während für ähnliche Elemente die Zahl 100 hinzuaddiert wurde.
Das Sperrsystem 200, das auf den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, unterscheidet sich von demjenigen der Fig. 1 und 2 hauptsächlich durch die Tatsache, daß die beiden Zwischenglieder 220 und 230, die ähnlich denjenigen der Fig. 1 und 2 sind, einfach gegen einen entsprechenden Körper zum Anschlag gelangen, ohne Befestigung durch Verschraubung (diese Körper sind in den Figuren nicht gezeigt), und daß es keine zweite Bruchzone mehr auf dem Schaft 240 noch im übrigen eine Platte 144 des Schaftes gibt, wobei dieser Schaft 240 einfach einen einstückigen Ansatz mit hexagonalem Umriß 246 und einen Kragen 247 aufweist, der dafür bestimmt ist, gegen eine ringförmige Randleiste 272 des ringförmigen Elements 270 zum Anschlag zu gelangen.
Außerdem ist der erste Zylinderabschnitt 220 anstelle und am Ort des zweiten Zylinderabschnitts 125 von zylindrischen Wandabschnitten 225, 225', 225" einesteils und von Öffnungen 229, 229', 229" für die Aufnahme von Federn andererseits verlängert. Diese Öffnungen bilden Aufnahmen für schraubenförmige Federn 330, 331, 332, die einesteils gegen eine transversale obere Wand der entsprechenden Aufnahme und andernteils gegen die ringförmige äußere Randleiste 171 des röhrenförmigen Elements 270 zur Anlage kommen, um dieses röhrenförmige Element und somit die Sperrmittel gegen die zurückgezogene Position zu belasten.
Hier sind drei schraubenförmige Federn 330 bis 332 und zwei Aufnahmeöffnungen 229 bis 229" eingesetzt, welche umfangsseitig durch die Abschnitte der zylindrischen Wände 225 bis 225" verbunden sind, wobei die Öffnungen und Wandabschnitte den ersten Zylinderabschnitt 220 axial und einstückig verlängern.
Dieses Einsetzen von Federn erweist sich insbesondere im Raumfahrtbereich als interessant, um den Effekt der Schwerkraft durch Freisetzung potentieller Energie zu ersetzen.
Darüber hinaus ist das zweite Zwischenglied 230 nicht auf dem Schaft 240 verschraubt, sondern steht nur über eine Bohrung 232 auf einem glatten Abschnitt in Eingriff, den dieser Schaft 240 auf einem seiner longitudinalen Enden aufweist.
Die Unterlegscheibe 182 wurde durch eine Unterlegscheibe 282 mit L-förmigem Profil ersetzt. Die V-förmigen Rillen 186, 187 wurden durch U-förmige Rillen 286, 287 ersetzt.
Darüber hinaus ist ein zylindrisches Verkeilungselement 310, das an einem seiner Enden eine ringförmige innere Randleiste 311 aufweist, die einesteils gegen das zweite Zwischenglied 230 und andernteils gegen den Ansatz 246 zur Anlage kommt, zwischen das röhrenförmige Element 270 und dieses zweite Zwischenglied 230 gesetzt, um die Kontinuität dieser beiden letzteren Elemente und eine Aufnahme der Querkräfte beim Übergang der Sperrmittel von der Sperrposition zur zurückgezogenen Position zu gewährleisten.
Die Rückzugsposition entspricht hier der Situation, daß das untere Ende des Schafts 240 gegen eine Anschlagplatte 320 zum Anschlag gelangt, welche mit Hilfe eines Sicherungsrings 321 im Inneren einer abgesetzten Auskehlung 322 transversal im ersten Zwischenglied 220 angebracht ist.
Schließlich ist eine einzige Heizspule 161 ohne Hilfsheizspule vorhanden.
Die Funktionsweise ist ähnlich derjenigen der Ausführungsform der Fig. 1 und 2.
Der Bruch der einzigen Bruchzone 285 führt zum Übergang der Sperrmittel und des zweiten Zwischenglieds 230 in die zurückgezogene Position, was es einem Körper ermöglicht, an den anderen heranzurücken.
Selbstverständlich könnte das zweite Zwischenglied 230 auch mit dem entsprechenden zweiten Körper kraftschlüssig verbunden sein.
Der Fachmann weiß auch, die Merkmale der Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 derjenigen der Fig. 3 und 4 anzupassen und umgekehrt.
In anderen nicht gezeigten Ausführungsformen kann der transversale obere Anschlag für das Bruchorgan statt durch die ringförmige innere Randleiste des röhrenförmigen Elements durch eine Anschlagoberfläche des zweiten, mit dem Schaft kraftschlüssig verbundenen Zwischenglieds oder durch die Platte 144 selbst gebildet werden.
Der Fachmann weiß auch, auf der Basis der vorstehenden Lehren ein Sperrsystem zu verwirklichen, dessen Bruchorgan durch Verkürzung unter dem Effekt eines Aufheizens wirkt, oder auch ein Sperrsystem, das einfach zwei Zwischenglieder aufweist, von denen jedes dafür ausgelegt ist, mit einem Körper zusammenzuwirken, und die von einem Schaft verbunden werden, der eine Bruchzone aufweist und von einer Muffe umgeben ist, welche von einer Legierung mit Formerinnerungsvermögen gebildet wird, welche jedes ihrer longitudinalen Enden gegen ein entsprechendes Zwischenglied zum Anschlag bringt.
In einer Variante können auch eine andere Legierung mit Formerinnerungsvermögen und jegliches Bruchorgan eingesetzt werden, dessen kritische Temperatur gemäß der gegebenen Anwendung ausgewählt wird.
Es kann auch vorgesehen werden, daß eines der Zwischenglieder ein integraler Teil des entsprechenden Körpers ist oder daß die transversale Platte 180, 280 integraler Teil des Schafts 140, 240 ist.
Eine Anwendung des erfindungsgemäßen Sperrsystems kann auch die zeitweilige Aufhängung eines Körpers an einem anderen sein.

Claims

1. System zum zeitweiligen Sperren (100; 200) einer relativen Bewegung zwischen zwei Körpern in zumindest einem Sinn einer vorgegebenen Richtung (110; 210), dadurch gekennzeichnet, daß es folgendes aufweist:

- ein erstes Zwischenglied (120; 220), das dafür ausgelegt ist, mit einem ersten (116) der beiden Körper zusammenzuwirken;

- ein zweites Zwischenglied (130; 230), das dafür ausgelegt ist, mit dem zweiten (115) der beiden Körper zusammenzuwirken;

- Sperrmittel (140; 240), die mit einer Bruchzone (145, 185; 285) ausgestattet und dafür ausgelegt sind, mit den Zwischengliedern zusammenzuwirken, um das zeitweilige Sperren der relativen Bewegung zwischen den beiden Körpern zu gewährleisten, wobei diese beiden vor dem Bruch der Bruchzone in einem Abstand voneinander gehalten werden, und um sich beim Bruch der Bruchzone so zurückzuziehen, daß eine relative Bewegung zwischen den beiden Körpern (115, 116) zumindest auf einem Teil des Abstands der Entfernung der beiden Körper vor dem Bruch der Bruchzone zuzulassen;

- ein Bruchorgan (150), das von einer Legierung mit Formerinnerungsvermögen gebildet wird und das dafür ausgelegt ist, sich unter der Wirkung einer Erhitzung zu deformieren, um die Bruchzone (145, 185; 285) zu zerbrechen; und

- Heizmittel (160), die dafür ausgelegt sind, das Bruchorgan (150) bis auf eine kritische Temperatur aufzuheizen, um die Legierung mit Formerinnerungsvermögen dazu zu bringen, sich zu deformieren.

2. Sperrsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bruchorgan (150) dafür ausgelegt ist, sich unter der Wirkung eines Aufheizens durch Verlängerung gemäß der Richtung zu deformieren.

3. Sperrsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bruchorgan (150) zwischen zwei Anschläge (172, 180; 272, 280) gesetzt ist, welche transversal zu der Richtung sind, so daß das Bruchorgan bei seiner Verlängerung die Anschläge im Sinn eines Zerbrechens der Bruchzone (145, 185; 285) belastet.

4. Sperrsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eines (120; 220) der Zwischenglieder einen Aufnahmesitz für mindestens einen Teil der Sperrmittel aufweist, wobei diese Sperrmittel mit einem ihrer Enden auf dem Zwischenglied mit Aufnahmesitz angebracht sind, zwischen einer Position zur Sperrung der Bewegung vor dem Zerbrechen der Bruchzone (145, 185; 285), in der diese Sperrmittel teilweise eine Auskragung des Aufnahmesitzes bilden, und einer Position, in der praktisch die Gesamtheit der Sperrmittel nach dem Zerbrechen der Bruchzone (145, 185; 285) ins Innere des Aufnahmesitzes zurückgezogen ist, beweglich sind.

5. Sperrsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel durch Freisetzung potentieller Energie in die zurückgezogene Position mitgeführt werden.

6. Sperrsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel durch Schwerkraftwirkung in die zurückgezogene Position mitgeführt werden.

7. Sperrsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel mittels eines elastischen Rückstellelements (330-332) in die zurückgezogene Position mitgeführt werden.

8. Haltesystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, soweit sie von Anspruch 3 abhängen, dadurch gekennzeichnet, daß einer der zu der Richtung transversalen Anschläge eine Platte (180; 280) aufweist, die sich im Aufnahmesitz transversal zur Richtung erstreckt, daß die Bruchzone von einer kontinuierlichen Zone geringerer Dicke der Platte gebildet wird, die eine interne Zone (188) definiert, gegen die ein longitudinales Ende des Bruchorgans (150) zum Anschlag gelangt, und eine Umfangszone (189), wobei die Platte in der Sperrposition im Aufnahmesitz von der Umfangszone (189) getragen wird.

9. Haltesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel außerdem einen Schaft (140; 240) aufweisen, der sich gemäß der Richtung erstreckt, wobei die Platte (180; 280) eine kreisförmige Durchgangsöffnung für den Schaft aufweist, wobei der Schaft ein mit einem Gewinde versehenes Ende, das mit der Öffnung in Eingriff steht, und eine Mutter (142) aufweist, die auf dem Gewinde aufgebracht ist und im Anschlag gegen die Platte (180; 280) steht.

10. Sperrsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Zwischenglied drehfest mit dem Schaft verbunden ist und eine Anschlagoberfläche aufweist, die den anderen transversalen Anschlag bildet, gegen den das zweite longitudinale Ende des Bruchorgans zum Anschlag gelangt.

11. Sperrsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft eine transversale Platte in der Nähe seines Endes, das dem mit dem Gewinde versehenen Ende entgegengesetzt ist, wobei diese transversale Platte des Schafts eine Anschlagoberfläche aufweist, die den anderen transversalen Anschlag bildet, gegen den das andere longitudinale Ende des Bruchorgans zum Anschlag gelangt, und einen glatten Teil an diesem entgegengesetzten Ende aufweist, auf dem eine kreisförmige Öffnung des anderen Zwischenglieds in Eingriff steht.

12. Sperrsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmesitz von einer zylindrischen Wand begrenzt ist, die eine Schulter (126) transversal zur Longitudinalachse der Wand aufweist, wobei die Richtung koaxial zu der Achse ist, wobei das Sperrsystem darüber hinaus ein röhrenförmiges Element (170; 270) aufweist, das im Aufnahmesitz aufgenommen ist und einen ringförmigen äußeren Anschlag (171) an einem seiner longitudinalen Enden aufweist, der dafür ausgelegt ist, im axialen Sinn mit der Schulter (126) zusammenzuwirken, und einen inneren ringförmigen Rand (172) in der Nähe seines anderen longitudinalen Endes, wobei das Bruchorgan von einer Muffe (150) gebildet wird, die den Schaft umgibt, wobei das Bruchorgan und der Schaft (140) im röhrenförmigen Element (170) so aufgenommen sind, daß das Bruchorgan bei seiner Deformation einesteils gegen die transversale Platte (180; 280) und andernteils gegen den ringförmigen inneren Rand (172; 272) zum Anschlag gelangt, und wobei der äußere ringförmige Anschlag (171) in der Sperrposition zwischen der transversalen Platte (180) und der Schulter (126) des röhrenförmigen Elements eingeschlossen ist.

13. Sperrsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft außerdem eine zweite transversale Platte (144) in der Nähe seines Endes aufweist, das dem mit dem Gewinde versehenen Ende gegenüberliegt, wobei die zweite transversale Platte (144) dafür ausgelegt ist, gegen den ringförmigen inneren Rand des röhrenförmigen Elements mit einer seiner Seiten zum Anschlag zu gelangen, wobei der Schaft außerdem in der Nähe dieser Seite eine merkliche Verringerung des Durchmessers aufweist, die eine zweite transversale Bruchzone (145) darstellt, und, in der Nähe der anderen Seite, ein zweites longitudinales, mit einem Gewinde versehenes Ende aufweist, auf dem ein Innengewinde des anderen Zwischenglieds (130) aufgeschraubt ist.

14. Sperrsystem nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmittel eine Heizspule (161) aufweisen, die die Muffe (150) umgibt.

15. Sperrsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmittel eine zweite Heizspule (162) aufweisen, wobei die Heizmittel (160) dafür ausgelegt sind, das Bruchorgan (150) mittels der zweiten Spule (162) zu heizen, wenn die Heizspule ausfällt.

16. Sperrsystem nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die transversale Platte (180; 280) im Aufnahmesitz mittels eines Rings (190) getragen wird, der ein Außengewinde aufweist, welches auf ein Innengewinde der zylindrischen Wand des Sitzes geschraubt ist.

17. Sperrsystem nach einem der Ansprüche 12 bis 16, soweit sie von Anspruch 7 abhängen, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Rückstellelement mindestens eine zylindrische Schraubenfeder (330-332) aufweist, die seitlich zwischen dem röhrenförmigen Element und der zylindrischen Wand angeordnet ist, wobei diese Feder longitudinal einesteils gegen den äußeren ringförmigen Anschlag (171) des röhrenförmigen Elements (170; 270) auf der Seite dieses Anschlags, die derjenigen gegenüberliegt, welche gegen die transversale Platte (180; 280) anliegt, und andererseits gegen eine Wand eines Aufnahmeansatzes der Feder, transversal zur longitudinalen Achse, zum Anschlag kommt.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Zwischenglieder am entsprechenden Körper durch Verschraubung befestigt ist.