DE3243495C2 - Temperature and impact resistant capsule - Google Patents
Temperature and impact resistant capsuleInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf Kapseln zum Schutz von Flugkörper-Bordgeräten, insbesondere auf eine temperatur- und schlagfeste Kapsel. Die temperatur- und schlagfeste Kapsel enthält ein Gehäuse (1) und einen Deckel (2), die beide eine äußere Metallhülle (3) aufweisen. An den Innenflächen des Gehäuses (1) und des Deckels (2) ist eine Wärmeisolationsschicht (5) angeordnet, auf deren gesamter Oberfläche eine innere Metallhülle (6) angeordnet ist. In der Trennfuge zwischen dem Gehäuse (1) und dem Deckel (2) sind zur Gewährleistung einer starren Verbindung zwischen der äußeren (3) und der inneren Metallhülle (6) mindestens zwei Ringe (7) angeordnet, zwischen denen im Stoß zwischen dem Gehäuse (1) und dem Deckel (2) eine Wärmeisolationszwischenlage (9) angeordnet ist. Hierbei ist die gesamte Oberfläche der Wärmeisolationszwischenlage (9) mit einer 20 bis 50 μm dicken Metallschicht bedeckt. Die Ringe (7) sind aus einem wärmeabsorbierenden Stoff hergestellt, wobei die Zwischenlage (9) in Berührung mit der äußeren (3) und mit der inneren Metallhülle (6) steht.The invention relates to capsules for protecting missile on-board equipment, in particular to a temperature- and impact-resistant capsule. The temperature and impact-resistant capsule contains a housing (1) and a cover (2), both of which have an outer metal shell (3). A heat insulation layer (5) is arranged on the inner surfaces of the housing (1) and the cover (2), on the entire surface of which an inner metal shell (6) is arranged. In the joint between the housing (1) and the cover (2) at least two rings (7) are arranged to ensure a rigid connection between the outer (3) and the inner metal shell (6), between which in the joint between the housing ( 1) and the cover (2) an intermediate thermal insulation layer (9) is arranged. The entire surface of the intermediate thermal insulation layer (9) is covered with a 20 to 50 μm thick metal layer. The rings (7) are made of a heat-absorbing material, the intermediate layer (9) being in contact with the outer (3) and with the inner metal shell (6).
Description
talloxiden teilweise weggespült werden, wodurch das auf dem Magnetband aufgezeichnete Signal abgeschwächt wird. Das Spülen kann auch mechanische Schäden des Magnetbands verursachen.taloxides are partially washed away, thereby weakening the signal recorded on the magnetic tape will. Flushing can also cause mechanical damage to the magnetic tape.
Somit führt das Absetzen der gasförmigen Verbrennungsprodukte auf dem Magnetband zu einer Beeinträchtigung der Aufbewahrungssicherheit der aufgezeichneten Information.Thus, the settling of the gaseous products of combustion leads on the magnetic tape to an impairment of the safekeeping of the recorded Information.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in der temperatur- und schlagfesten Kapsel die Ringe und die Zwischentage, welche in der Trennfuge der Kapsel angeordnet werden, derart auszuführen, daß eine Verbesserung der Kapseleigenschaften in bezug auf die Wärmeisolierung und den Wärmeaustausch beim Betrieb des in der Kapsel angeordneten Geräts und eine Erhöhung der Zuverlässigkeit, mit welcher die auf dem Magnetband aufgezeichnete Information erhalten bleibt, gewährleistet wird.The invention is based on the object in the temperature and impact-resistant capsule, the rings and the Intermediate days, which are arranged in the parting line of the capsule be carried out in such a way that an improvement in the capsule properties in terms of thermal insulation and the heat exchange during operation of the device arranged in the capsule and an increase the reliability with which the information recorded on the magnetic tape is preserved, is guaranteed.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei der bekannten temperatur- und schlagfesten Kapel mit einem Gehäuse und einem Deckel, die beide eine äußere Metallhülle, eine Wärmeisolationsschicht, die auf den Innenflächen liegt, und eine innere Metallhülle, die auf der gesamten Isolationsschicht angeordnet ist, aufweisen, mit mindestens zwei im Stoß zwischen dem Gehäuse und dem Deckel angeordneten Ringen zur Gewährleistung einer starren Verbindung zwischen der äußeren und der inneren Metallhülle sowie mit einer Wärmeisolationszwischenlage, die zwischen den Ringen im Stoß zwischen dem Gehäuse und dem Deckel angeordnet ist, erfindungsgemäß die gesamte Oberfläche der Wärmeisolationszwischenlage mit einer 20 bis 50 μΐη dicken Metallschicht bedeckt ist, die Ringe aus einem wärmeabsorbierenden Werkstoff hergestellt sind, wobei diese Wärmeisolationszwischenlage mit der äußeren und mit der inneren Metallhülle des Gehäuses und des Deckels in Berührung steht. Die Anordnung einer mit einer Metallschicht bedecken Zwischenlage zwischen den nichtmetallischen Ringen gewährleistet die Abfuhr der Wärme, die sich im Kapselinneren beim Betrieb des Geräts speichert, da die auf die Zwischenlage aufgetragene Metallschicht eine gute Wärmeableitung zwischen der inneren Metallhülle und den äußeren Metallhüllen gewährleistet, d. h. die sich im Kapselinneren beim Betrieb des Geräts speichernde Wärme wird leicht von der Innenhülle zu den Außenhüllen übertragen.This object is achieved in that in the known temperature and impact resistant capsule with a housing and a lid, both of which have an outer metal shell, a thermal insulation layer that lies on the inner surfaces and an inner metal shell that rests on the entire insulation layer is arranged, having at least two in the joint between the housing and rings arranged on the lid to ensure a rigid connection between the outer one and the inner metal shell as well as with a thermal insulation layer, which is arranged between the rings in the joint between the housing and the cover, according to the invention the entire surface of the thermal insulation intermediate layer is covered with a 20 to 50 μm thick metal layer, the rings made of a heat-absorbing Material are made, this thermal insulation layer with the outer and with the inner metal shell of the housing and the lid is in contact. The arrangement of one with a metal layer cover intermediate layer between the non-metallic rings ensures the dissipation of heat, which is stored inside the capsule during operation of the device, as the metal layer applied to the intermediate layer ensures good heat dissipation between the inner metal shell and the outer metal shell, d. H. the heat stored inside the capsule when the device is in operation is easily removed from the inner shell transferred to the outer shells.
Bei der Einwirkung von Wärmeströmungen mit hohen Temperaturen auf die Kapsel erhitzt sich die äußere Metallhülle und die Wärme wird auf die mix der Metallschicht bedeckten Zwischenlage übertragen. Da die Schmelztemperatur des Metalls nicht hoch ist, schmilzt es und fließt in die Rillen ab, die in den Ringen ausgeführt sind. Der Kontakt zwischen den inneren und den äußeren Hüllen wird gestört und die Wärmeübertragung in das Kapselinnere wird kleiner. Bei der weiteren Temperaturerhöhung der äußeren Hülle beginnen die wärmeisolierenden Ringe unter Wärmeaufnahme zu brennen und absorbieren hierbei einen Teil der von außen kommenden Wärmeenergie. Jetzt kann die Wärmeübertragung in das Kapselinnere nur über die Schicht aus wärmeisolierenden Werkstoff erfolgen. Hierduch wird die in das Kapselinnere dringende Wärmemenge um das 2—3fache reduziert, d. h. die Eigenschaften der Kapsel in bezug auf die Wärmeisolierung und den Wärmeaustausch werden verbessert.When the capsule is exposed to heat currents at high temperatures, the outer one heats up Metal shell and the heat is transferred to the mix of the metal layer covered intermediate layer. Since the Melting temperature of the metal is not high, it melts and flows into the grooves that run in the rings are. The contact between the inner and outer shells is disturbed and the heat transfer is disturbed inside the capsule becomes smaller. As the temperature of the outer shell continues to rise, the heat-insulating rings burn while absorbing heat and absorb some of the from the outside coming thermal energy. Now the heat transfer to the inside of the capsule can only be done through the layer made of heat-insulating material. This increases the amount of heat that penetrates the interior of the capsule reduced by 2-3 times, d. H. the properties of the capsule in terms of thermal insulation and heat exchange are improved.
Wenn die Schichtdicke des die Zwischenlage bedekkenden Metalls unter 20 μίτι liegt, verlangsamt sich der Wärmeaustausch zwischen der Innenhülle und den äußeren Hüllen, wodurch die Wärmeabfuhr aus der Kapsel geringer wid.If the layer thickness of the metal covering the intermediate layer is below 20 μίτι, the slows down Heat exchange between the inner shell and the outer shells, thereby removing heat from the capsule lower wid.
Wenn die Schichtdicke des die Zwischenlage bedekkenden Metalls 50 μπι überschreitet, verläuft im Betrieb
der Wärmeaustausch zwischen der Innenhülle und der äußeren Hüllen schneller und das Gerät ist dem Einfluß
der äußeren Temperaturen ausgesetzt, wodurch die Betriebsqualität
des Geräts beeinträchtigt wird.
Es ist vorteilhaft, daß das die wärmeisolierende Zwischenlage bedeckende Metall eine Schmelztemperatur
von 100° C bis 600° C aufweistIf the layer thickness of the metal covering the intermediate layer exceeds 50 μm, the heat exchange between the inner shell and the outer shell runs faster during operation and the device is exposed to the influence of external temperatures, which adversely affects the operating quality of the device.
It is advantageous that the metal covering the heat insulating intermediate layer has a melting temperature of 100.degree. C. to 600.degree
Wenn die Schmelztemperatur des die Zwischenlage bedeckenden Metalls unter 100° C liegt, schmilzt die
Metallschicht beim Betrieb des Geräts ab, das sich bis auf die Temperatur von 85°C bis 95°C erhitzt, und die
Wärmeabfuhr aus dem Kapselinneren wird gehemmt, wodurch wiederum die Betriebsqualität des Geräts beeinträchtigt
wird.
Wenn die Schmelztemperatur des die Zwischenlage bedeckenden Metalls 600° C überschreitet, wird bei der
Einwirkung von Temperaturen über 600°C auf die äußeren Hüllen die Wärme über die Metallschicht in das
Kapselinnere dringen. Falls die Temperatur im Kapselinneren 600° C erreicht, verschlechtern sich die magne-
tischen Eigenschaften des Magnetbands des Geräts sehr stark, d. h. die Qualität der aufgezeichneten Information
verschlechtert sich auch stark.If the melting temperature of the metal covering the intermediate layer is below 100 ° C, the metal layer melts during operation of the device, which heats up to a temperature of 85 ° C to 95 ° C, and the heat dissipation from the interior of the capsule is inhibited, which in turn the quality of operation of the device is impaired.
If the melting temperature of the metal covering the intermediate layer exceeds 600 ° C., when temperatures above 600 ° C. are applied to the outer shells, the heat will penetrate through the metal layer into the interior of the capsule. If the temperature inside the capsule reaches 600 ° C, the magnetic properties of the device's magnetic tape deteriorate very much, ie the quality of the recorded information also deteriorates greatly.
Es ist vorteilhaft, die Zwischenlage aus einem Wärmeisolationsstoff herzustellen, dessen Wärmeleitzahl nicht über 0,2 kcal/h · m · K liegt und der eine Temperaturbeständigkeit von nicht, unter 1000° C aufweistIt is advantageous to have the intermediate layer made of a thermal insulation material produce, the thermal conductivity of which does not exceed 0.2 kcal / h · m · K and which is temperature resistant of not below 1000 ° C
Falls die Zwischenlage aus einem Wärmeisolationswerkstoff mit einer Wärmeleitzahl über 0,2 kcal/ h · m. K hergestellt wird, vergrößert sich die in das Kapselinnere eindringende Wärmemenge, wodurch eine Herabsetzung der Standzeit des Magnetbands verursacht wird.If the intermediate layer is made of a thermal insulation material with a thermal conductivity greater than 0.2 kcal / h · m. K is produced, the amount of heat penetrating into the interior of the capsule increases, whereby a Reduction of the service life of the magnetic tape is caused.
Falls die Verbrennungstemperatur des Wärmeisolationswerkstoffs, aus welchem die Zwischenlage hergestellt ist, unter 1000° C liegt, kann die Zwischenlage verglühen, wodurch ein Eindringen der Gase in das Kapselinnere verursacht wird. Die Verbrennungsprodukte werden sich dann auf dem Magnetband absetzen und die Qualität dieses Bandes verschlechtern.If the combustion temperature of the thermal insulation material from which the intermediate layer is made is below 1000 ° C, the intermediate layer can burn up, which causes the gases to penetrate into the interior of the capsule. The products of combustion will then settle on the magnetic tape and degrade the quality of this tape.
Die Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf eine nachfolgende Zeichnung näher erläutert.The advantages and features of the invention are based on an exemplary embodiment with reference to a the following drawing is explained in more detail.
In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße temperatur- und schlagfeste Kapsel im Schnitt dargestellt.In the drawing, the temperature and impact-resistant capsule according to the invention is shown in section.
so Die erfindungsgemäße temperatur- und schlagfeste Kapsel ist zum Schutz von Flugzeugbordgeräten, beispielsweise Notschreibgeräten, welche die Flugkennwerte von Flugkörpern unter Verhältnissen aufzeichnen, wenn die Außenfläche der Kapsel einer dauernden Einwirkung hoher Temperaturen ausgesetzt ist und auf die Kapsel erhebliche schlagartige und statische Belastungen einwirken.The temperature and impact-resistant capsule according to the invention is used to protect aircraft on-board equipment, for example Emergency pens, which record the flight characteristics of missiles under conditions, when the outer surface of the capsule is continuously exposed to high temperatures and on the capsule are exposed to considerable sudden and static loads.
Die temperatur- und schlagfeste Kapsel besteht aus einem Gehäuse 1 und einem Deckel 2, wobei beide eine äußere Hülle 3, welche aus einem hochfesten Stoff, beispielsweise Stahl oder Titanlegierung, hergestellt ist, aufweisen. Das Gehäuse 1 und der Deckel 2 sind zum Schutz eines im Inneren der Kapsel angeordneten Gerä*s 4 gegen mechanische Beanspruchungen bestimmt.The temperature and impact-resistant capsule consists of a housing 1 and a cover 2, both of which are one outer shell 3, which is made of a high-strength material, for example steel or titanium alloy, exhibit. The housing 1 and the cover 2 are used to protect a device arranged inside the capsule 4 intended against mechanical loads.
An den Innenflächen des Gehäuses 1 und des Deckels 2 ist eine Wärmeisolationsschicht 5 angeordnet, auf deren gesamter Oberfläche eine innere Metallhülle 6 angeordnet ist. Um eine starre Verbindune zwischen der äuße-On the inner surfaces of the housing 1 and the cover 2, a heat insulation layer 5 is arranged, on the An inner metal shell 6 is arranged over the entire surface. In order to establish a rigid connection between the outer
ren Metallhülle 3 und der inneren Metallhülle 6 zu gewährleisten und um den Kapselinnenraum gegen ein Eindringen von Teilchen des Werkstoffs der Wärmeisolationsschicht 5 zu schützen, sind in der Trennfuge zwischen Gehäuse 1 und Deckel 2 Ringe 7 angeordnet, welche aus einem Werkstoff hergestellt sind, der die Wärme absorbiert, beispielswiese Phenolschichtstoff. In den Ringen 7 sind Rillen 8 ausgeführt. Zwischen den Ringen 7 ist eine Zwischenlage 9 angeordnet, welche aus einem Wärmeisolationswerkstoff hergestellt ist, der eine Wärmeleitzahl von nicht über 0,2 kcal/h · m · K aufweist und Temperaturen bis 10000C standhält. Als Wärmeisolationswerkstoff für die Zwischenlage 9 kann beispielsweise Asbest verwendet werden. Die gesamte Oberfläche der Zwischenlage 9 ist mit einer Metall- is schicht bedeckt Beispielsweise kann die gesamte Oberfläche der Zwischenlage 9 mit einer Kupferfolienschicht bedeckt sein.Ren metal shell 3 and the inner metal shell 6 to ensure and to protect the capsule interior against the penetration of particles of the material of the thermal insulation layer 5, 2 rings 7 are arranged in the joint between the housing 1 and cover, which are made of a material that the Absorbs heat, for example phenolic laminate. In the rings 7 grooves 8 are made. Between the rings 7, an intermediate layer 9 is arranged, which is made of a heat insulation material which does not have a thermal conductivity of about 0.2 kcal / hr · m · K and withstanding temperatures up to 1000 0 C. Asbestos, for example, can be used as the thermal insulation material for the intermediate layer 9. The entire surface of the intermediate layer 9 is covered with a metal layer. For example, the entire surface of the intermediate layer 9 can be covered with a copper foil layer.
Das Gehäuse 1 und der Deckel 2 werden miteinander durch Schrauben 10 verbunden.The housing 1 and the cover 2 are connected to one another by screws 10.
Im Gehäuse 1 und im Deckel 2 sind in unmittelbarer Nähe ihrer Trennfuge je vier Löcher 11 ausgeführt, die von beiden Seiten eingesenkt sind.In the housing 1 and in the cover 2 four holes 11 are executed in the immediate vicinity of their parting line, which are sunk on both sides.
Der Innenraum der Löcher 11 ist mit einem Stoff gefüllt, dessen Schmelztemperatur im Bereich von 2000C bis 5000C liegt, bzw. mit einem Stoff mit einer Verbrennungstemperatur von 200° C bis 400° C.The interior of the holes 11 is filled with a substance whose melting temperature is in the range from 200 0 C to 500 0 C, or with an agent having a combustion temperature of 200 ° C to 400 ° C.
Dafür kann man ein Epoxydharz mit einer Verbrennungstemperatur im Bereich von ca. 4000C bzw. einer Schmelztemperatur im Bereich von 2000C bis 5000C verwenden.An epoxy resin with a combustion temperature in the range of approx. 400 ° C. or a melting temperature in the range from 200 ° C. to 500 ° C. can be used for this.
Die erfindungsgemäße temperatur- und schlagfeste Kapsel funktioniert wie folgtThe temperature and impact-resistant capsule according to the invention functions as follows
Während des Betriebs, d. h. wenn das Aufzeichnen der Informationen auf das Magnetband stattfindet, erfolgt die Abfuhr der Wärme, die sich beim Betrieb des Geräts bildet, dadurch, daß das im Inneren der Kapsel angeordnete Gerät 4 über seine Metallteile mit der inneren Metallhülle 6 in Berührung steht welche über die Zwischenlage 9 die Wärme an die äußere Metallhülle 3 abgibtDuring operation, d. H. when the recording of the information on the magnetic tape takes place the dissipation of the heat that is generated during operation of the device by the fact that the inside of the capsule arranged device 4 via its metal parts with the inner metal shell 6 in contact which is on the Intermediate layer 9 gives off heat to the outer metal shell 3
Die Löcher 11 sind hermetisch verschlossen und Feuchtigkeit, Gase bzw. Flüssigkeiten können nicht in den Kapselinnenraum eindringen. Bei der Einwirkung von äußeren Wänneströmungen mit hohen Temperaturen auf die Kapsel erhitzt sich die äußere MetallhüUe 3 und gibt die Wärme an die Zwischenlage 9 ab. Diese Wärme verursacht das Abschmelzen der die Zwischenlage 9 bedeckenden Metallschicht wodurch der Kontakt zwischen der inneren Hülle 6 und der äußeren Hül-Ie 3 zerstört wird. Das Metall schmilzt und fließt zu den Rillen 8 ab. Die weitere Temperaturerhöhung verursacht das Zünden der Ringe 7, welche endotherm verbrennen. Dies hat zur Folge, daß zwischen den äußeren und den inneren Metallteilen der Kapsel die Wärme in das Kapselinnere nur durch die Wärmeisolationsschicht 5 mit einer äußerst niedrigen Wärmeleitzahl eindringen kann.The holes 11 are hermetically sealed and moisture, gases or liquids cannot get in penetrate the capsule interior. When exposed to external heat currents with high temperatures The outer metal shell 3 heats up on the capsule and transfers the heat to the intermediate layer 9. These Heat causes the metal layer covering the intermediate layer 9 to melt away, thereby making the contact between the inner shell 6 and the outer shell 3 is destroyed. The metal melts and flows to the Grooves 8. The further increase in temperature causes the rings 7 to ignite and burn endothermically. This has the consequence that between the outer and the inner metal parts of the capsule the heat in the inside of the capsule can only penetrate through the thermal insulation layer 5 with an extremely low coefficient of thermal conductivity can.
Gleichzeitig mit diesem Vorgang beginnt der die Löcher 11 ausfüllende Stoff auszubrennen bzw. auszuschmelzen und gibt die Löcher 11 frei. Die Gase, die sich im Kapselinneren gesammelt haben, entweichen über die Löcher 11 nach außen, wodurch die Menge der Gase kleiner wird, die sich auf der Oberfläche des Magnetbands und den Teilen des Geräts 4 absetzen.Simultaneously with this process, the substance filling the holes 11 begins to burn out or melt out and releases the holes 11. The gases that are have collected inside the capsule, escape through the holes 11 to the outside, reducing the amount of gases which settle on the surface of the magnetic tape and the parts of the device 4 becomes smaller.
Somit verbessert die Anwendung der erfindungsgemäßen temperatur- und schlagfesten Kapsel die Wärmeabfuhr vom Gerät und es werden normale BetriebsThe use of the temperature and impact-resistant capsule according to the invention thus improves the dissipation of heat from the device and it will be normal operation
verhältnisse für das Gerät geschaffen. Bei der Einwirkung von Wärmeströmungen mit hohen Temperaturen ergibt sich ein besserer Wärmeschutz, örtliche Übererhitzungen des Geräts bzw. des Informationsträgers werden ausgeschlossen und die Abfuhr der Gase aus dem Innenraum der Kapsel wird besser. Somit werden Verhältnisse zur Verbesserung der Qualität und der Zuverlässigkeit der aufgezeichneten Information geschaffen und die Wiedergabe der aufgezeichneten Information wird einfacher.conditions created for the device. When exposed to heat currents at high temperatures the result is better thermal protection, local overheating of the device or the information carrier excluded and the removal of the gases from the interior of the capsule is better. Thus, relationships become created to improve the quality and reliability of the recorded information and the reproduction of the recorded information becomes easier.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (3)
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