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Dokumentenidentifikation DE69315520T2 02.07.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0588739
Titel Verfahren und Vorrichtung zur thermomechanischen Prüfung durch Simulation eines Hitzeschildes oder dergleichen
Anmelder Aérospatiale Société Nationale Industrielle, Paris, FR
Erfinder Lecluse, Serge, F-33160 Saint Medard en Jalles, FR;
Teychene, Christian, F-33700 Merignac, FR
Vertreter Sparing . Röhl . Henseler, 40237 Düsseldorf
DE-Aktenzeichen 69315520
Vertragsstaaten CH, DE, GB, IT, LI, NL
Sprache des Dokument Fr
EP-Anmeldetag 09.09.1993
EP-Aktenzeichen 934500075
EP-Offenlegungsdatum 23.03.1994
EP date of grant 03.12.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.07.1998
IPC-Hauptklasse G01M 19/00
IPC-Nebenklasse G01N 25/00   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Prüfmittel, das die Simulation von thermomechanischen Bedingungen insbesondere eines Hitzeschildes zum Schutz einer Raumsonde während ihres Eintritts in die Atmosphäre eines Planeten ermöglicht, um das Verhalten des Schildes und seine Widerstandsfähigkeiten zu studieren.

Ein derartiger Schild besitzt eine allgemeine Form einer dünnen Kalotte mit kreisförmigem Rand eines Durchmessers von mehreren Metern, wobei in dem mittleren Teil der konkaven Fläche hiervon verschiedene Einrichtungen der Sonde angeordnet und befestigt sind.

Während eines derartigen Eintritts in die Atmosphäre wird der Schutzschild auf seiner konvexen Außenfläche sowiohl thermischer als auch mechanischer Beanspruchungen unterworfen.

Die Außenfläche des Schildes unterliegt einem thermischen Fluß, dessen lokale Intensität eine Funktion der gekrümmten Abszisse des Schildes und der Zeit ist, ebenso wie einem Überdruck aufgrund der Druckwelle der Atmosphäre auf dem Schild.

Der lokale Druck auf die Außenfläche des Schildes ist auch eine Funktion der gekrümmten Abszisse des Schildes und der Zeit und die Druckdifferenz, die auf die gegenüberliegenden Flächen des Schildes ausgeübt wird, erzeugt auf dem Umfang hiervon, der frei ist, eine Ausfederung variabler Amplitude, die ebenfalls eine Funktion des thermischen Flusses ist, der zum Deformieren des Schildes beiträgt.

Die aktuellen Techniken zielen darauf ab, die thermomechanischen Bedingungen zu simulieren, denen die Strukturen vom Schildtyp während der Phasen des Abschusses oder des Wiedereintritts in die Atmosphäre unterliegen, und aus der gleichzeitigen Anwendung von Temperatur- und mechanischen Belastungen auf diese Strukturen bestehen.

Bezüglich der thermischen Beanspruchungen wird die Struktur oder ein Muster einem thermischen Fluß unterworfen, der nur eine Funktion der Zeit und nicht des Ortes der Struktur oder des Musters darstellt.

Mechanische Beanspruchungen werden in Form von mechanischen Belastungen aufgebracht, die in statischer Weise durch Zylinder auf die Struktur oder das Muster oder in Form von Innendrücken auf die Struktur oder das Muster allgemein durch ein hydraulisches Mittel oder von Außendrücken auf die Struktur oder das Muster beispielsweise mittels einhüllenden Bälgen aufgebracht werden, die durch äußere Behälter am zu prüfenden Objekt abgestützt werden.

Derartige Prüftechniken, angewendet auf eine Struktur vom Typ eines Hitzeschildes, führen dazu, daß durch die Prüfausrüstung der Umfang des Schildes eingebunden wird, wodurch eine praktisch vollkommene Einspannung der Struktur in der Prüfvorrichtung bewirkt wird.

Derartige Prüfungen stellen keine reale Simulation dar, da sie nicht die realen Entwicklungsbedingungen des thermischen Flusses eines Schildes, das in die Atmosphäre eindringt, und die Arbeitsbedingunen insbesondere am Rand des Schildes reproduzieren, der der stärksten Ausfederung unterliegt.

Das Ziel der Erfindung besteht genau darin, die Nachteile von bekannten Prüftechniken mittels Simulation zu beseitigen, indem eine Prüftechnik vorgeschlagen wird, die geeignet ist, in zuverlässiger Weise die thermischen und äußeren Unterdruckbelastungen zu simulieren, denen ein Hitzeschild zum Schutz einer Raumsonde beim Eintritt in die Erdoder eine andere Atmospähre oder eine Struktur, die mit ähnlichen Bedingungen konfrontiert wird, unterworfen wird.

Zu diesem Zweck hat die Erfindung ein Verfahren zur thermomechanischen Prüfung durch Simulation eines Hitzeschildes zum Gegenstand, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es darin besteht,

- den Schild derart anzuordnen, daß durch seine konvexe Außenfläche ein Teil der Innenwand eines geschlossenen Behälters gebildet wird, wobei ein Freiraum zwischen dem Umfangsrand des Schildes und dem umgebenden Abschnitt in bezug auf den Behälter belassen wird,

- den Schild mit dem Behälter durch ein mit dem Schild über dessen Innnenseite verbundenes Mittel in seinem zentralen Teil zu befestigen,

- in den Behälter ein unter kontrolliertem Druck stehendes Fluid zu geben,

- gleichzeitig die konvexe Außenfläche des Schildes mit einem kontrollierten Wärmefluß, der sich längs der gekrümmten Abszisse entwikkelt, zu beaufschlagen,

- die zeitliche Entwicklung des Fluiddruckes und die Leistungsänderungen und während der Zeit des Wärmeflusses als Funktion eines vorerstellten Programms zu kontrollieren.

Vorzugsweise kontrolliert man während der gesamten Versuchsprogrammdauer die Leckage am Freiraum zwischen Schild und Behälter zum Kontrollieren des effektiven Drucks in dem Behälter.

Gemäß einer Ausführungsform wird die Kontrolle der Leckage durch eine Detektion des Abstandes zwischen dem momentanen Einstelldruck und dem tatsächlichen Druck in dem Behälter und einer Wirkung auf den Fluidverlust vorgenommen, um den Abstand unter einer vorbestimmten Schwelle zu halten.

Vorzugsweise wird die Kontrolle der Verluste vorgenommen, indem zwischen dem Umfangsrand des Schildes und dem in bezug auf den Behälter umgebenden Bereich ein Mittel angeordnet wird, das geeignet ist, einen im wesentlichen konstanten Leckagequerschnitt am Umfangsrand trotz der Verschiebung des letzteren aufrechtzuerhalten.

Dieses Mittel, das geeignet ist, einen im wesentlichen konstanten Leckagequerschnitt aufrechtzuerhalten, ist ein mit dem Behälter festes ringförmiges Teil vorgesehen, das den Schild o.dgl. umgibt und in bezug auf den Rand des letzteren einen konkave Fläche derart aufweist, daß sich der Rand in im wesentlichen konstantem Abstand zu der konkaven Fläche befindet.

Ein derartiges Verfahren ermöglicht ist, thermische Bedingungen analog zu den realen Bedingungen und einen Unterdruck an der konvexen Außenfläche des Schildes durch eine Fluidströmung, der analog zu demjenigen ist, der in Realität auftritt, mit einem Schild zu erhalten, der alle Freiheitsgrade nehmen kann, d.h. der Auslenkung an seinem Umfang, wobei zudem der Vorteil erzielt wird, den thermischen Belastungen folgende Dämpfe und Gase zu entfernen.

Die Erfindung hat ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des obigen Verfahrens zum Gegenstand, wobei die Vorrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben wird, in der

- Fig. 1 ein Schema ist, das einen Hitzeschild zum Sondenschutz unter den Bedingungen des Wiedereintritts in die Erdatmosphäre darstellt, und

- Fig. 2 eine schematische Ansicht eines vertikalen Axialschnitts einer bevorzugten Ausführungsform einer Prüfvorrichtung gemäß dem Verfahren der Erfindung eines Schildes des Typs von Fig. 1 ist.

In Fig. 1 hat man sehr schematisch im Axialschnitt einen Hitzeschild 1 zum Schutz in Form einer Kalotte mit kreisförmigem Rand dargestellt. Die Struktur dieses Schildes 1 ist beispielsweise in der französischen Patentanmeldung Nr. 90 05260, eingereicht am 23. April 1992 im Namen der Anmelderin, beschrieben.

Der Schild umfaßt an seiner konkaven Innenfläche Ausrüstungen einer Sonde, symbolisiert durch 2, die in dem zentralen Teil des Schildes angeordnet und an diesem befestigt sind. Die Ränder des Schildes 1 um diese Ausrüstungen 2 herum sind auf einem wesentlichen Teil dieses Schildes derart frei, daß unter den Bedingungen beispielsweise des Wiedereintritts in die Erdatmosphäre die Gesamtheit aus Schild 1 und Ausrüstungen 2 sich mit einer Geschwindigkeit bewegt, die durch den Vektor symolisiert ist, der an dem Schwerpunkt m der Gesamtheit wirkt und eine Funktion des thermischen Flusses θ und des durch die Atmosphäre ausgeübten Drucks p ist.

Die konvexe Außenfläche 1a des Schildes unterliegt dem thermischen Fluß, der durch die Reibung von Gasmolekülen mit dem Schild erzeugt wird, und dem durch diese ausgeübten Druck, wobei jedoch die konkave Innenfläche 1b in dem freien Bereich des Schildes 1 nicht direkt diesen thermomechanischen Beanspruchungen unterliegt.

Im Verlauf des Durchtritts durch die Atmosphäre ergibt sich insbesondere eine Ausfederungsbewegung des freien Randabschnitts des Schildes, die durch die Doppelpfeile d am Umfangsrand 3 des Schildes angedeutet ist.

Das Verfahren der Erfindung zielt darauf ab, auf der Erde vergleichbare Bedingungen der thermomechanischen Belastungen eines Prüfschildes zu reproduzieren.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung.

In dieser Fig. 2 hat man bei 10 einen thermischen Schutzschild des in Fig. 1 gezeigten Typs dargestellt, d.h. in Form einer dünnen Kalotte mit kreisförmigem Rand und relativ starkem Krümmungsradius, eines Durchmessers beispielsweise zwischen 1 und 4m, wobei auf der konkaven Innenfläche 10b desselben bei 12 die Ausrüstungen der Sonde oder wenigstens ein Simulationsmuster dieser Ausrüstungen angeordnet sind.

Entsprechend der Erfindung wird der Schild 10 derart angeordnet, daß seine konvexe Außenfläche in a einen Teil eines geschlossenen Prüfbehälters bildet, wobei ein freier Zwischenraum zwischen dem Umfangsrand 13 des Schildes und dem umgebenden Abschnitt in bezug auf diesen Behälter belassen wird. Zu diesem Zweck ist bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform eine feststehende zylindrische Wanne 14 vorgesehen, auf der ein lösbarer Ring 15 montiert ist, auf dessen Höhe im Inneren der Schild 10 in horizontaler Position mit seiner konvexen Außenfläche 10a zum Boden der Wanne 14 gerichtet angeordnet ist.

Der Schild 10 ist an einem feststehenden Träger 16 mit dem Ausrüstungsteil 12 des Schildes und andererseits an seinen Enden an dem Ring 15 aufgehängt.

Zwischen den Umfangsrand 13 des Schildes und der Innenfläche des Rings 15 ist ein Teil 17 in Form eines ringförmigen Teils angeordnet, das an dem Ring 15 lösbar befestigt und zu diesem einstellbar ist und in bezug auf den Umfangsrand 13 eine im wesentlichen konkave, näherungsweise sphärische Fläche 18 aufweist, die derart angeordnet ist, daß zwischen der Fläche 18 und dem Rand 13 ein im wesentlichen konstanter ringförmiger Zwischenraum 19, Leckage genannt, angeordnet ist, wie auch die Amplitude der Verschiebung des Umfangsrands 13 aufgrund von Deformationen, denen der Schild während der Prüfungen unterworfen wird.

Im Inneren der Wanne 14 ist gegenüber der äußeren konvexen Fläche 10a eine geeignete Heizeinrichtung 20 eingebaut, die derart angeordnet ist, daß sie die gesamte Fläche des Schildes abdeckt und es ermöglicht, an die Fläche 10a einen thermischen Fluß anzulegen, der als Funktion der Krümmungsabszisse der konvexen Fläche 10a variabel ist. Ein Infrarotreflektor 20a, beispielsweise aus poliertem Aluminium, ist zwischen der Einrichtung 20 und dem Boden der Wanne 14 angeordnet und dient dazu, den thermischen Fluß in Richtung des Schildes 10 zu richten.

Eine derartige Einrichtung 20 kann eine konventionelle Einrichtung sein, die beispielsweise durch röhrenförmige Infrarotstrahler gebildet wird, die in geeigneter Weise verteilt sind, oder durch Graphitwiderstände, deren Form und Anordnung man entsprechend vornimmt, um die gewünschte Art der Verteilung des thermischen Flusses zu erhalten. Solche Heizsysteme mit geeigneter Geometrie sind dem Fachmann geläufig und brauchen daher nicht im Detail beschrieben zu werden.

Das Innere der Wanne 14 kann mit Hilfe eines geeigneten Fluids, beispielsweise durch Stickstoff, unter Druck gesetzt werden, das durch eine Leitung 21 eingeführt wird, die mit einer geeigneten (nicht dargestellten) Quelle über ein Reglerventil 22 verbunden ist, das durch einen Mikroprozessor 23 zur Prüfdurchführung gesteuert wird, der auch mit der Heizeinrichtung 20 ebenso wie mit einer Drucksonde 24 verbunden ist, die im Inneren der Wanne 14 angeordnet ist.

Über der Wanne und dem Träger 16 ist eine Haube 25 zum Auffangen von Gasen und Dämpfen angeordnet, die aus der Wanne durch den Leckagezwischenraum 19 entweichen (Pfeile 26).

Die Haube 25 ist mit einer Abführleitung 27 verbunden, die mit einem Sauggebläse 28 ausgerüstet ist.

Die Funktionsweise der oben beschriebenen Vorrichtung wird nachfolgend beschrieben.

Der Schild 10 bildet einen Deckel für die unter Druck stehende Wanne und wird somit auf seiner konvexen Außenfläche durch einen Druck beaufschlagt, der durch den Mikroprozessor 23 als Funktion von für die zu realisierende Prüfung vorgesehenen Druckänderungen gesteuert wird, während die konkave Innenfläche 10a atmosphärischem Druck unterliegt.

Zwischen den Flächen des Schildes 10 bildet sich daher eine gesteuerte und modulierte Druckdifferenz, die aufgrund der Art der Befestigung des Schildes 10 dazu führt, daß dieser mechanischen Beanspruchungen und insbesondere einer Auslenkung des Randes unterworfen wird, die analog zu denjenigen sind, die tatsächlich bei einem Schild beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre auftreten, wie in Fig. 1 dargestellt ist, und zwar aufgrund dessen, daß der Randbereich des Schildes weder in der Wand der Wanne eingespannt ist, noch während seiner Verschiebung angeflanscht ist, wobei das ringförmige Teil 10 in jedem Moment ohne Kontakt zu dem Schild ist.

Gemäß einem anderen Vorteil hält man einen Leckagequerschnitt (Zwischenraum 19) trotz der Auslenkungsbewegungen des Randbereichs 13 des Schildes konstant, wodurch ermöglicht wird, den Aufbau des realen Drucks im Inneren der Wanne 14 gut zu steuern.

Wenn aus dem einen oder anderen Grunde der durch die Sonde 24 im Inneren der Wanne 14 festgestellte momentane Druck bis auf Toleranzen gleich dem des durch das durch den Mikroprozessor 23 ausgeführte Prüfprogramm angezeigten ist, befiehlt dieser letztere über das Ventil 22 eine folgliche Korrektur in dem einen oder anderen Sinne.

Gleichzeitig mit dem Unterdrucksetzen der Wanne und zur Durchführung des Druckänderungsprogramms wird die Heizeinrichtung 20 in Tätigkeit gesetzt und wird in analoger Weise durch den Mikroprozessor 23 als Funktion des Prüfprogramms gesteuert.

Die Prüfvorrichtung ist ausgelegt, um das zu prüfende Teil beispielsweise Temperaturen auszusetzen, die während einem Hundertstel von Sekunden sind und Überdrücken auf die Fläche 1a in bezug auf die Fläche 1b in der Größenordnung von einem Zehntel eines Bars 1200ºC erreichen oder überschreiten können.

Im Verlauf der Prüfung werden eventuelle Gase und Dämpfe, die durch die thermischen Belastungen des Materials des Schildes erzeugt werden, insbesondere Verbrennungsgase und Entgasungsprodukte von thermischen Schutzmaterialien des Schildes, entsprechend dem Leckagezwischenraum 19 evakuiert, der in der Größenordnung von wenigen Millimetern ist, und durch die saugende Haube 25 aufgefangen.

Die Heizelemente der Einrichtung 20 sind vorzugsweise modular ausgebildet, um eine besondere geometrische Anordnung zu erhalten, um die Verteilungskurve der Dichte des thermischen Flusses (nicht linear) als Funktion der gekrümmten Abszisse aufs Beste anzunähern, und um zu ermöglichen, die Module für spätere Prüfungen, bei denen unterschiedliche Flüsse, insbesondere geringere Flüsse, eingesetzt werden, wieder zu gewinnen.

Das ringförmige Teil 17 ermöglicht es, einen inneren Unterdruck durch Fluidfluß zu erzielen, der aufgrund seiner Form, insbesondere seiner Fläche 18, die an die Verformung des Schildes 10, der den thermomechanischen Bedingungen ausgesetzt wird, angepaßt ist, leicht steuerbar ist.

Die Abmessungen und Formen des Teils 17 werden als Funktion von möglichen Auslenkungen des Schildes berechnet.

Die Wanne 14 kann Schilde 10 unterschiedlichen Durchmessers aufnehmen, es genügt, dementsprechend das ringförmige Teil 17 anzupassen.

Die Steuerung der Leckage wird bei der Ausführungsform von Fig. 2 durch die besondere Art und Geometrie des lösbaren ringförmigen Teils 17 sichergestellt, jedoch kann man gegebenenfalls eine derartige Steuerung ohne das Teil 17 sicherstellen, wobei sich der Rand des Schildes in bezug auf die vertikale Innenwand der Wanne verschiebt.

Es würde daher ausreichen, auf die Gaszuführung im einen oder anderen Sinne in die Wanne über einen Schild durch Selbsteinstellung, erzeugt durch den Mikroprozessor 23, einzuwirken. Jedoch liegen die Nachteile einer derartigen Verfahrensweise in der Notwendigkeit, insbesondere bei Schilden mit großem Durchmesser, eine Druckgasquelle mit großer Leistung und innerhalb der Ansprechzeiten eines derartigen Systems zu haben, um eine genaue Steuerung von Änderungen des realen Drucks im Inneren der Wanne aufrechtzuerhalten.

Die Erfindung ist auf Schilde mit kreisförmigem oder lichtkreisförmigem Rand von mehr oder weniger gebogener Form ebenso wie auf jedes Teil oder jede Struktur von variablen Formen und Abmessungen anwendbar, die ähnliche Simulationen von thermomechanischen Bedingungen des Durchtritts durch eine Atmosphäre erfordern und in der Lage sind, geeignet in einer Wanne anstelle des Schildes in einer Wanne angeordnet zu werden, wie in Fig. 2 dargestellt ist.

Schließlich ist die Erfindung offensichtlich nicht auf die dargestellte und oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern deckt im Gegenteil alle die Varianten, insbesondere in bezug auf die Formen, Abmessungen und Einrichtungen des ringförmigen Teils 17 in Form eines Keils ab, das beispielsweise durch ein bewegliches Teil ersetzt werden kann, das mit dem Rand des Schildes verbunden ist und mit der Wanne (14, 15) in Kontakt steht, um zwischen diesem und dem Schild oder zwischen diesem und der Wanne einen Leckagezwischenraum von im wesentlichen konstantem Querschnitt vorzusehen.


Anspruch[de]

1. Verfahren zur thermomechanischen Prüfung durch Simulation eines Hitzeschildes (10), dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht,

- den Schild derart anzuordnen, daß durch seine konvexe Außenfläche (10a) ein Teil der Innenwand eines geschlossenen Behälters (14, 15) gebildet wird, wobei ein Freiraum (19) zwischen dem Umfangsrand (13) des Schildes (10) und dem umgebenden Abschnitt in bezug auf den Behälter (15) belassen wird,

- den Schild mit dem Behälter durch ein mit dem Schild über dessen Innenseite (10b) verbundenes Mittel (16) in seinem zentralen Teil zu befestigen,

- in den Behälter (14, 15) ein unter kontrolliertem Druck stehendes Fluid zu geben,

- gleichzeitig die konvexe Außenfläche (10a) des Schildes mit einem kontrollierten Wärmefluß, der sich längs der gekrümmten Abszisse entwickelt, zu beaufschlagen,

- die zeitliche Entwicklung des Fluiddrucks und die Leistungsänderungen und während der Zeit des Wärmeflusses als Funktion eines vorerstellten Programms zu kontrollieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man während der gesamten Versuchsprogrammdauer die Leckage am Freiraum (19) zwischen Schild (10) und Behälter (14, 15) zum Kontrollieren des effektiven Drucks in dem Behälter kontrolliert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolle der Leckage durch eine Detektion des Abstands zwischen dem momentanen Einstelldruck und dem tatsächlichen Druck in dem Behälter (14, 15) und einer Wirkung auf den Fluidverlust vorgenommen wird, um den Abstand unter einer vorbestimmten Schwelle zu halten.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolle der Verluste vorgenommen wird, indem zwischen dem Umfangsrand (13) des Schildes (10) und dem in bezug auf den Behälter (15) umgebenden Bereich ein Mittel (17) angeordnet wird, das geeignet ist, einen im wesentlichen konstanten Leckagequerschnitt am Umfangsrand (17) trotz der Verschiebung des letzteren aufrechtzuerhalten.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie gebildet wird aus

- einer im oberen Teil offenen Wanne (14, 15),

- einem Mittel (16) zum Tragen und Positionieren des zu prüfenden Schildes (10) derart, daß der offene Teil der Wanne durch den Schild mit seiner konvexen Außenfläche dem Innern der Wanne zugekehrt abgedeckt wird, wobei zwischen dieser letzteren und dem Umfangsrand (13) des Schildes (10) ein Freiraum (19) angeordnet ist,

- Mitteln (21, 22) zum Einführen des unter kontrolliertem Druck stehenden Fluids in die Wanne (14, 15),

- Mitteln (20) zum Anlegen des Wärmeflußes in die Wanne (14, 15) auf die äußere konvexe Fläche (10a) des Schildes (10) und

- Mitteln (23, 24) zum Steuern und Kontrollieren der Entwicklung des Fluids und des Wäremflusses als Funktion eines vorerstellten Programms.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (16) zum Tragen und Positionieren ein Träger außerhalb der Wanne (14, 15) ist, der mit dieser ebenso wie mit dem Schild, mit diesem an der konkaven Innenseite (10b) und in seinem mittleren Teil, verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Umfangsrand (13) des Schildes (10) und der Wanne (14, 15) ein ringförmiges Teil (17) angeordnet ist, das dazu dient, einen im wesentlichen konstanten Leckagequerschnitt zwischen dem Schild und der Wanne vorzusehen, wie auch die Deformationen des Umfangsrandes (13) sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (17) die Form eines Keils besitzt, fest und einstellbar auf der Wanne (14, 15) montiert ist und in bezug auf den Umfangsrand (13) des Schildes (10) eine konkave Fläche besitzt, deren Abstand gegenüber dem Umfangsrand im wesentlichen konstant ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Teil (17) auf einem Ring (15) in bezug auf die Wanne (14) lösbar befestigt ist und einen Teil hiervon bildet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Freiraum (19) ein Saugabzug (25, 27, 28) angeordnet ist.







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