ES2266724T3 - Dispositivo de union provisional y de separacion pirotecnica de dos elementos, sin rotura. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de conexión provisional y de separación pirotécnica, que comprende un tubo (16) de expansión pirotécnica montado en un espacio (20) dispuesto en una zona de conexión entre dos elementos (12, 14) que se han de separar, estando el citado espacio (20) delimitado en parte por una pieza de conexión (18) solidaria con uno primero (12) de los citados elementos, asegurando la citada pieza de conexión (18) normalmente una conexión por presión entre los citados elementos y siendo susceptible de deformarse, durante una utilización del tubo (16) de expansión pirotécnica, para liberar la citada conexión por presión, en el que la pieza de conexión (18) incluye una parte de base (38) fijada a una cara (22) del primer elemento (12), y al menos una parte activa (40) en la que un extremo (50) es susceptible de mantener un talón (32) del segundo elemento (14) apoyado contra una huella (24) complementaria formada en el primer elemento (12), para formar la citada conexión por presión, estando el citado espacio (20) formado en el primer elemento (12) o en el talón (32) del segundo elemento (14) y desembocando frente a la parte activa (40) de la pieza de conexión (18), entre la parte de base (38) y el extremo (50), y en el que dicho extremo (50) de la parte activa (40) de la pieza de conexión (18) tiene forma de gancho, de modo que sea recibido normalmente en una muesca (36) formada en el talón (32) del segundo elemento (14), que se caracteriza porque la pieza de conexión (18) y la citada cara (22) del primer elemento (12) cooperan entre sí por medio de superficies complementarias (26, 48) con efecto de esquina, capacitadas para desplazar ligeramente el citado extremo (50) en forma de gancho hacia la parte de base (38), durante el apriete de los medios de fijación (30, 44) de la citada parte de base sobre la base (22) del primer elemento (12).
Description
Dispositivo de unión provisional y de separación
pirotécnica de dos elementos, sin rotura.
La invención se refiere a un dispositivo
capacitado para asegurar una unión provisional entre dos elementos,
y que utiliza un tubo de expansión pirotécnica para separar estos
elementos, sin que se necesite la rotura de ninguna pieza.
Un dispositivo de ese tipo puede ser utilizado
especialmente en las industrias aeronáutica y espacial, para
comandar en un tiempo muy breve la separación de dos elementos
estructurales, todo ello asegurando la transmisión eventual de
esfuerzos importantes entre estos dos elementos, con anterioridad a
que se efectúe la ruptura.
Cuando dos elementos entre los que se transmiten
esfuerzos, deben ser separados de forma irreversible, en un tiempo
muy breve, por medio de un comando a distancia, se utilizan
normalmente dispositivos de separación pirotécnica integrados en la
zona de unión entre los dos elementos.
Los dispositivos de separación pirotécnica
comprenden, en general, un tubo de expansión pirotécnica, es decir,
un tubo metálico estanco y deformable, por el que circula un cordón
detonante. Un material flexible, tal como caucho, se encuentra
intercalado entre el cordón detonante y el tubo que lo envuelve. Con
anterioridad al disparo, el tubo presenta una sección oblonga, por
ejemplo en forma de elipse o de círculo aplanado.
Cuando se enciende el cordón detonante, la onda
de choque que se propaga a velocidad muy grande a lo largo del
tubo, deforma a éste y tiende a dotarlo de una sección circular.
En los dispositivos de separación pirotécnica
existentes, el tubo de expansión pirotécnica se utiliza para cortar
uno de los dos elementos según una línea de corte dada, con el fin
de separar los dos elementos, uno del otro.
En caso de que los elementos a separar sean
metálicos, se conoce el hecho de alojar el tubo de expansión
pirotécnica en el fondo de un vaciado con sección en forma de U,
practicado en uno de estos elementos. El otro elemento está
entonces fijado a la entrada de este vaciado, por ejemplo por medio
de bulones o similares. El encendido del cordón detonante provoca
la rotura de las dos ramas laterales del elemento en el que se ha
realizado el vaciado, según líneas definidas por medio de zonas de
espesor reducido. Los documentos
FR-A-2 598 796 y
EP-A-0 273 061 ilustran
dispositivos de este tipo.
Se conoce igualmente, según ilustra el documento
US-A-4 137 848, alojar el tubo de
expansión pirotécnica entre dos partes enfrentadas de los elementos
metálicos que se han de separar, dando a una de las citadas partes
un espesor reducido. Los dos elementos están conectados uno al otro
por medio de bulones o similares, desde un lado del tubo y en las
proximidades de éste. El encendido del cordón detonante provoca la
rotura de la parte de espesor reduci-
do.
do.
El documento
US-A-3 362 290 describe una
disposición muy próxima a la que constituye el objeto de los
documentos FR-A-2 598 796 y
EP-A-0 273 061. Sin embargo, en
lugar de provocar la rotura del elemento en el que se ha realizado
el vaciado, el encendido del cordón detonante provoca, en este caso,
el cizallamiento de los remaches que sirven para ensamblar los dos
elementos, antes de su separación. A este efecto, los remaches son
huecos y de pequeño diámetro.
Cuando los elementos que se han de separar son
estructuras de tipo sándwich, se ha propuesto alojar el tubo de
expansión pirotécnica en una parte de estas estructuras desprovista
de alma alveolar. El encendido del cordón detonante tiene entonces
por efecto cortar las partes del revestimiento de la estructura
situadas frente a dicho tubo. Disposiciones de este tipo han sido
descritas en los documentos FR-A-2
779 223 y FR-A-2 779 224.
En el documento
FR-A-2 779 222, se describe una
disposición comparable, en la que los dos elementos están unidos
inicialmente uno al otro por medio de al menos una pieza de unión
pegada. Durante el encendido, la expansión del tubo provoca que la
pieza de unión se despegue, y la separación de los dos
elementos.
En resumen, todos los dispositivos conocidos de
separación pirotécnica asociados a piezas metálicas, realizan la
separación de las citadas piezas comandando la ruptura de una de
ellas o el cizallamiento de los órganos que aseguran el ensamblaje.
Éste es, por lo general, también el caso de los dispositivos
asociados a piezas de materiales compuestos.
La única excepción se refiere al caso del
dispositivo descrito en el documento
FR-A-2 779 222, en el que el corte
de uno de los dos elementos se sustituye por el despegado de una
pieza de conexión encolada. Sin embargo, este tipo de dispositivo
no puede ser utilizado más que para conectar elementos de materiales
compuestos.
El preámbulo de la reivindicación 1, está basado
en el documento JP-A-56002300. Este
documento describe, con referencia a las Figuras 1 a 4, un
dispositivo que asegura la conexión provisional, extremo con
extremo, de dos elementos cilíndricos, por encaje de una parte en L
de uno de los elementos entre un extremo del otro elemento y una
pieza de conexión fijada a este último por medio de remaches. La
separación está asegurada por el encendido de un tubo anular de
expansión pirotécnica, alojado entre la parte en L del primer
elemento, el extremo del otro elemento y la pieza de conexión, en
virtud de la separación de estos últimos.
La invención tiene por objeto la realización de
un dispositivo de separación pirotécnica cuya concepción original
le permite separar elementos de cualquier material, en particular
metálicos, sin que ello entrañe la rotura de ninguna pieza.
De acuerdo con la invención, este resultado se
obtiene por medio de un dispositivo de conexión provisional y de
separación pirotécnica de acuerdo con la reivindicación 1.
Esta disposición permite separar los dos
elementos sin rotura de ninguna pieza. Se suprime así cualquier
riesgo de que algún fragmento liberado durante la rotura pueda
llegar a dañar los equipos situados en las cercanías de la zona de
unión.
En el modo de realización preferida de la
invención, la pieza de conexión incluye ventajosamente una
pluralidad de partes activas realizadas en una sola pieza con la
parte de base, y capacitadas para deformarse por alejamiento de la
citada cara, durante una utilización del tubo de expansión
pirotécnica.
Según sea el caso, los dos elementos pueden ser
anulares y estar dispuestos extremo con extremo, o estar
constituidos por paneles dispuestos extremo con extremo. En el
primer caso, la pieza de conexión circunda la zona de unión. En el
segundo caso, la pieza de conexión monta a horcajadas en la zona de
unión.
Ahora se va a describir, a título de ejemplo
ilustrativo y en ningún caso limitativo, un modo de realización
preferida de la invención, con referencia a los dibujos anexos, en
los que:
La Figura 1 es una vista en corte transversal
que representa un dispositivo conforme a la invención, con
anterioridad al montaje de los dos elementos;
La Figura 2 es una vista comparable a la Figura
1, que representa el dispositivo montado, y
La Figura 3 es una vista comparable a las
Figuras 1 y 2, que representa el dispositivo tras el uso del tubo
de expansión pirotécnica.
Se ha representado en las Figuras 1 a 3 un modo
de realización preferida de un dispositivo 10 de conexión
provisional y de separación pirotécnica, situado entre un primer
elemento 12 y un segundo elemento 14.
El primer elemento 12 y el segundo elemento 14
están constituidos, ventajosamente, ya sea como dos elementos
anulares, sensiblemente del mismo diámetro, o ya sea por dos paneles
de cualquier forma. En los dos casos, está previsto que los
elementos 12 y 14 sean montados extremo con extremo.
El dispositivo 10 conforme a la invención, está
situado en la zona de conexión entre los dos elementos 12 y 14.
Principalmente comprende un tubo de expansión pirotécnica 16 de
concepción convencional, así como una pieza de conexión 18.
Según se aprecia en la Figura 1, en la que se
han representado las piezas con anterioridad a su montaje, el tubo
16 de expansión pirotécnica está alojado en un espacio 20 que ha
sido formado en el primer elemento 12, y desemboca en una cara 22
de éste. De manera más precisa, el espacio 20 está materializado por
una garganta de sección rectangular, y el tubo 16 de expansión
pirotécnica enrasa con la cara 22 del primer elemento 12 cuando
está situado en el interior de la citada garganta.
Por el extremo situado más allá del espacio 20,
el primer elemento 12 comprende una huella 24 cuya función se
explicará más adelante. Esta huella 24 está delimitada, en este
caso, por un flanco perpendicular a la cara 22 del primer elemento
12 y que desemboca en la citada cara, y por un flanco paralelo a la
cara
22.
22.
En posición opuesta a la huella 24 con relación
al espacio 20, la cara 22 del primer elemento 12 incluye una parte
rebajada conectada, por medio de una superficie inclinada 26, a la
parte de la citada cara en la que se ha formado el espacio 20.
En las proximidades de esta superficie inclinada
26, la parte rebajada 22 del primer elemento 12 está atravesada por
agujeros 28 destinados al paso de órganos de fijación tales como
tornillos 30 asociados a tuercas 44 y que materializan los medios
de fijación de la pieza de conexión 18 sobre la cara 22 del primer
elemento 12.
El segundo elemento 14 incluye, por su extremo
previsto para ser ensamblado con el primer elemento 12, un talón
32. Este talón 32 ha sido previsto para que apoye contra la huella
24 formada en el extremo del primer elemento 12. A este efecto,
presenta superficies complementarias con las que delimitan la huella
24.
El talón 32 del segundo elemento 14 comprende
además una muesca 36, en su cara 34, prevista para que esté vuelta
hacia el mismo lado que la cara 22 del primer elemento 12. En este
caso, la muesca 36 presenta forma de ranura de sección
rectangular.
La pieza de conexión 18 comprende una parte de
base 38, así como al menos una, y con preferencia varias,
parte(s) activa(s) 40. Las partes activas 40 están
realizadas en una sola pieza con la parte de base 38. Las mismas
han sido previstas para poder deformarse cuando son sometidas al
esfuerzo generado por el encendido del cordón detonante contenido
en el tubo de expansión pirotécnica 16.
La parte de base 38 ha sido prevista para ser
fijada en la cara 22 del primer elemento 12 con la ayuda de los
medios de fijación citados anteriormente. A este efecto, la parte de
base está atravesada por agujeros 42 que están sensiblemente
alineados con los agujeros 28 cuando la pieza de conexión 18 está
colocada en su lugar. Los tornillos 30 son entonces introducidos en
los agujeros 28 y 42 alineados. Las tuercas 44 son atornilladas a
continuación en los tornillos 30, para completar los medios de
fijación.
La cara 46 de la pieza de conexión 18 prevista
para ser aplicada sobre la cara 22 del primer elemento 12, tiene
una forma complementaria con la de dicha cara 22. Así, esta cara 26
de la pieza de conexión 18 comprende una superficie inclinada 48
complementaria con la superficie inclinada 26 de la cara 22.
Las superficies inclinadas 26 y 48 forman así
superficies complementarias con efecto de esquina, cuya disposición
es tal que la pieza de conexión 18 se desplaza ligeramente hacia
abajo tomando como referencia las figuras, durante el apriete de
los bulones formados por los tornillos 30 y las tuercas 44,
materializando dichos bulones los medios de fijación de la pieza de
conexión 18 sobre el primer elemento
12.
12.
Las partes activas 40 prolongan la parte de base
38 de la pieza de conexión 18 de modo que se extiende más allá de
la huella 24 formada en el extremo del primer elemento 12, cuando la
pieza de conexión 18 ha sido fijada sobre ésta.
Cada una de las partes activas 40 comprende un
extremo 50 en forma de gancho. Cuando la pieza de conexión se ha
fijado sobre el primer elemento 12 y cuando el talón 32 del segundo
elemento 14 está apoyado contra la huella 24 del primer elemento
12, el extremo 50 en forma de gancho es recibido en la muesca 36
formada en el talón 32, como ilustra la Figura 2.
De manera más precisa, la cooperación de las
superficies complementarias en forma de esquina 26, 48 tiene como
efecto, durante el apriete de los bulones 30, 44, desplazar
ligeramente cada uno de los extremos 50 doblados en forma de gancho
hacia los citados bulones. La cara interior de los extremos 50 llega
así a apoyar contra el borde de la muesca 36 más próxima al extremo
del talón 32. Esto tiene como efecto presionar el talón 32 contra
la huella 24, con el fin de establecer una conexión por presión
entre el primer elemento 12 y el segundo elemento 14.
Esta disposición obtenida tras el montaje de los
elementos 12 y 14 por medio de las piezas de conexión 18 y de los
medios de fijación 30, 44, ha sido ilustrada en la Figura 2. La
misma permite establecer una conexión provisional entre las
diferentes piezas y constituye un estado "normal" del
montaje.
Cuando se comanda la separación de los elementos
12 y 14, se enciende el cordón detonante contenido en el tubo 16 de
expansión pirotécnica. Esto se traduce, de manera convencional, en
un inflado del tubo 16, bajo el efecto de los gases liberados por
el encendido. La sección inicialmente plana del tubo 16 de expansión
pirotécnica se vuelve ahora seudo-circular, como se
ha ilustrado en la Figura 3.
De acuerdo con la invención, el inflado del tubo
16 de expansión pirotécnica tiene como efecto plegar las partes
activas 40 de la pieza de conexión 18 alrededor de sus zonas de
conexión con la parte de base 38 de esta pieza, en relación de
alejamiento del primer elemento 12. Esto resulta posible merced al
carácter rígido de la parte del elemento 12 en la que se ha
mecanizado el espacio 20, y por el carácter deformable de las
partes activas 40.
Las partes activas 40 de la pieza de conexión 18
se abren entonces, en un tiempo muy corto, a modo de pétalos de una
flor. Esto tiene como efecto desencajar completamente los extremos
50 en forma de gancho, de la muesca 36 formada en el talón 32. La
conexión mecánica entre los elementos 12 y 14 queda así suprimida.
Estos elementos pueden separarse entonces cada uno del otro, como
se ha representado en la Figura 3.
Bien entendido, la invención no se limita al
modo de realización que se acaba de describir a título de ejemplo.
Así, según se ha observado ya, los elementos 12 y 14 pueden adoptar
formas anulares, o bien pueden estar constituidos por paneles
planos o de otra forma cualquiera. En el primer caso, la pieza de
conexión 18 rodea la zona de conexión entre los dos elementos, y
las partes activas 40 están repartidas por toda su circunferencia.
En el segundo caso, la pieza de conexión 18 monta a horcajadas
sobre la zona de unión de los dos paneles. Además, los medios de
fijación pueden adoptar formas diferentes (remaches, tornillos,
etc.). Por último, en vez de estar alojado en un espacio mecanizado
en el primer elemento 12, el tubo 16 de expansión pirotécnica puede
estar también montado en un espacio mecanizado en el talón 32 de la
segunda pieza, entre el extremo del talón y la muesca 36.
Claims (5)
1. Dispositivo de conexión provisional y de
separación pirotécnica, que comprende un tubo (16) de expansión
pirotécnica montado en un espacio (20) dispuesto en una zona de
conexión entre dos elementos (12, 14) que se han de separar,
estando el citado espacio (20) delimitado en parte por una pieza de
conexión (18) solidaria con uno primero (12) de los citados
elementos, asegurando la citada pieza de conexión (18) normalmente
una conexión por presión entre los citados elementos y siendo
susceptible de deformarse, durante una utilización del tubo (16) de
expansión pirotécnica, para liberar la citada conexión por presión,
en el que la pieza de conexión (18) incluye una parte de base (38)
fijada a una cara (22) del primer elemento (12), y al menos una
parte activa (40) en la que un extremo (50) es susceptible de
mantener un talón (32) del segundo elemento (14) apoyado contra una
huella (24) complementaria formada en el primer elemento (12), para
formar la citada conexión por presión, estando el citado espacio
(20) formado en el primer elemento (12) o en el talón (32) del
segundo elemento (14) y desembocando frente a la parte activa (40)
de la pieza de conexión (18), entre la parte de base (38) y el
extremo (50), y en el que dicho extremo (50) de la parte activa (40)
de la pieza de conexión (18) tiene forma de gancho, de modo que sea
recibido normalmente en una muesca (36) formada en el talón (32)
del segundo elemento (14),
que se caracteriza porque la pieza de
conexión (18) y la citada cara (22) del primer elemento (12)
cooperan entre sí por medio de superficies complementarias (26, 48)
con efecto de esquina, capacitadas para desplazar ligeramente el
citado extremo (50) en forma de gancho hacia la parte de base (38),
durante el apriete de los medios de fijación (30, 44) de la citada
parte de base sobre la base (22) del primer elemento (12).
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que los medios de fijación son bulones (30, 44).
3. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 y 2, en el que la pieza de conexión (18) incluye
una pluralidad de partes activas (40) realizadas en una sola pieza
con la parte de la base (38) y susceptibles de deformarse en
relación de alejamiento de la citada cara (22), durante la
utilización del tubo (16) de expansión pirotécnica.
4. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que los dos elementos (12, 14)
son anulares y están dispuestos extremo con extremo, y la pieza de
conexión (18) rodea su zona de unión.
5. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que los dos elementos (12, 14) son
paneles dispuestos extremo con extremo, y la pieza de conexión (18)
monta a horcajadas sobre su zona de unión.
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