专利名称：一种减震器机构,尤其为航空使用的减震器机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及依靠一种热效应致动的机构领域，尤其但不专门地涉及高温机构领域，即受一种烟火效应控制的机构领域。
本发明尤其地，但不专门地应用于航空工业领域，例如运载火箭或者人造卫星，尤其是以剪刀、阀门，条带切割机等为形式。
公知的受一种热效应驱动的装置，尤其是公知的烟火技术装置，提供了一较宽范围的选择。特别地它们在传递给每单位飞机上物质的能量数量上具有相当大的潜力，同时它们还具有较高的可靠性。
但是，这些机构还遭遇了一个主要缺陷即由操作它们所导致的较大的动力效应。
震动和振动的程度总是使得易碎设备不可能在它们附近使用。
本发明寻求提供一种不具有上述缺陷的新机构。
在本发明的情况下，这个目的通过某种设备来实现，该设备包括组合-一种低熔点材料；-至少一个加热装置；以及-适合于在该加热装置已经启动后对处于液体状态的低熔点材料进行调节的节流装置，从而履行一种减震功能。
根据本发明的一个有利特征，该低熔点材料为一种金属。
根据本发明的另一个有利特征，该加热装置是一种高度放热的烟火混合物。
根据本发明的另一个有利特征，该低熔点材料适合于进行焊接，且该设备还包括具有一个区域的一种构件，该区域被低熔点材料所阻塞并适于在启动加热装置时通过低熔点材料的液化而被释放。
在阅读了以下详细的说明并参照作为非限制性实例给出的附图后可看出本发明的其它特征、目的以及优点，其中
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图1为自局部纵轴向剖面中所见的以一种线性致动机构形式的本发明一种结构的示意图；以及-图2至5表示根据本发明的四种不同实施例机构。
以附图1所示的线性致动机构开始说明。
附图1所示的系统主要包括一种由两个可相对移动的组件100，200组成的构件，一种低熔点金属的块体300，以及一种高度放热的烟火混合物400。
特别的，该两组件100和200可沿构件的中央轴O-O相对平移。
该第一组件100由三个部件构成一主体110，一塞子130，以及一环状物150。
该主体110通常为绕轴O-O的圆筒形。特别地，该主体110具有一个阶梯式的中央内部通道112。在图1中，该通道112被细分为三个轴向并列的部分114，116，以及118。
具有最大内直径的部分118与组件100的一端相邻，并在其长度部分上具有一攻丝孔119。该攻丝孔119与塞子130上提供的一螺纹132配合。
具有最小内直径的部分114与该组件100相对的、第二端相邻。该小部分114的内表面上具有一环形槽115，该槽115设计用来容纳一O形密封环170以在两组件100和200之间提供密封。
内直径位于上述部分114和118的内直径中间的部分116轴向地位于所述两部分之间。
塞子130通常为一种圆盘形式，该盘垂直于轴O-O延伸。如上所提到的，该塞子130具有一与攻丝孔119互补的螺纹132。因而可将该塞子130拧上主体110的第一端以封闭该第一端。该塞子130具有一轴向通道134，例如一个中央通道。该通道134设计用来容纳用于烟火混合物400的一个引爆器180，例如一种电引爆器。
该塞子130优选地具有构件例如许多偏心的孔136以更易于转动该塞子130，从而确保其被固定在主体110上。
在最大直径部分118和中间直径部分116之间的接合区域处限定了一个梯级117，其为一种在轴O-O横向延伸的圆环的形式，所述环朝向组件100的第一端。
在图1所示的实施例中，第二组件200由以轴O-O为中心的一个活塞组成。该活塞的外表面是呈阶梯状的。
更准确地说，在图1所示的实施例中，该活塞200呈阶梯状以形成三个部分214，216，以及218。
最小直径部分214位于主体110的第二端。其外径与主体110的部分114的内径互补。以上提到的O形环170压向所述外表面以提供该两组件100和200之间的密封。
该活塞200的最大直径部分218位于主体110的第一端附近。该部分218的外径位于主体110的部分116的内径与部分118的内径之间。
该活塞200的部分216轴向地位于两上述提到的部分214，218之间。其外径位于主体110的部分414和116的外径之间。
环150包括两个圆筒形部分152和156，该两部分以轴O-O为中心并通过一横向于该轴O-O延伸的中心环154而互相连接。
圆筒形部分152具有一位于主体的部分118的内径与主体110的中间部分116的内径之间的外径。该圆筒形部分152的内径与活塞的较大部分218的外径互补，而置靠在该最大部分218上。该圆筒形部分152位于梯级117和塞子130的内部轴向面之间。该圆筒形部分152的轴向长度是这样的，当将塞子130安装到主体110上后，可防止其移动，被夹在以上提到的两元件间。
环150的第二部分156具有一小于部分116的内径的外径，并具有一与活塞200的部分216的外径互补的内径。其靠在该活塞200的部分216上。
在圆筒形部分152的内侧之上的中间环154的径向延伸量等于在部分216的外侧之上的活塞的部分218的径向延伸量。
因而该环150与活塞200一起限定了一个容纳一定体积低熔点金属300的室310。
该室310沿径向的外部由环150的圆筒形部分152限定，沿径向的内部由组成中间部分216的活塞壁限定，沿轴向朝向第一端由活塞的较大部分218限定，以及沿轴向朝向第二端由环150的中间环154限定。
该活塞200还具有一中盲室(central blind chamber)220，其朝向对着电引爆器180的活塞的第一端开口，并容纳有烟火混合物400。
图1所示的高温机构主要操作如下在使用电引爆器180并点燃烟火混合物400之前，部分156和216之间以及部分152和218之间的界面处的低熔点金属300组成的焊接头，以及位于室310内的该金属300的固相为该构件提供了可靠且有效的封塞，从而防止两组件100和200相对移动，防止环150相对于主体100及塞子130移动。在这种状态下应注意到的是，活塞200的较小部分214的至少一部分暴露于组件100的外侧。
当给电引爆器180供以动力时，其点燃了烟火混合物400，从而迅速地升高金属300的温度足够高至使该金属300熔融，因而相对于组件100释放活塞200。烟火混合物400的化学反应所产生的气体使室220膨胀，从而使活塞200沿轴O-O远离塞子130平移。活塞200的这种位移减小了室310的容积，因而通过在环150与活塞200的相邻表面之间对低熔点金属300节流来转移该低熔点金属300，从而对于该运动履行一种减震功能。
随后，该低熔点金属300凝固，重新组成了一种焊接头，并最终在活塞200比其最初状态自主体100的第二端延伸出更远的新状态下封塞该设备。
本领域的技术人员将容易地认识到这样一种高温机构构成了一种有优势的线性致动器。
自然地，可设想到如上所述的该设备的各种实施例。
第一，可以不通过环150和活塞200之间限定的界面，而通过用来限定室310的环150内或活塞200内形成的校准孔来对低熔点金属300进行节流。
第二，如以下更详细的说明，可设想该活塞200的移动不是靠烟火混合物400产生的气体来驱动的，而是由一种辅助驱动部件来驱动的，例如一种弹簧元件。
该低熔点金属300可与外界绝热，以避免任何在点燃烟火混合物400之前金属300熔融的危险。
为这个目的，位于室310外侧的主体110及塞子130最好由弱导热性或绝热的材料制成，而活塞200最好由一种有着良好导热性的金属制成，形成中间部分216的该活塞200的壁介于烟火混合物400和低熔点金属300之间。
还必须以这样一种方式挑选该金属300，使其具有高于室温的一熔化或软化温度，以确保其仅在启动引爆器180时熔融。
以下将说明图2所示的变化实施例。
该图表示了由可沿轴O-O相对平移的两组件100和200组成的一种相似构件，一种低熔点金属300，以及一种烟火混合物400组成。
在静止时，该低熔点金属300可防止两组件100和200相对移动。当点燃烟火混合物400时，该低熔点金属300液化，同时由烟火混合物400产生的气体驱使组件100和200相对移动。一旦该金属300冷却又可防止该构件移动。另外，在图2实施例中，金属300位于在一活塞200和一环150之间限定的一个室310内，该环150自身又被防止在一主体110和一塞子130之间移动。更具体，该室310由通常为L形，每个都具有一轴向段及一径向段的环元件150和活塞元件200所限定。
但是，与图1所示设备比较，图2所示设备具有一定的特点，具体包括如下。
在图2中，活塞200由一种不直接提供输出致动效果、但控制一种输出元件的环形构件形成。
更具体的，该输出元件由一种构件230组成，该构件230可由例如一个螺母，一个由许多部分例如均匀绕轴O-O分布的螺纹部分组成的紧固系统，或任何其它的等效装置形成。形成一个输出致动器230的该元件在初始静止状态时被保持在分别形成于活塞200上与塞子130上的两截锥件219、319之间。
另外，该活塞200由两部件202和204组成，通过一个插置的O形环206由螺纹啮合将该两部件202和204组装到一起。
0形环170位于部件202的一槽203内以与图1类似的方式提供活塞200与主体110之间的密封。
另一设置在塞子130的一槽137内的O形环172提供塞子与活塞200之间的密封。
引爆器180设置在朝向轴O-O并穿过主体110的壁的一条径向通道内。因而该引爆器180向一容纳烟火混合物400的环形室140开口。该室140径向向外由主体110的内侧壁限定，并且由活塞200的一横向表面限定的在系统第二端旁边的轴向部分，以及第一端旁边的轴向部分与环150内侧旁边的径向部分。
在第二端处还可注意到，主体110具有一板1102，该板1102沿径向向内并载有一具有内攻丝孔(tapping)1106的护套1104。该攻丝孔1106可容纳任何补充的螺纹元件，用以相对于由攻丝孔232保持的一种相关元件暂时地支撑中央元件230，该中央元件230可由一种螺母或一种紧固件形成。
当启动引爆器180时，图2所示设备可用于由分别在攻丝孔106和232内啮合的螺纹元件所组成的任何组件的受控释放。
同时在这个例子中，当电引爆器180点燃高放热的烟火填料400时，最初焊接环150和活塞200的低熔点金属300熔化，以释放该环150和活塞200用以移动。烟火混合物400燃烧所产生的气体将活塞200推向该构件的第二端。于是通过形成在活塞200和环150之间的间隙组对该液体金属300进行节流，即对流量进行控制，以提供一种控制活塞动力性能的减震功能。
以下将说明附图3所示的变化实施例。
在该变型中，仍具有由可相对移动的两组件100和200组成的一种构件，但一种低熔点金属300在初始时阻止了该两组件100和200的移动，该金属300在与第一组件相连的环150和活塞形成的第二组件200之间形成一种焊接连接，以及与一种电引爆器180相连的一种高放热的烟火混合物400。
此外，该第一组件100也是通过将一主体110和一塞子130装配到一起而形成。
烟火引爆器180设置在一条径向通道内，该通道穿过外部主体110的壁并向一环形室140开口，该环形室140由主体110，环150，以及其径向内部由活塞200的外周所限定。
环150还与第一组件100相连。为这个目的，该环150的一部分被夹在主体100的一肩状物与活塞130之间。
容纳提供一种焊接头的低熔点金属300的环形室310径向位于室140的内侧，并且容纳有烟火混合物400，该室310由分别属于环150和活塞200的两对L形壁限定，该两对壁中的每一个都具有在轴O-O横向并且在径向延伸的一相应壁154，218，以及平行于轴O-O轴向延伸的一相应壁152，216。
在图3中，容纳烟火混合物400的室140的径向内侧仅由活塞200限定，因此应认识到的是，该烟火混合物400产生的任何气体都不能驱使该构件移动。
在这种情况下，在图3中，当焊料300已经熔化后，利用一种辅助驱动元件例如一种弹簧驱使活塞200向该构件的第二端移动。在一种变型中，活塞200可依靠图3所示构件外侧的一元件驱动，例如将活塞200拉出主体110外的一带。
如以上所提到的，图3所示实施例的一个作用是用来释放处于张力下的部件，例如带、缆索等。
以下将说明附图4所示的变化实施例。
这种变型具有如图1所示及以上所述的等同设置。但是，其与上述参照图1说明的实施例的不同之处在于，在图4中该结构件具有由一种烟火中继420连接的两种烟火混合物400，410。
第一烟火混合物400与电引爆器180相连。其被设置在一环形室220内，该室220形成于靠近金属300的活塞200内，更具体地说是在环150和活塞200外周所限定的室310的径向内侧上。
该第一烟火混合物400是高放热的，但适当地其不需要产生太多气体。它的功能是熔化相邻的金属300。
第二烟火混合物410设置在形成于活塞200内一中央位置上的盲室222内，并向封闭塞130旁的该结构件的第一端开口。一种烟火中继420设置在连接两室220，222的一条径向通道上。因此，在第一烟火混合物400被点燃之后，经过一段延迟，该延迟由烧热该烟火中继420所花费的时间决定，该烟火混合物410才被点燃。该第二烟火混合物410设计用来产生多到足以移动活塞200的一定体积气体，如以上参照图1的说明。
通过使用两种分别设计用来熔化金属300和移动活塞200的烟火混合物400，410，就可以实现对该结构件操作的准确并有顺序的控制。
以下将说明图5所示的变化实施例。
这种变型也采用图1所示及以上所述的一般概念。但是，图5所示变型实施例具有两种烟火混合物400，410，它们分别用来熔化金属300和用来产生移动活塞200的气体。但是，不同于图4，该两烟火混合物400，410未用一种烟火中继连接。相反，它们与各自的引爆器，即由塞子130承载的电引爆器180，182连接。在这种情况下，先后顺序不是通过如为图4所说明的一种延迟导致的烟火效应来控制，而是通过给各个引爆器180，182施加合适的信号来控制。
另外，在图5中，与图4相比，高放热的第一烟火混合物400与活塞200的一环形室内的金属300相邻，而产生气体的、第二烟火混合物410位于活塞200的一中央盲室222内。
自然地，本发明并不限于以上所述的特定实施例，而是可扩展出任何在本发明实质内的变化形式。
特别的，尽管以上所述的实施例中本发明的设备主要包括用来沿该设备的轴O-O线性移动的驱动，但在一种变型中还可提供这样一种设备，其产生横向作用于轴O-O的力，即，由通常轴向延伸且均匀绕轴O-O分布的固定部分产生的夹紧力，以及由与移动的活塞200相关的位移楔形或锥形装置产生的夹紧力。
作为非限制性的例子，该低熔点金属300可包括-Bi50/Pb28/Sn22(用于大约95℃-110℃的熔融温度)；或者
-In(用于大约156℃的熔融温度)；或者-Sn或者Sn85/Zn15(用于大约200℃-250℃的熔融温度)；或者-Pb82.5/Cd17.5；或者-Pb96/Sb4(用于大约250℃-300℃的熔融温度)；而烟火混合物400可包括-Al+Fe2O3；或者-Mg+Fe2O3；或者-Al+CuO；或者-Mg+CuO。
此外，在本发明的上下文中-高放热的烟火混合物400可被替换为任何合适的等效加热装置，例如电加热装置；以及-低熔点金属300可被替换为一种合适的材料，例如石腊，一种易熔合金等。
权利要求
1.一种机构形成设备，特别应用于航空，该装置的特征在于其包括组合-一种低熔点材料(300)；-至少一个加热装置(400)；以及-适合于在所述加热装置已经启动后对液体状态的所述低熔点材料(300)进行节流的装置，从而履行一种减震功能。
2.根据权利要求1的一种设备，其特征在于所述低熔点金属(300)适合于进行焊接，以及所述设备还包括具有一个区域的一个结构件，所述区域被所述低熔点金属(300)堵塞并可在启动加热装置时通过所述低熔点材料的液化而被释放。
3.根据权利要求1或2的一种设备，其特征在于其包括至少两个分别在可移动组件(100，200)上的同心表面(154，216；152，218)，以对所述低熔点材料(300)进行节流。
4.根据权利要求1或2的一种设备，其特征在于为节流目的，其具有至少一个对容纳所述低熔点材料(300)的室开口的校准孔。
5.根据权利要求1至4中任一个的一种设备，其特征在于所述加热装置包括一种烟火混合物(400，410)，所述烟火混合物设计用来产生一定体积气体，该气体足够多到可驱使所述设备的两组件(100，200)相对移动。
6.根据权利要求1至5中任一个的一种设备，其特征在于其具有一外部元件，例如在牵引力下作用的一种弹性件，适合于在所述加热装置(400)启动后驱使所述设备的两组件(100，200)相对移动。
7.根据权利要求1至6中任一个的一种设备，其特征在于所述低熔点材料(300)位于一室(310)内，在所述加热装置(400)操作过程中其体积减小。
8.根据权利要求1至7中任一个的一种设备，其特征在于容纳所述低熔点材料(300)的室(310)由两个L形构件限定，每个L形构件都具有分别固定在可相对移动的两组件(100，200)上的一轴向延伸壁(152，216)及一径向延伸壁(254，218)。
9.根据权利要求8的一种设备，其特征在于容纳所述低熔点材料(300)的室(310)的至少一部分由固定在一固定主体(110)上的一环(150)限定。
10.根据权利要求9的一种设备，其特征在于所述环(150)被夹在一外壳体(110)及一封闭塞(130)之间。
11.根据权利要求1至10中任一个的一种设备，其特征在于容纳所述低熔点材料(300)的室(310)与外界绝热。
12.根据权利要求1至11中任一个的一种设备，其特征在于其包括一个绝热的外壳体(110)。
13.根据权利要求1至12中任一个的一种设备，其特征在于其包括一个活塞(200)，所述活塞适合于在已经启动所述加热装置(400)后自一个外壳体内移出，从而形成一种线性致动器。
14.根据权利要求1至13中任一个的一种设备，其特征在于其具有两个可相对移动的组件(100，200)，以在启动所述加热装置后释放一个组件。
15.根据权利要求1至14中任一个的一种设备，其特征在于其包括一个适于在启动所述加热装置后被释放的螺母(230)。
16.根据权利要求1至15中任一个的一种设备，其特征在于其具有一个螺母(230)，所述螺母由绕一轴均匀分布的许多部分组成并适于在启动所述加热装置后被释放。
17.根据权利要求1至16中任一个的一种设备，其特征在于其包括一种紧固构件，该构件由绕一轴O-O均匀分布的许多总体轴向延伸的部分(194)组成，并适于在启动所述加热装置(400)后、在具有以一种截锥形式的一致动器表面的一活塞(200)位移过程中彼此相向移动。
18.根据权利要求1至17中任一个的一种设备，其特征在于其包括一与所述加热装置(400)相连的引爆器(180)。
19.根据权利要求1至18中任一个的一种设备，其特征在于所述加热装置包括两种烟火混合物(400，410)，分别为一种具有高放热性的组分及一种产生气体的组分，从而分别用来熔化所述低熔点材料(300)及驱动所述构件。
20.根据权利要求19的一种设备，其特征在于所述两种烟火混合物(400，410)经由一种烟火中继(420)连接。
21.根据权利要求19的一种设备，其特征在于所述两种烟火混合物(400，410)由各自的引爆器(180，182)点燃。
22.根据权利要求1至21中任一个的一种设备，其特征在于所述机构组成了一种高温机构。
23.根据权利要求1至22中任一个的一种设备，其特征在于所述加热装置(400)包括至少一种高放热的烟火混合物。
24.根据权利要求1至23中任一个的一种设备，其特征在于所述加热装置(400)包括电加热装置。
25.根据权利要求1至24中任一个的一种设备，其特征在于所述低熔点材料为一种金属(300)。
26.根据权利要求1至25中任一个的一种设备，其特征在于所述低熔点材料(300)自包括有石腊及易熔合金的种类中选出。
全文摘要
本发明涉及一种机构形成设备，特别应用于航空，该装置的特征在于其包括组合一种适于构成焊接头的低熔点材料(300)，至少一个加热装置(400)，具有一个区域的一种构件，该区域被低熔点金属(300)阻塞并可通过液化低熔点材料而被释放，以及适合于在加热装置已经启动后使低熔点材料转换为液体状态的装置，从而履行一种减震功能。
文档编号B64G1/38GK1413294SQ0081759
公开日2003年4月23日 申请日期2000年10月25日 优先权日1999年11月30日
发明者盖伊·瓦伦布瓦, 多米尼克·梅杜斯, 让·巴里克 申请人:埃天－拉果瓦烟花股份有限公司