ITMI20001654A1 - Dispositivo di fissaggio per un serbatoio criogeno di satellite - Google Patents
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Description
dispositivo di fissaggio, la pressione superficiale e sbloccando parzialmente il contatto per cui il flusso termico attraverso questi punti di collegamento viene ridotto o completamente eliminato.
(Figura 1)
Descrizione del trovato
Il trovato riguarda un dispositivo di fissaggio per un serbatoio criogeno di satellite.
La vita utile di un satellite equipaggiato con un serbatoio criogeno è pesantemente determinata dal flusso termico verso il serbatoio criogeno che si sviluppa, attraverso il dispositivo di fissaggio del serbatoio, andando dal satellite più caldo al serbatoio. Questo flusso termico porta ad un aumento di pressione nel serbatoio che deve venire compensata mediante uno scarico parziale del contenuto del serbatoio.
A causa del flusso termico attraverso il dispositivo di fissaggio, vengono limitate le temperature ottenibili per un raffreddamento attivo o passivo e inoltre, a causa del flusso termico, viene aumentato il consumo di fluido refrigerante.
Gli elevati carichi meccanici che si verificano durante la partenza del satellite sono in contraddizione con una sufficiente riduzione delle sezioni del materiale nel dispositivo di fissaggio, per cui un design ottimizzato del dispositivo di fissaggio per quanto riguarda le sezioni del materiale - tenendo anche contemporaneamente in considerazione materiali con minore conducibilità termica -non può ridurre in misura sufficiente il flusso termico attraverso il dispositivo di fissaggio.
Dalla pubblicazione EP 0584 697 B1 è noto un dispositivo per supportare un serbatoio di accumulo all'interno di un oggetto mediante una sollecitazione di trazione, e che trova impiego, in particolare, in campo spaziale. Il dispositivo noto garantisce il mantenimento di un collegamento stabile fra un serbatoio ad accumulo e un oggetto durante la fase di partenza e, in presenza di sollecitazioni meccaniche relativamente ridotte, un supporto a bassa conducibilità termica fra il serbatoio ad accumulo e l'oggetto. Tutto ciò viene raggiunto, in particolare, in quanto vengono impiegate parti modellate in una lega a memoria di forma (Shape-Memory-Metal1).
Compito del trovato è di realizzare un dispositivo di fissaggio per un serbatoio criogeno di satellite che presenti una sufficiente rigidità e resistenza pur con una ridotta conducibilità termica e che abbia una costruzione semplice, tecnicamente facile da realizzarsi, che non sia soggetta ad avarie e che abbia pertanto ridotte necessità di manutenzione.
Questo compito viene risolto, secondo il trovato, mediante le caratteristiche della rivendicazione 1 ovvero 5. Altre configurazioni si hanno dalle rivendicazioni secondarie. La conducibilità termica fra due corpi premuti uno contro l'altro dipende in maniera determinante dalla loro pressione superficiale e dalla relativa superficie di contatto. Questa constatazione viene tenuta presente nelle soluzioni proposte dal trovato. Nel dispositivo di fissaggio conforme al trovato vengono impiegati, vantaggiosamente, elementi a memoria di forma - i cosiddetti elementi SMA, i quali, dopo la partenza del razzo, si dilatano significativamente e automaticamente nel freddo spazio cosmico in virtù di una trasformazione di fase riducendo così, nei corrispodnenti punti di collegamento del dispositivo di fissaggio, la pressione superficiale eliminando parzialmente il contatto. In tal modo viene ridotto o completamente eliminato il flusso termico attraverso questi punti di collegamento. La rigidezza del dispositivo di fissaggio ridotta contemporaneamente a causa di ciò, configurando opportunamente i punti di collegamento può essere ancora sufficiente per l'impiego nello spazio cosmico, oppure il dispositivo di fissaggio presenta, accanto ai punti di collegamento regolati da elementi SMA, ulteriori elementi di fissaggio completamente rigidi che garantiscono una sufficiente rigidità e mantenimento dell'allineamento del serbatoio.
La caratteristica sostanziale degli elementi SMA è una trasformazione termoelastica dalla austenite, che rappresenta la configurazione ad alta temperatura, nella martensite che rappresenta la configurazione a bassa temperatura. Durante il raffreddamento di un tale elemento, al di sotto di una temperatura limite TMs inizia la formazione di fasi martensitiche che, con l'ulteriore raffreddamento, ad una temperatura TMf è conclusa col raggiungimento del completo stato martensitico. Nel riscaldare partendo dallo stato martensitico, a partire da una temperatura si formano fasi austenitiche. Questa trasformazione in austenite è conclusa completamente, proseguendo il riscaldamento, al raggiungimento di una temperatura TAf .
Con un training termomeccanico degli elementi SMA si ottiene l'instaurazione di una variazione ciclica di lunghezza sia nel riscaldare che nel raffreddare e senza che agisca un carico, e cioè il cosiddetto effetto a due vie.
Questo training è necessario per ottenere una variazione supplementare di lunghezza al di là dell'equilibrio meccanico e necessaria per dilatare, conformemente al trovato, i punti di collegamento del dispositivo di fissaggio. L'intera variazione di lunghezza ottenibile per gli elementi SMA dopo aver eseguito il training termomeccanico, è compresa fra circa l'l,5% e il 4%.
Gli elementi SMA sono costituiti, preferibilmente, da una lega a base di NiTi; possono tuttavia trovare impiego anche leghe di SMA su base differente che soddisfano le temperature di trasformazione e le variazioni di lunghezza necessarie secondo il trovato. Per quanto riguarda le leghe a base di NiTi, vengono impiegate, ad esempio, leghe quaternarie quali NiTiCuFe oppure NiTiCuCr.
La composizione di queste leghe viene definita in modo che la temperatura di trasformazione per concludere la fase di formazione dell'austenite e cioè TAf, sia < 0 gradi C, per cui gli elementi SMA del dispositivo di fissaggio alle temperature ambientali durante la fase della partenza nella quale sul dispositivo di fissaggio agiscono le massime forze d'accelerazione, si trovano con certezza e completamente nello stato austenitico. La temperatura a cui si conclude la formazione della martensite e cioè è fissata ad un valore che è situato al di sopra della temperatura nello spazio cosmico dipendente dalla missione del satellite e che si instaura nel dispositivo di fissaggio; tipicamente è compresa fra 2K e 220 K.
Nello stato austenitico il materiale SMA conforme al trovato avente una resistenza a trazione compresa fra 700 e 930 MPa e un modulo E compreso fra 83 e 100 GPa, ha buone proprietà meccaniche per cui esso può facilmente assorbire e trasmettere, con un opportuno dimensionamento, le forze che si verificano nel dispositivo di fissaggio durante la partenza del razzo. Nello stato martensitico il materiale è relativamente tenero.
Nel seguito verranno illustrati più in dettaglio, con l'ausilio dei disegni, esempi di esecuzione del collegamento di elementi di supporto a parti di collegamento in un dispositivo di fissaggio conforme al trovato.
La figura 1 mostra un collegamento fra un elemento di supporto e una parte di collegamento avente una vite SMA e molle di pressione,
la figura 2 mostra un collegamento fra un elemento di supporto e una parte di collegamento con una vite SMA e elementi SMA supplementari,
la figura 3 mostra un collegamento fra un elemento di supporto e una parte di collegamento con elemento di supporto diviso e un collegamento con tirante a vite con elementi SMA,
la figura 4 mostra un collegamento fra un elemento di supporto e una parte di collegamento con elemento di supporto diviso tenuto insieme da una boccola di bloccaggio SMA, e
la figura 5 mostra un collegamento fra un elemento di supporto e una parte di collegamento con elemento di supporto diviso che presenta un collegamento a vite SMA. Il collegamento fra un elemento di supporto e una parte di collegamento mostrato nella figura 1 per un dispositivo di fissaggio conforme al trovato è costituito da un elemento di supporto 1, da una parte di collegamento 2, da un elemento 3 SMA, da molle di pressione 4 e da una rossetta 5.
Durante il raffreddamento in orbita, l'elemento 3 SMA costituito da una vite e le molle di pressione 4 inserite nell'elemento di collegamento 2 separano la rosetta 5 dalla parte di collegamento 2 e la parte di collegamento 2 dall'estremità dell'elemento di supporto 1 sul lato del collegamento. Un flusso termico attraverso questo collegamento fra l'elemento di supporto e la parte di collegamento viene ridotto dopo che si è verificato l'allungamento dell'elemento 3 SMA in quanto esso, a causa della mancanza di pressione superficiale dovuta al contatto diretto fra l'estremità dell'elemento di supporto 1 e la parte di collegamento 2 nonché fra la parte di collegamento 2 e la rosetta 5, avviene soltanto tramite le molle di pressione 4 e tramite l'aderenza laterale della vite al foro. In virtù dell'allungamento della vite e dell'azione delle molle si determina uno spostamento relativo dell'elemento di supporto 1, ovvero della parte di collegamento 2, e pertanto, tramite il collegamento fra l'elemento di supporto e la parte di collegamento, soltanto con l'ausilio delle molle di pressione 4 si possono trasmettere forze minime.
L'elemento di supporto 1 può essere costituito, ad esempio, a mo' di puntone - oppure da un tubo chiuso - con un foro filettato per la vite. La parte di collegamento 2 può essere, ad esempio, una flangia lato satellite del dispositivo di fissaggio. La rosetta 5 è configurata in modo che su di essa possano agire le molle di pressione 4 inserite sul lato della testa della vite nella parte di collegamento 2. Le molle di pressione 4 sono costituite da molle a spirale e inserite in entrambe le superfici contrapposte della parte di collegamento 2. Possono trovare impiego, come alternativa, altre adatte molle di pressione. Il collegamento fra l'elemento di supporto e la parte di collegamento precedentemente descritto ha i vantaggi che verranno elencati nel seguito: può trovare impiego un elemento SMA facile da fabbricare, esso può essere impiegato su elementi di supporto di sezione ridotta, permette un facile montaggio e può trasmettere forze elevate nello stato austenitico più caldo.
Il collegamento fra l'elemento di supporto e la parte di collegamento mostrata nella figura 2 è costituito da un elemento di supporto 1, da una parte di collegamento 2, da un elemento 3 SMA, da elementi 6 SMA supplementari, da una boccola di collegamento 7 e da un inserto 8.
L'elemento 3 SMA costituito da una vite collega, tramite un foro passante, l'inserto 8 con la parte di collegamento 2. L'inserto 8 è a sua volta collegato fisso, mediante gli elementi 6 SMA supplementari, con la boccola di collegamento 7. Gli elementi 6 SMA supplementari sono costituiti, ad esempio, da segmenti e fissati ognuno alla boccola di collegamento 7 e all'inserto 8 mediante viti o rivetti. L'elemento di supporto 1 è alloggiato, con un accoppiamento di forma, nella boccola di collegamento 7 e fissato in essa mediante, ad esempio, incollaggio o mediante accoppiamento a caldo.
Nello stato austenitico più caldo l'elemento di supporto 1 e la parte di collegamento 2 sono collegati fissi nel collegamento precedentemente descritto. Raffreddandosi sia l'elemento 3 SMA costituito da una vite che gli elementi 6 SMA supplementari costituiti da segmenti si allungano. In tal modo la testa della vite viene separata dall'inserto 8 e anche l'inserto 8 viene separato dalla parte di collegamento 2. Il flusso termico rimasto quindi nel collegamento può avvenire soltanto tramite i punti di appoggio della vite nel foro passante dell'inserto 8.
Con questo collegamento non si riescono a trasmettere forze una volta avvenuto il raffreddamento, e ciò significa che per mantenere il fissaggio del serbatoio criogeno del satellite nello spazio cosmico, il dispositivo di fissaggio deve presentare altri e supplementari collegamenti fra l'elemento di supporto e la parte di collegamento che permettano un fissaggio e trasmissione di forze anche in presenza di un raffreddamento.
Nel collegamento fra l'elemento di supporto e la parte di collegamento precedentemente descritto in relazione alla figura 2, possono trovare impiego, vantaggiosamente, elementi SMA di facile fabbricazione, si possono impiegare elementi di supporto di tipo tradizionale dei dispositivi di fissaggio noti e nello stato austenitico più caldo possono venire trasmesse forze elevate.
Nella figura 3 è mostrato un collegamento fra un elemento di supporto e una parte di collegamento nel quale il collegamento fra l'elemento di supporto e la parte di collegamento avviene per il fatto che il punto di collegamento controllabile termicamente è posto completamente nell'elemento di supporto 1 in quanto esso presenta un collegamento con tirante a vite. La parte di collegamento 2 è collegata fissa in maniera convenzionale ad uno dei tratti dell'elemento di supporto. Nella figura 3, allo scopo di semplificare il disegno, non è considerata la parte di collegamento 2 e non è rappresentato il collegamento fra la parte di collegamento e il tratto dell'elemento di supporto.
Il collegamento con tirante a vite fra l'elemento di supporto e la parte di collegamento è costituito dai due tratti 9 e 10 di un elemento di supporto 1 costituito da un tubo e interrotto nel punto di collegamento, da un elemento di raccordo 11, da diversi tiranti a vite 12, da una boccola 15, da un anello di serraggio 13, da una boccola di serraggio 16, da un anello 14 SMA e da elementi 3 SMA.
Ad uno dei tratti 9 o 10 dell'elemento di supporto è fissata la boccola 15 del tirante a vite e sull'altro la boccola di bloccaggio 16 mediante, ad esempio, incollaggio o forzamento a caldo. La boccola di bloccaggio 16 alloggia l'anello di bloccaggio 13 mediante un collegamento conico maschio o femmina, in maniera che quest'ultimo, fissato in senso assiale, sia fissato sul tratto dell'elemento di supporto. Il bloccaggio dell'anello 13 di bloccaggio avviene mediante gli elementi 3 SMA costituiti da viti che serrano l'anello di fissaggio suddiviso in diversi tratti. L'anello di fissaggio 13 presenta fori attraverso i quali passano in senso assiale con una loro estremità filettata i tiranti a vite 12. L'altra estremità dei tiranti a vite 12 è fissata in un foro della boccola 15. Sulla estremità filettata del tirante a vite 12 fuoriuscente dall'anello di fissaggio 13 è avvitato un dado col quale viene serrato a fondo il collegamento mediante il tirante a vite.
ϊ due tratti 9 e 10 dell'elemento di supporto sono fissati uno rispetto all'altro con un elemento di raccordo 11 in aggiunta al collegamento mediante i tiranti a vite.
1J'elemento di raccordo il è caratterizzato dal fatto di presentare una minore conducibilità termica del collegamento mediante i tiranti a vite ma esso può trasmettere anche forze più ridotte rispetto a quest'ultimo. I tre elementi dell'anello di fissaggio 13 sono collegati all'anello 14 SMA mediante viti di fissaggio.
Durante il raffreddamento nello spazio cosmico avviene un allungamento degli elementi 3 SMA costituiti da viti e un allargamento dell'anello 14 SMA. In tal modo si sblocca uniformemente e completamente il collegamento conico maschio-femmina tra l'anello di fissaggio 13 e la boccola di fissaggio 16 per cui il flusso termico che si sviluppa, tramite il collegamento con tiranti a vite, fra i tratti 9 e 10 dell'elemento di supporto, viene fortemente pregiudicato.
Un vantaggio di questo collegamento consiste nel fatto che esso può trasmettere forze elevate nello stato austenitico più caldo.
Nell'esempio di esecuzione mostrato tre tiranti a vite, sono distribuiti uniformemente lungo la circonferenza del collegamento; a partire da un unico tirante a vite sono possibili, per la soluzione conforme al trovato, numeri alternativi di tiranti a vite.
Il collegamento fra l'elemento di supporto e la parte di collegamento mostrato nella figura 4 ha anch'esso un punto di collegamento controllabile termicamente posto completamente nell'elemento di supporto 1. La parte di collegamento 2 è collegata fissa, in maniera convenzionale, ad uno dei tratti dell'elemento di supporto.
Il collegamento controllabile termicamente fra l'elemento di supporto e la parte di collegamento è costituito dai due tratti 9 e 10 di un elemento di supporto 1 costituito da un tubo e interrotto nel punto di collegamento, da un elemento di raccordo 11, da un elemento 3 SMA costituito da una boccola di fissaggio e da due boccole 17 e 18 con cava anulare.
Le boccole 17 e 18 con cava anulare sono fissate, mediante incollaggio, forzamento a caldo o altri mezzi adatti, all'estremità da collegare dei tratti 9 e 10 dell'elemento di supporto.
Ad una delle boccole 17 e 18 con cava anulare l'elemento 3 SMA costituito da una boccola di fissaggio è fissato mediante viti in maniera da sovrastare l'estremità del corrispondente tratto 9 o 10 dell'elemento di supporto. L'elemento 3 SMA presenta, sulla sua superficie interna, due sporgenze 19 di forma anulare assiali e distanziate assialmente l'una dall'altra che, con tratti 9 e 10 assiemati dell'elemento di supporto, penetrano in corrispondenti cave sulle boccole 17 e 18 a cave anulari fissate formando in tal modo, su ogni tratto dell'elemento di supporto, un collegamento maschio-femmina. Affinché le sporgenze 19 possano penetrare nelle cave, nell'assiemare il collegamento l'elemento 3 SMA deve venire dilatato temporaneamente mediante raffreddamento.
I due tratti 9 e 10 dell'elemento di supporto sono inoltre fissati, l'uno rispetto all'altro, con un elemento di raccordo 11. L'elemento di raccordo il è caratterizzato dal fatto di presentare una conducibilità termica minore della boccola di fissaggio ma può trasmettere forze minori di quest'ultima.
Durante il raffreddamento nello spazio cosmico si verifica un allargamento dell'elemento 3 SMA costituito da uria boccola di fissaggio. In tal modo si sblocca il collegamento fra l'elemento 3 SMA e le boccole 17 e 18 a cava anulare, per cui il flusso termico che, tramite la boccola di fissaggio, avviene fra i tratti 9 e 10 dell'elemento di supporto, viene fortemente pregiudicato. Nella figura 5 è mostrato un collegamento fra un elemento di supporto e una parte di collegamento il cui punto di collegamento controllabili termicamente è situato completamente nell'elemento di supporto 1 come nei due esempi precedentemente descritti. La parte di collegamento 2 è collegata fissa, in modo convenzionale, ad uno dei tratti dell'elemento di supporto e ciò non è rappresentato allo scopo di semplificare il disegno.
Il collegamento controllabile termicamente fra l'elemento di supporto e la parte di collegamento è costituito dai due tratti 9 e 10 di un elemento di supporto 1 interrotto nel punto di collegamento e costituito da un tubo, da un elemento di raccordo 11, da due boccole di collegamento 20 e da due elementi 3 SMA costituiti da viti. In alternativa possono venire impiegati anche più di due elementi 3 SMA. Le boccole di collegamento 20 sono fissate ognuna alla estremità da collegarsi dei tratti 9 e 10 dell'elemento di supporto mediante incollaggio, foramento a caldo o altri mezzi adatti. Le boccole di collegamento 20 sono gonfiate a mo' di flangia andando verso l'estremità libera dei tratti dell'elemento di supporto e dotati, nei bordi gonfiati, di fori allineati assialmente l'uno all'altro attraverso i quali sono fatti passare gli elementi 3 SMA costituiti da viti e dotati di dadi. I tratti 9 e 10 dell'elemento di supporto vengono fissati serrando a fondo questi collegamenti a vite e precaricati vincendo l'elasticità del materiale. Il fissaggio delle boccole di collegamento 20 sui tratti 9 e 10 dell'elemento di supporto avviene in maniera che esse, senza gli elementi 3 SMA serrati a fondo, non abbiano alcun contatto reciproco coi loro bordi gonfiati a ino7 di flangia. Le boccole di collegamento al posto del rigonfiamento terminale possono presentare anche una flangia ad esse applicata.
Durante il raffreddamento nello spazio cosmico si verifica un allungamento degli elementi 3 SMA costituiti da viti. In tal modo, a causa dell'elasticità dei rigonfiamenti ovvero delle flange precaricate, si sblocca il contatto fra le estremità rigonfiate delle boccole di collegamento 20 per cui viene fortemente pregiudicato il flusso termico fra i tratti 9 e 10 dell'elemento di supporto.
Nel collegamento fra l'elemento di supporto e la parte di collegamento precedentemente descritta in relazione alla figura 5 possono trovare impiego elementi SMA di facile fabbricazione, esso è impiegabile su elementi di supporto di sezione ridotta ed è possibile montarlo con facilità. A tutti gli esempi precedentemente descritti in relazione alla figura 3, alla figura 4 e alla figura 5 è comune il fatto che essi da soli sono sufficienti a mantenere il fissaggio di un serbatoio criogeno di satellite nello spazio cosmico senza impiego di mezzi di fissaggio supplementari e completamente rigidi. Gli elementi di raccordo 11 fissati rigidamente dei collegamenti forniscono, dopo il raffreddamento e il conseguente allentamento dei componenti del collegamento controllabili termicamente, una sufficiente stabilità di forma.
L'elemento di raccordo 11 può presentare altre configurazioni rispetto a quella precedentemente mostrata e costituita da un tubo a parete sottile; esso potrebbe essere costituito, ad esempio, da componenti sottili, in fibre di carbonio o di vetro a forma di segmenti oppure gli elementi di supporto potrebbero essere collegati da piastre incollate una rispetto all'altra a croce in senso assiale. Come già menzionato precedentemente, gli elementi SMA degli esempi descritti sono fabbricati in una lega NiTiCuFe e la composizione chimica di questa lega è scelta in modo che, a temperature ambiente fino a circa 0 gradi C, si abbia unicamente austenite e che la trasformazione dell'austenite in martensite sia conclusa al di sopra della temperatura attesa nello spazio cosmico, tipicamente compresa fra circa 2K e circa 220 K.
Gli elementi SMA per ottenere l'effetto a due vie sono assoggettati, come descritto all'inizio, ad un training termomeccanico prima del loro impiego.
Claims (10)
- Rivendicazioni 1. Dispositivo di fissaggio per un serbatoio criogeno di satellite avente almeno un collegamento fra un elemento di supporto e una parte di collegamento e almeno un elemento 3 SMA, caratterizzato dal fatto che l ' elemento 3 SMA collega fra di loro, con un accoppiamento di forza, nel suo stato austenitico e mediante contatto diretto fra una estremità di un elemento di supporto (1) e una estremità di una parte di collegamento (2), l'elemento di supporto e la parte di collegamento e l'elemento (3) SMA, durante il raffreddamento nello spazio cosmico e una volta realizzato lo stato martensitico, sblocca ovvero sblocca parzialmente questo collegamento di forza a seguito di un allungamento o allargamento e, in conseguenza di una ridotta pressione superficiale e ridotta superficie di contatto conseguente a questo sblocco, riduce il flusso termico fra l'elemento di supporto (1) e l'elemento di collegamento (2).
- 2. Dispositivo di fissaggio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che - l'elemento (3) SMA è una vite con la quale la parte di collegamento (2) è avvitata sull'estremità dell'elemento di supporto (1) e - nella parte di collegamento (2) sono alloggiate molle di pressione (4) precaricate che, con l'allungamento dell'elemento (3) SMA provocato dal raffreddamento, separano fra di loro l'elemento di supporto (1) e la parte di collegamento (2).
- 3. Dispositivo di fissaggio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che - fra l'elemento di supporto (1) e la parte di collegamento (2) è disposto un inserto (8) e il collegamento di forza nello stato austenitico dell'elemento (3) SMA avviene fra una estremità dell'elemento di supporto (1) e un'estremità della parte di collegamento (2) mediante contatto diretto con le estremità dell'inserto (8).
- 4. Dispositivo di fissaggio secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che ~ l'elemento (3) SMA è una vite con la quale la parte di collegamento (2) è fissata all'inserto (8), l'inserto (8), mediante almeno un elemento (6) SMA addizionale, è fissato ad una boccola di collegamento (7) in modo che, durante il raffreddamento, l'elemento (6) SMA addizionale separi l'inserto (8) dalla parte di collegamento (2) e che la boccola di collegamento (7) sia fissata rigidamente a sua volta sull'estremità dell'elemento di supporto (1).
- 5. Dispositivo di fissaggio per un serbatoio criogeno di satellite avente almeno un collegamento fra un elemento di supporto e una parte di collegamento e almeno un elemento (3) SMA, caratterizzato dal fatto che - il collegamento fra l'elemento di supporto e la parte di collegamento presenta un elemento di supporto (1) costituito da due tratti (9, 10) fra i quali esiste un collegamento regolato termicamente; -- l'elemento (3) SMA nel suo stato austenitico collega fra di loro, con un accoppiamento di forza, un elemento di supporto (1) e una parte di collegamento (2) e - l'elemento (3) SMA nel raffreddarsi nello spazio cosmico e una volta realizzato lo stato martensitico, sblocca o sblocca parzialmente questo collegamento di forza mediante allungamento o allargamento e riduce il flusso termico fra l'elemento di supporto (1) e l'elemento di collegamento (2) a seguito della conseguente ridotta pressione superficiale e ridotta superficie di contatto dovuta a questo sblocco.
- 6. Dispositivo di fissaggio secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che - l'elemento di supporto (1) è un tubo suddiviso in due tratti (9, 10), - la parte di collegamento (2) è collegata ad uno dei tratti (9, 10) dell'elemento di supporto, - i tratti (9, 10) dell'elemento di supporto sono fissati rigidamente uno rispetto all'altro con un elemento di raccordo (11) di ridotta sezione e di cattiva conducibilità termica e - fra i tratti (9, 10) dell'elemento di supporto esiste un collegamento regolato termicamente dal almeno un elemento (3) SMA che, quando è più caldo, può trasmettere forze maggiori dell'elemento di raccordo (11).
- 7. Dispositivo di fissaggio secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il collegamento regolato termicamente fra i tratti (9, 10) dell'elemento di supporto è costituito da un collegamento con tiranti a vite agente assialmente e costituito da una boccola (15) fissata ad un primo tratto (9 o 10) dell'elemento di supporto per alloggiare in essa in modo rigido almeno un tirante a vite (12), da una boccola di fissaggio (16) fissata sul secondo tratto (9 o 10) dell'elemento di supporto per alloggiarvi un anello di fissaggio (13) con un collegamento conico maschio-femmina e con fori passanti per alloggiarvi e fissare, avvitandole, le estremità libere dei tiranti a vite (12), da elementi (3) SMA costituiti da viti per bloccare l'anello di fissaggio (13) e da un anello (14) SMA, con il quale, durante il raffreddamento e il conseguente allargamento dell'anello (14) SMA e allungamento degli elementi (3) SMA, viene separato il collegamento conico maschio-femmina fra l'anello di fissaggio (13) e la boccola di fissaggio (16).
- 8. Dispositivo di fissaggio secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il collegamento regolato termicamente fra i tratti (9, 10) dell'elemento di supporto è costituito da un collegamento con boccola di fissaggio costituito da una prima boccola (17 o 18) a cava anulare fissata su un primo tratto (9 o 10) dell'elemento di supporto, da una seconda boccola (18 o 18) a cava anulare fissata sul secondo tratto (9 o 10) dell'elemento di supporto e da un elemento (3) SMA costituito da una boccola di fissaggio, fissato su una delle boccole (17, 18) a cava anulare che, con tratti (9, 10) dell'elemento di supporto assiemati, penetra nelle cave anulari delle boccole (17, 18) mediante una sporgenza (19) e separa le sporgenze (19) dalle boccole a cava anulare durante il raffreddamento e in virtù dell'allargamento.
- 9. Dispositivo di fissaggio secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che - il collegamento regolato termicamente fra i tratti (9, 10) dell'elemento di supporto è costituito da un collegamento a vite agente assialmente e costituito da una boccola di collegamento (20) fissata ai tratti (9, 10) dell'elemento di supporto aventi superfici terminali gonfiate una rispetto all'altra a mo' di flange aventi fori per alloggiare assialmente gli elementi (3) SMA costituiti da viti e - in presenza di raffreddamento il collegamento a viti si allenta a seguito di un allungamento delle viti e le superfici terminali precaricate delle boccole di collegamento (20) vengono separate una dall'altra.
- 10. Dispositivo di fissaggio secondo una delle precedenti rivendicazioni da 1 a 9, caratterizzato dal fatto che gli elementi (3) SMA, gli elementi (6) SMA supplementari e l'anello (14) SMA sono costituiti da una lega NiTiCuFe, per realizzare un effetto a due vie sono condizionati termomeccanicamente, e in caso di riscaldamento terminano la loro trasformazione completa in austenite al di sotto di 0 gradi C e, in caso di raffreddamento, terminano la loro trasformazione completa in martensite al di sopra delle temperature di impiego attese nello spazio cosmico.
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US20050244245A1 (en) * | 2004-04-30 | 2005-11-03 | Anatoly Efremov | Method and devices to limit a creep of mechanical fasteners |
US20060097113A1 (en) * | 2004-10-18 | 2006-05-11 | Aai Corporation | Payload ejection system |
DE102005059091A1 (de) * | 2005-12-10 | 2007-06-14 | Bayerische Motoren Werke Ag | Schraube sowie Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile mittels einer solchen Schraube |
DE102005059418A1 (de) * | 2005-12-13 | 2007-06-14 | Bayerische Motoren Werke Ag | Einrichtung zur Steuerung eines Wärmeflusses |
US8720722B2 (en) * | 2005-12-15 | 2014-05-13 | Cornerstone Research Group, Inc. | Venting mechanism for containers |
GB0714440D0 (en) | 2007-07-25 | 2007-10-17 | Qinetiq Ltd | Rupturing device |
JP5581197B2 (ja) * | 2010-12-27 | 2014-08-27 | 川崎重工業株式会社 | 結合分離機構およびこれを備える宇宙航行体 |
CN102390545B (zh) * | 2011-08-18 | 2013-12-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种方便宇航员在轨组装操作的组装式桁架连接件 |
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CN103759765B (zh) * | 2014-01-02 | 2015-07-29 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种气瓶支撑紧固装置设计参数和安装参数的获取方法 |
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JPH0469491A (ja) * | 1990-07-09 | 1992-03-04 | Toshiba Corp | 配管のき裂進展抑止方法 |
US5160233A (en) * | 1992-05-13 | 1992-11-03 | The United State Of America As Representd By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Fastening apparatus having shape memory alloy actuator |
JPH0657131A (ja) | 1992-08-14 | 1994-03-01 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | 熱可塑性樹脂組成物 |
DE4227189A1 (de) * | 1992-08-17 | 1994-02-24 | Linde Ag | Halterung für Speicherbehälter |
US5248233A (en) * | 1992-09-25 | 1993-09-28 | Webster Richard G | No-shock separation mechanism |
DE4323510C2 (de) * | 1993-07-14 | 1995-05-11 | Eurocopter Deutschland | Zug- und/oder Druckstrebe |
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US6126115A (en) * | 1997-01-21 | 2000-10-03 | Lockheed Martin Corporation | Apparatus for retaining and releasing a payload |
FR2766456B1 (fr) * | 1997-07-25 | 1999-10-22 | Europ Propulsion | Systeme propulsif monolithique compact a monergol pour petit satellite |
US6126371A (en) * | 1999-04-05 | 2000-10-03 | Lockheed Martin Corporation | Shape memory metal alloy preload attenuation device |
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