DE60021450T2 - Fluidisches-Modul bildendes Aggregat geätzer Platten - Google Patents

Fluidisches-Modul bildendes Aggregat geätzer Platten Download PDF

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Description

  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft bestimmte Verfahren oder Systeme zum Ausbilden und zum Zusammenbauen von Subsystemen zum Verwenden in Fluidik-Systemen und betrifft Subsysteme, welche sich aus einer solchen Ausbildung und Montage ergeben.
  • 2. Beschreibung der Hintergrundinformation
  • Die zwei Hauptantriebssysteme weisen chemische Antriebssysteme und elektrische Antriebssysteme auf. Einige elektrische Antriebssysteme weisen den Xenonionen-Antrieb (Kaufman Ion Bombardment), den Halleffekt-Antrieb, den Arcjet, den gepulsten Plasma-Anrieb, und den Resistojet auf. Andere elektrische Antriebsvorrichtungen weisen magnetplasmadynamische (MPD) Antriebe, Kontakt-Ionen-Antriebe und gepulste Induktions-Antriebe auf. Einige chemische Antriebs-Vorrichtungen weisen Kühlgas-Vorrichtungen, welche Kühlgas-Treibstoffe verwenden, wie beispielsweise Stickstoff, Argon, Ammoniak oder Freon 14, und Flüssigtreibstoff-Vorrichtungen auf, welche entweder einen Einfachtreibstoff oder einen Zweifachtreibstoff verwenden. Einige gewöhnliche Einfachtreibstoffe weisen Hydrazin (N2H4) und Wasserstoffperoxid (H2O2) auf.
  • Chemische und elektrische Antriebssysteme beziehen Subsysteme ein (zum Beispiel Flusssteuerung, Druckaufnehmer, u.s.w.), von denen jeder Fluidik-, Elektro- und Mechanik-Strukturen aufweist. Diese Subsysteme weisen typischerweise getrennt bearbeitete Komponenten auf, welche zum Ausbilden eines gegebenen Subsystems oder eines Moduls zusammengebaut werden. Diese Komponenten können beispielsweise eine oder mehrere Nieder- und Hochschubtriebwerke, Druckspeichertanks, Druckregler, Trennventile, Filter, Beschick- und Abluft-Ventile, Beschick- und Ablassventile, Druckaufnehmer, Temperaturaufnehmer, Antriebssystemelektronik und Heizvorrichtungen aufweisen. Die Komponenten könne auch elektronische Komponenten aufweisen, wie beispielsweise Antriebsschaltkreise für Motorventile, Kippventile, Festkörpersperren für thermische Umgebungswärme-Steuerheizelemente, signalaufbereitende Schaltkreise, Energieumwandler, Spannungsregler und eine Steuerlogik.
  • In WO-A-9747013 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern kleiner Gas-Ströme für Satelliten-Ausrichtungsantriebe offenbart, welche einen fotogeätzten Silikonkörper, welcher zum Bereitstellen von einem oder mehreren Partikelstromwegen geätzt ist, und wahlweise Filter aufweist, wobei der Strömweg von dem Silikonkörper und einer abdichtenden Glas-Schicht, welche daran angeklebt ist, definiert ist.
  • Es gibt einen Bedarf für verbesserte Verfahren zum Ausbilden von Anordnungen von diesen unterschiedlichen Komponenten in der Form von integrierten Modulen und für solche Verfahren, welche die integrierte Montage von Modulen erleichtert, welche verschiedene Fluidik-, Elektro- und Mechanik-Komponenten aufweisen, bei geringen Kosten. Die sich ergebenden Module sollten auch von einem geringen Gewicht sein, unabhängig in ihrer Betätigung sein und einen minimalen Platzbedarf haben. Es gibt auch einen Bedarf für Niederdurchfluss-Systeme, welche für sehr kleine Durchflüsse geeignet sind, welche bei Elektro-Antriebssystemen benötigt werden. Zusätzlich werden sehr kleine chemische und elektrische Antriebssysteme für viele Satelliten- und Mikrosatelliten-Anwendungen benötigt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Angesichts des Obigen wird die Erfindung daher mittels eines oder mehrerer ihrer unterschiedlichen Aspekte und/oder Ausführungsformen präsentiert, um ein oder mehrere Ziele und um einen oder mehrere Vorteile wie die unten Angegebenen hervorzuheben.
  • Ein Ziel der Erfindung weist das Bereitstellen eines Verfahrens zum Ausbilden eines Modulsubsystems für ein Antriebssystem sowie ein Modulsubsystem eines Antriebssystems auf, wobei solche Module von geringer Größe, von geringem Gewicht, von geringem Energieverbrauch und von geringen Kosten sind. Derartige Module sind vorzugsweise robust und aus zuverlässigen Materialien gemacht. Die Module können hochpräzise Komponenten, wie beispielsweise Flusswiderstände, und Filter aufweisen, welche in Antriebssystemen angewendet werden.
  • Dies wird durch ein Verfahren beziehungsweise ein Modulsubsystem erzielt mit den Merkmalen aus Anspruch 1 beziehungsweise Anspruch 6. Das Verfahren von Anspruch 1 und das Modulsubsystem von Anspruch 6 unterscheiden sich vom Stand der Technik dadurch, dass Abschnitte der elektromagnetischen Komponenten in den Scheibenelementen ausgebildet sind und dadurch, dass die Fluidik-Komponenten eine Mehrzahl von Fluss-Steuerungs-Ventilen aufweisen, welche parallel verbunden sind zum Steuern des Durchflusses zwischen einem gemeinsamen Einlass und einem gemeinsamen Auslass des Subsystems. Vorteilhafte andere Ausführungsformen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird weiter in der folgenden, detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die angegebene Mehrzahl von Zeichnungen mittels nicht einschränkenden Beispielen von Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, in welchen gleiche Bezugszeichen gleichen Teile über die mehreren Ansichten der Zeichnungen repräsentieren und wobei:
  • 1 eine schematische Zeichnung eines Flusssteuer-Moduls für ein Antriebssystem (zum Beispiel ein Halleffekt oder Ionen-Antriebssystem) gemäß einer Ausführungsform ist,
  • 2 eine Draufsicht auf das Flusssteuer-Modul ist,
  • 3 eine Seitenansicht des Flussteuermoduls ist,
  • 4 eine Unteransicht des Flusssteuer-Moduls ist,
  • 5 eine Gesamtexplosionsansicht des dargestellten Flusssteuer-Moduls ist,
  • 6 eine Teilansicht der S-Feder-Schicht und der gelagerten Schicht ist, und
  • 7 eine Draufsicht auf eine Wicklung-11 ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER EXEMPLARISCHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die spezielle, dargestellte Ausführungsform ist auf ein Xenon-Flusssteuer-Modul und auf Verfahren oder Prozesse gerichtet zum Ausbilden von einem oder mehreren Teilen von dem Modul. Das dargestellte Flusssteuer-Modul ist unaufwendig zu produzieren, weist eine geringe Masse auf und weist im Vergleich zu Subsystemen eine geringe Größe auf, welche die gleiche Funktionalität haben, aber unter Anwendung getrennt bearbeiteter Komponenten ausgebildet sind. Das Modul wird unter Anwendung eines speziellen Prozesses ausgebildet, welcher das Anwenden von einer sehr komplizierten Architektur erlaubt, ohne die zugehörige Zunahme an Kosten, an Masse und/oder Größe. Ein Einlassfilter ist bereitgestellt, welcher hilft, das Flusssteuermodul und die stromabwärtigen Komponenten gegen Schaden aus Kontamination zu schützen. Ein paralleler, redundanter Satz von Einlass-Isolationsventilen ist bereitgestellt zum Minimieren des Potentials für eine langzeitige Treibstoffleckage. Das dargestellte Flusssteuer-Modul kann durch einfache Verwendung von Magnetventil-Antrieben gesteuert werden, eher als durch kompliziertere geschlossene Regelkreise.
  • Die Durchflüsse können inkremental eingestellt werden durch Öffnen der Ventile korrespondierend mit einem gewünschten Flusswiderstand. Wenn mehr als ein Ventil offen ist, kann das dargestellte Flusssteuer-Modul eine digitale Flusssteuerungsannäherung einbeziehen, welche erlaubt, dass das System eine günstige Ausfallart hat. Das Fehlschlagen eines oder mehrerer Steuerventile zu öffnen, hat eine Abnahme der Antriebsleistung zur Folge, aber nicht den Komplett-Ausfall des Triebswerks.
  • Das Design des Flusssteuer-Moduls in der dargestellten Ausführungsform hilft, die Kontamination zu minimieren, da die Ventile keine Gleitlager aufweisen. Eher weisen sie, wenn zusammengebaut, nur einen Abschnitt auf, welcher während der Betätigung gebogen wird. Zusätzlich können, um das Risiko eines Kontaminationsschadens zu reduzieren, zusätzliche Mikrofilter (zum Beispiel fünf Mikrometer) unmittelbar stromabwärts von jedem Steuerventilsitz angeordnet werden.
  • Nun bezugnehmend auf 1 ist eine Ausführungsform eines Flusssteuer-Moduls 10 gezeigt. Das dargestellte Flusssteuer-Modul 10 weist einen Einlass 11, einen Einlassfilter 12 und einen Auslass 13 auf. Zwischen dem Einlassfilter 12 und dem Auslass 13 ist eine Satz von Komponenten angeordnet, welche ein Anfangspaar von Redundanz-(normalerweise geschlossenen)Isolationsventilen 14a, 14b aufweist, welchen eine Mehrzahl von Flusssteuer-Ventilen folgen, welche parallel angeschlossen sind. Normalerweise geschlossene Flusssteuer-Ventile 161–N sind bereitgestellt. Jedes Flusssteuer-Ventil 161–N ist in Reihe mit einem individuellen Flusswiderstand 181–N verbunden, welcher damit korrespondiert. Die Anzahl der Flusssteuer-Ventile wird abhängig von einer Anzahl von Design-Berücksichtigungen und anderen Faktoren bestimmt, welche beispielsweise beeinflussen, wie genau der Fluss durch Öffnen und Schließen unterschiedlicher Steuerventile gesteuert werden kann.
  • 25 stellen die Struktur der Scheibenelemente und die Art und Weise dar, auf welche sie zum Ausbilden des Flusssteuer-Moduls montiert werden können, welches in 1 dargestellt ist.
  • 24 zeigen das dargestellte Flusssteuer-Modul in seinem vollständig zusammengebauten Zustand, wobei 2 eine Draufsicht bereitstellt, 3 eine Seitenansicht bereitstellt und 4 eine Unteransicht bereitstellt. Wie in 2 gezeigt, ist ein elektrischer Anschluss 20 an dem Oberteil des Flusssteuer-Moduls 10 bereitgestellt. An der Rückseite des dargestellten Flusssteuer-Moduls 10 sind ein Einlass 11 und Auslass 13 bereitgestellt.
  • 5 stellt eine Explosionsansicht, verschiedene Schichten, welche, wenn zusammengebaut, das dargestellte Flusssteuer-Modul 10 ausbilden. Alle von den dargestellten Schichten sind zwischen einem oberen Außenelement 56 und einem unteren Außenelement 58 sandwichartig eingelegt. Das obere Außenelement 56 trägt einen elektrischen Anschluss 20 und das untere Außenelement 58 trägt den Einlass 11 und den Auslass 13. Die Anordnung weist eine obere magnetisch leitfähige Schicht 62, eine Spulenführ-Schicht 22, eine Mehrzahl von Spulen-Schichten 24, eine Spulenrückführ-Schicht 25, eine Ausweich-Schicht 27 und eine S-Feder-Schicht 28, eine Sitz-Schicht 30, eine Ventilauslass-Schicht 32 und eine Filter-Schicht 34 auf.
  • Die Spulenführ-Schicht 22, die Spulen-Schichten 24 und die Spulenrückführ-Schicht 25 bilden, wenn sie miteinander verbunden sind, eine Mehrzahl von Spulen aus, welche mit den verschiedenen Ventilen des Flusssteuer-Moduls korrespondieren. Die magnetisch leitfähige Schicht 62 weist Vorsprünge auf, welche sich nach außen und durch den Kernabschnitt von jeder Spule erstrecken, welcher von den Spulen-Schichten ausgebildet ist, um die Kraft zu maximieren, welche von diesen Spulen ausgeübt wird, wenn sie betätigt werden. Die Ausweich-Schicht 27 weist Öffnungspassagen auf, durch welche sich die Vorsprünge der magnetisch leitenden Schicht 62 erstrecken können, um den Kontakt mit dem magnetisch leitfähigen Abschnitt der Ausweich-Schicht herzustellen, welche näher zu den korrespondierenden S-Federn ist, welche auf der S-Feder-Schicht 28 bereitgestellt sind. Dies erlaubt, die magnetische Kraft zu maximieren, welche auf die S-Federn ausgeübt wird, so dass die Abdichtwirkung, welche von den S-Federn in ihrer Standardposition ausgeübt wird, überwunden wird und die S-Federabschnitte weg von dem korrespondierenden Sitz gezogen werden können, welcher in der Sitz-Schicht 30 bereitgestellt ist, wodurch das korrespondierende Ventil geöffnet wird. Eine Ventileinlass-Schicht (sonst als Zuführverteiler-Schicht bezeichnet) 26 ist zwischen der Ausweich-Schicht 27 und der S-Feder-Schicht 28 bereitgestellt. Jene Schicht dient zum Verteilen von Fluid aus dem Einlass 11 zu allen der N-Ventile. Sie erzeugt auch für jede S-Feder zum Bewegen einen Hohlraum und dient als ein Mechanismus zum Nach-Unten-Klemmen auf der S-Feder-Schicht 28. Es wird angemerkt, dass getrennte Schichten zum Verteilen des Fluid's aus den Einlässen zu den Ventilen bzw. sowohl für das Klemmen als auch für das Erzeugen eines Raums für die S-Federn zum Hineinbewegen bereitgestellt werden können.
  • Die Ventilauslass-Schicht 32 weist eine Mehrzahl von Ventilauslässen 48 auf, welche als individuelle Flusswiderstände durch die Flusssteuer-Ventile hindurch dienen.
  • Die Spulenführ-Schicht 22 weist eine Mehrzahl von Leitungen 36 auf, welche an die jeweiligen Wickelkontakte der oberen Wickelabschnitte 40a gekoppelt sind. Jeder der oberen Wickelabschnitte 40a ist an einem fortlaufenden Wickelabschnitt von einer zwischengelegten Spulen-Schicht 24 gekoppelt.
  • Eine Mehrzahl von zwischengelegten Spulen-Schichten 24 sind bereitgestellt, um eine vorbestimmte Anzahl von Wicklungen für jede Spule bereitzustellen. Das heißt, jede der jeweiligen Spulen-Schichten 24 erweitert, wenn sie an die andere Spulen-Schicht gekoppelt ist, die Spule und vergrößert demgemäss die Anzahl von Wicklungen für jede jeweilige Spule 40. Die untere Spulenrückführ-Schicht 25 weist untere Spulenabschnitte auf, welche zu jeder der Spulen korrespondiert, wobei jede an eine Rückkehrführung gekoppelt ist.
  • Die Ausweich-Schicht 27 in der dargestellten Ausführungsform weist eine obere Schicht 27a und eine untere Schicht 27b auf. Die obere Schicht 27a ist nicht magnetisch leitend, das heißt sie weist kein Material auf, welches zum Zuführen einer ausreichend hohen Flussdichte geeignet ist. In der dargestellten Ausführungsform ist sie aus 316 L rostfreiem Stahl zusammengesetzt oder kann korrosionsbeständigen Stahl oder Titan aufweisen. Die untere Schicht ist aus einem ferromagnetischen Material hergestellt, welches zum Aufrechterhalten einer hohen Flussdichte geeignet ist, und weist in der dargestellten Ausführungsform 430 F rostfreien Stahl oder Kohlenstoffstahl auf.
  • Jeder der korrespondierenden Abschnitte von jeder Schicht ist in einer bestimmten Position positioniert, so dass er mit den korrespondierenden Teilen von jeder Schicht übereinstimmt. Beispielsweise sind die Spulen 40 so positioniert, dass sie mit den oberen Spulenabschnitten und ihren Spulenabschnitten übereinstimmen und die vorstehenden Abschnitte der Magnet-Schicht 62 sind so positioniert, dass sie durch die Öffnungen hindurch, welche in den verschiedenen Spul-Schichten bereitgestellt sind, und durch die Öffnungen hindurch passieren, welche in der Ausweich-Schicht 27 bereitgestellt sind.
  • Die Ausweich-Schicht 27 hilft, indem eine tieferliegende Magnet-Schicht bereitgestellt ist, die Magnetkraft zu vergrößern, welche auf die S-Federn 44 ausgeübt wird, wenn ein Ventil durch die Betätigung einer korrespondierenden Spule 40 geöffnet wird. Während die tieferliegende Schicht 27b der Ausweich-Schicht 27 aus einem magnetischen Material zusammengesetzt ist, können Abschnitte von ihr weg geätzt sein, um das Fluss-Ventilspiel zwischen der Ausweich-Schicht und den S-Federn zu maximieren.
  • Die Sitz-Schicht 30 weist eine Matrix aus Sitzen 46 auf, welche in Anzahl und Position mit den Spulen 40, den Öffnungen 42 und den S-Federn 44 korrespondieren.
  • Die S-Feder-Schicht 28 ist aus einem magnetisch leitenden Material ausgeführt, das heißt, einem Material, welches zum Zuführen einer ausreichend hohen Flussdichte fähig ist. Dies erlaubt jedem der Innenabschnitte von jeder S-Feder 44 als eine Armatur zu dienen, welche von einer jeweiligen Spule betätigt wird, wenn die Spule mit Energie versorgt wird. Alternativ kann eine separat ausgebildete scheibenförmige Armatur, welche aus einem magnetischen Material ausgebildet ist, an dem Mittelabschnitt von jeder S-Feder 44 angebracht sein und die S-Feder-Schicht 28 kann aus einem nichtmagnetischen Material ausgebildet sein. Für den Fall, dass individuelle scheibenförmige Armaturen bereitgestellt sind, würden sie vorzugsweise geätzt werden, sodass die Dicke der Armaturen gesteuert werden kann, dass sie gleichmäßig ist.
  • In der dargestellten Ausführungsform sind die S-Federn 44 vorbelastet und daher gegen den Sitz 46 vorgespannt, welcher auf der Seite der Sitz-Schicht 30 bereitgestellt ist, welche hin zu der S-Spring-Schicht 28 gewandt ist. Dies bewirkt, dass jeder der Sitze in der Sitz-Schicht 30 abgedichtet wird. Wenn Energie an den korrespondierenden Isolationsventil-Spulen 40 angelegt wird, wird ein magnetischer Fluss erzeugt, welcher die Mitte der S-Feder 44 hin zu der korrespondierenden Spule zieht. Dies bewirkt, dass die S-Feder 44 aus dem Sitz gehoben wird, wodurch dem Xenon (oder einem anderen Fluid) der Fluss über den Sitz ermöglicht wird. Das Xenon wird von beiden Isolationsventilen in eine gemeinsame Verteilerventileinlass-Schicht 26 zugeführt. In der dargestellten Ausführungsform ist jede der Schichten mit Ausnahme der Spulen-Schichten aus Metalllegierungen hergestellt. Alternativ können Kunststoffmaterialen verwendet werden. In der dargestellten Ausführungsform weist das Bodenaußenelement 58 rostfreien Stahl, korrosionsbeständigen Stahl oder Titan auf. Die nächste Filter-Schicht 34 kann rostfreien Stahl, korrosionsbeständigen Stahl, Aluminium oder Titan aufweisen. Jede von der Ventilauslass-Schicht 32 und von der Sitz-Schicht 30 kann auch entweder aus rostfreiem Stahl, korrosionsbeständigem Stahl oder Titanium gemacht sein. Wie oben erwähnt, ist die S-Feder-Schicht 28 in dieser Ausführungsform aus einem magnetisch leitenden Material ausgebildet. Demgemäß kann sie 430 oder 430 FR rostfreien Stahl oder Kohlenstoffstahl aufweisen. Die Ventileinlass-Schicht 26 kann zum Beispiel rostfreien Stahl, korrosionsbeständigen Stahl oder Titan aufweisen. Wie oben erwähnt, kann die nichtmagnetische obere Schicht 27a der Ausweich-Schicht 27 zum Beispiel 316 L rostfreien Stahl, korrosionsbeständigen Stahl oder Titan aufweisen. Die untere magnetische Schicht 27b kann zum Beispiel 430 F rostfreien Stahl oder Kohlenstoffstahl aufweisen.
  • Jeder der Wicklungs-Spulen-Schichten 22, 24 und 25 ist mit einem Substrat ausgebildet, welches aus einem isolierenden Material wie beispielsweise KaptonTM oder einer Fiberglasplatte gemacht ist. Kupfer oder andere Leiter sind daran ausgebildet um die Wicklungen auszubilden.
  • Die Magnet-Schicht 62 kann beispielsweise Kohlenstoffstahl oder korrosionsbeständige Stähle wie beispielsweise 430 F oder 430 FR aufweisen. Das obere Außenelement 56 weist in der dargestellten Ausführungsform 316 L rostfreien Stahl auf oder es kann korrosionsbeständigen Stahl, Titan oder Aluminium aufweisen.
  • Die Schichten können unter Verwendung eines sogenannten photochemischen Abtragens abgeätzt werden. Die Schicht des Anfangsmaterials ist mit einem Fotolack bedeckt. Eine Abbildung wird auf sie projiziert und bestimmte Orte des Fotolacks, sobald von Licht getroffen, ändern die Löslichkeit des Fotolacks während der Schichtbehandlung. Demgemäß wird ein Muster erzeugt, welches abgeätzt (losgelöst) werden kann zum Produzieren bestimmter Ausnehmungen und Öffnungen. Ein Ätzmittel, welches nützlich für einen weiten Bereich von Metallen und Legierungen ist, ist eine Eisenchloridlösung. Andere Materialien können auch in Säure- oder Baselösungen gelöst werden.
  • Bei der Betätigung betritt ein Fluid das Modul 10 durch den Einlass 11 und wird in die Einlassseite des Einlassfilters 12 abgeführt, welcher in der dargestellten Ausführungsform von der Filter-Schicht 34 realisiert ist, wenn das Flusssteuer-Modul 10 zusammengebaut ist, wie in 24 gezeigt. In der dargestellten Ausführungsform weist das Filterelement eine Serpentinen-Anordnung von Filterpassagen auf. Das gefilterte Xenon wird in der Mitte der Filter-Schicht 34 gesammelt und tritt durch ein Loch in der angrenzenden Flusswiderstands-Schicht 32 aus. Das Xenon wird zu der Ventileinlass-Schicht 26 geleitet, wo es in die zwei Isolationsventil-Ausnehmungen fließt. Das Xenon fließt dann durch die Schlitze in der S-Feder-Schicht zu den Isolationsventil-Sitzen, welche in der Sitz-Schicht 30 bereitgestellt sind.
  • Die S-Federn sind vorbelastet und daher gegen die erhöhten Sitze vorgespannt, welche auf der Seite der Sitz-Schicht 30 bereitgestellt sind, welche hin zu der S-Feder-Schicht 28 gewandt ist. Dies bewirkt, dass jeder der Sitze in der Sitz-Schicht 30 abgedichtet ist. Wenn Energie an den jeweiligen Isolationsventil-Spulen in der Spulen-Schicht 24 angelegt ist, wird ein Magnetfluss erzeugt, welcher die Mitte der Feder hin zu ihrer korrespondierenden Spule zieht. Dies bewirkt, dass die S-Feder aus dem Sitz gehoben wird, wodurch dem Xenon ermöglicht wird, über den Sitz zu fließen. Das Xenon wird von beiden Isolationsventilen zu einem gemeinsamen Verteilerkanal geführt.
  • Das Xenon wird aus der Ventilauslass-Schicht 32 zugeführt und fließt durch zwei parallele Bahnen durch die Ventilsitze in der Sitz-Schicht 30 und die S-Feder-Schicht 28 hindurch zu den Steuerventil-Zufuhrverteilkanälen der Ventileinlass-Schicht 26. Passagen, welche in der Ventileinlass-Schicht 26 eingeätzt sind, leiten das Xenon zu allen der N-Steuerventile. Ein externes Steuergerät (nicht gezeigt) kann bereitgestellt sein, welches Energie zu einem oder mehreren der Steuerventil-Spulen zum Öffnen derselben anliegt, um die benötigte Flussrate zu erzielen. Der Fluss quer über jeden Kontrollsteuersitz betritt einen individuellen Zuführverteilkanal in der Ventil-Einlassschicht 26. Das Xenon in jedem Zuführverteilkanal fließt durch eine individuelle Flusswiderstandspassage, bevor es einen gemeinsamen Zuführverteilkanal erreicht. Ein Loch in dem Zuführverteilkanal erlaubt dem Xenon, durch die Filter-Schicht zu passieren und den Modul-Durchgangsauslass 13 zu verlassen.
  • Die unterschiedlichen Schichten, sobald vollständig montiert, können aneinander angebracht sein unter der Verwendung von Diffussions-Verbinden, Elektronenstrahl-Schweißen, Verkleben unter Verwendung von Klebestoffen und durch mechanisches Verbinden, welches zum Beispiel die Verwendung von Dicht-Schichten zwischen verschiedenen Schichten und Befestigungselementen aufweisen kann.
  • Das hierin offenbarte System verwendet Materialien, welche üblicherweise bekannt sind, dass sie für Antriebssysteme geeignet sind. Demgemäß wird das sich ergebende System robust sein und den Herausforderungen der Umgebung des Antriebssystems widerstehen. Einige Aufmerksamkeit sollte bezüglich der Materialtypen ausgeübt werden, welche für den Fall verwendet werden, dass das Flusssteuer-Modul für ein Antriebssystem verwendet werden wird, welches potentiell korrodierende Antriebsstoffe wie zum Beispiel Hydrazin oder H2O4 verwendet.
  • Einige der Vorteile der Erfindung, welche in einem oder mehreren der Merkmale der dargestellten Ausführungsform einbezogen sind, weisen die robuste Vollmetall-Mechanik-Vorrichtung auf, welche einbezogen werden kann. Zusätzlich sind sowohl Metall-zu-Metall als auch Durchschlagventilsitze in einem System wie dem hierin beschriebenen möglich. Das Modul kann leicht in einer Größe hergestellt werden, welche für Antriebsfluss-Anforderungen geeignet ist. Komponenten können gleichzeitig hergestellt werden, wenn die Schichten geätzt und zusammengebaut werden. Hochpräzise Komponenten wie beispielsweise Einlassfilter und Präzisionsflusssteuer-Vorrichtungen sind möglich und können in dem Modul einstückig einbezogen werden.
  • Während die Erfindung mit Bezug auf mehrere bekannte Ausführungsformen erklärt worden ist, ist verständlich, dass die Wörter, welche hierin benutzt wurden, Beschreibungswörter sind, weniger Wörter, die einschränken. Änderungen können innerhalb des Geltungsbereichs der angefügten Ansprüche gemacht werden, ohne dass vom Umfang der Erfindung in ihren Aspekten abgewichen wird. Obwohl die Erfindung hierin mit Bezug auf bestimmte Mittel, Materialien und/oder Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist verständlich, dass die Erfindung nicht auf die hierin offenbarten Einzelheiten begrenzt ist, und dass die Erfindung sich auf alle zutreffenden äquivalenten Strukturen, Verfahren und Anwendungen, wie sie innerhalb des Umfang der beigefügten Ansprüche sind, erstreckt.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Ausbilden eines Modul-Subsystems (10) für ein Antriebs-System durch Zusammenbauen eines Satzes von bearbeiteten Material-Scheiben (62; 22; 24; 25; 26; 27; 28; 30; 32; 24), wobei das Modul-Subsystem mechanische (44; 46), elektrische (20; 36), elektromagnetische (40) und fluidik (32; 34; 26) Komponenten aufweist, welche eine Mehrzahl von Flusssteuerungs-Ventilen (16) aufweisen, welche parallel verbunden sind zum Steuern der Flussrate zwischen einem gemeinsamen Einlass (11) und einem gemeinsamen Auslass (13) des Subsystems (10), wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen von mehreren Scheiben-Elementen (62; 22; 24; 25; 26; 27; 28; 30; 32; 24); Durchführen von einem Material-Beseitigungsvorgang an entsprechenden Scheibenelementen zum Ausbilden von mechanischen (44; 46), elektrischen (36), elektromagnetischen (40) und fluidik (26) Komponenten; und Anbringen eines Satzes von den Scheibenelementen aneinander zum Ausbilden eines Modul-Subsystems (10), welches mechanische, elektrische, elektromagnetische und fluidik Komponenten aufweist.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Scheiben durch chemisches Ätzen ausgebildet Werden.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Scheiben durch mechanisches Bearbeiten von Scheibenmaterial ausgebildet werden.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Scheiben durch Laserschneiden von Scheibenmaterial ausgebildet werden.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die elektromagnetischen Komponenten eine magnetisch leitende S-Feder Schicht (28) aufweisen.
  6. Modul-Subsystem (10) für ein Antriebs-System, welches aus einem Satz von bearbeiteten Material-Scheiben (62; 22; 24; 25; 26; 27; 28; 30; 32; 34) zusammengebaut ist, wobei das Modul-Subsystem aufweist: einen Satz von Materialscheiben (62; 22; 24; 25; 26; 27; 28; 30; 32; 34), welche aneinander angebracht sind, wobei jedes der Scheibenelemente in dem Satz von Scheibenelementen durch Beseitigen von Material bearbeitet ist, so dass Abschnitte aus mechanischen (44; 46), elektrischen (36), elektromagnetischen (40) und fluidik Komponenten, welche eine Mehrzahl von Flusssteuerungs-Ventilen (16) aufweisen, welche parallel verbunden sind zum Steuern der Flussrate zwischen einem gemeinsamen Einlass (11) und einem gemeinsamen Auslass (13) des Subsystems (10), ausgebildet sind, wenn die Scheibenelemente aneinander angebracht sind.
  7. Modul-Subsystem gemäß Anspruch 6, wobei die Scheiben chemisch geätzt sind.
  8. Modul-Subsystem gemäß Anspruch 6, wobei die Scheiben mechanisch bearbeitetes Scheibenmaterial sind.
  9. Modul-Subsystem gemäß Anspruch 6, wobei die Scheiben lasergeschnittenes Scheibenmaterial sind.
  10. Modul-Subsystem gemäß Anspruch 6, wobei das Modul-Subsystem ein Xenon-Fluss-Streuermodul von einem elektrischen Antriebssystem aufweist.
  11. Modul-Subsystem gemäß Anspruch 6, wobei die elektromagnetischen Komponenten eine magnetisch leitende S-Feder-Schicht (28) aufweisen.
DE60021450T 1999-02-25 2000-02-15 Fluidisches-Modul bildendes Aggregat geätzer Platten Expired - Fee Related DE60021450T2 (de)

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