CN105658486A - 烟火式致动器 - Google Patents

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Abstract

一种新型致动器(10)，其包括壳体(12)，该壳体(12)具有第一端(14)、第二端(16)和内壁。活塞杆组件(20)被容纳在壳体(12)内，其中，组件(20)包括活塞杆(26)、固定在活塞杆(26)的一端处的第一端盖(22)和固定在活塞杆(26)的相反的另一端处的第二端盖(24)。能量管理装置(34)被约束而围绕第一端盖(22)的外径布置，其中，当致动器(10)致动时，该能量管理装置(34)可在所述活塞杆(26)移动时在预定状况下变形。

Description

烟火式致动器
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年9月30日提交的美国临时申请No.61/884,967的优先权。
技术领域
本发明总体上涉及一种改进的线性致动器，它用于在行人碰撞车辆前部时升高车辆的发动机罩或引擎盖。
背景技术
本发明涉及在与行人碰撞或撞击的情况下采用线性致动器来升高车辆表面(例如发动机罩)的车辆乘员保护系统或其它安全系统。示例性的线性致动器典型地采用烟火式装置来启动致动器内的活塞。对于特定的事件(例如篝火事件)或者对于篝火测试或安装的干火测试，当时产生的能量必须被管理。换句话说，在特定环境中，烟火式致动器可以在“空载”状态下被致动，在此状态下，相关的活塞杆例如可能由于不存在来自汽车发动机罩的负载或其它负载而基本不受限制。当将典型的烟火式致动器的各种组成部件组装在一起时，由诸如卷边、焊接、压配合或任何其它适当的制造过程引起的应力升高部分可能在暴露于致动器致动时的物理冲击时成为薄弱区域。提供对典型的烟火致动式活塞的改进应当是一种进步，这便于对例如篝火事件带来的能量的管理。
发明内容
通过如下一种致动器来解决上文提到的问题和其它问题，该致动器包括壳体，该壳体具有第一端、第二端和第一壳体内壁。活塞杆组件被容纳在该壳体中，其中，该活塞杆组件包括活塞杆，该活塞杆具有靠近壳体第一端的活塞杆第三端、靠近壳体第二端的活塞杆第四端以及第二内壁或活塞杆内壁。第一活塞端盖被固定在第三端中并包括端盖外壁。第二活塞端盖可固定在第四端中并且也包括端盖外壁。第一活塞端外壁包括具有相对较大外径的第一部分，和具有比第一部分的外径小的外径的第二中间部分，其中，该第二部分与第二内壁或活塞杆内壁以可滑动方式接合。集气室可以形成在第二部分的外径和活塞杆内壁之间以及在通过将活塞杆卷边压接到第一活塞端盖而形成的卷边部和第三部分之间。可挤压套筒(crushablesleeve)或能量管理装置可位于集气室中、或者围绕第二部分并在第二内壁或活塞杆内壁中，其中，当致动器致动时，所产生的活塞杆的移动将挤压该套筒，或者换句话说，使该能量管理装置变形。尤其是，如果致动器处于负载(例如车辆的发动机罩)下，则该套筒将根本上不被挤压，因为活塞杆将不会延伸到其完全空载的可能长度。
附图说明
图1是根据本发明的处于预致动状态的致动器的横截面图，其中，该视图是沿着致动器的长度截取的。
图2是根据本发明的处于空载后致动状态(non-loadpost-actuationstate)的致动器的横截面，其中，该视图是沿着致动器的长度截取的。
图3是处于负载下的后致动状态的致动器的横截面图，其中，该视图是沿着致动器的长度截取的。
具体实施方式
如附图所示，线性致动器10包括壳体12。壳体12包括第一端14和第二端16。引爆器或点火器18固定在第一端14中并且用已知的方式密封第一端14。活塞或活塞杆组件20在致动器10致动之前邻近点火器18，其中，该活塞20包括第一端22和第二端24。活塞杆26将第一活塞端22连接到第二活塞端24。如图所示，第一卷边部22a将活塞杆26固定到活塞端22。如上所述，第一卷边部22a只是作为任何由诸如焊接、卷边、压配合等的制造过程引起的类似的应力升高部分的示例。如图所示，活塞端22包括具有较大直径的第一部分22b(靠近点火器18)和与之相反的具有较小直径的第三部分22d。活塞端22的第二部分或中间部分22c具有比第一部分22b和第三部分22d更小的外径。密封件27被围绕活塞端22的较宽部分22b固定，从而防止点火产物泄露到在壳体12和活塞杆26之间限定的环形区域32中。结果，确保了活塞的功效。
根据本发明，能量管理装置(例如，可挤压套筒34)围绕第二部分或较窄的中间部22c设置，从而覆盖该部分22c的至少一部分。由于活塞杆26被围绕活塞中间部分或第二部分22c卷边而形成卷边部22a，套筒34优选以可滑动方式和/或宽松地围绕第二部分22c的较大直径被保持，从而允许活塞杆26沿着部分22c滑动。止动部分22d形成在活塞端22的末端处并将可挤压套筒34限制为围绕该部分22c并位于卷边部22a和部分22d之间的位置。如图1所示，卷边部22a围绕较窄部分22c的外径附到活塞杆上，从而限制套筒34沿着纵向轴线Z的移动。又如图1所示，集气室28可以形成在所述部分22c的外径、卷边部22a、第三部分22d、和活塞杆26的内壁26a之间。因此，在致动器10的致动之前，套筒34则可以位于集气室28中。
与活塞端22一样，活塞端24包括具有较大直径的第三部分24b和具有较小直径的第四部分24d。由于活塞杆26围绕活塞部分24c被卷边而形成卷边部24a，活塞端24被固定到杆26上。环形套环36被焊接或以其它方式围绕壳体12的外表面固定，环形套环36的一部分36a径向地向内延伸到邻近活塞端24，从而也邻近第二活塞杆端24对壳体12和活塞杆26进行定位和限制。当致动器10致动而第一端22碰撞到环形套环36时，环形套环36还对活塞杆20止动。
如图1所示，描述了位于预致动状态的致动器10。尤其是，可挤压套筒34在致动器10致动之前具有特定长度L1。此外，活塞杆26被完全包封在壳体12内。活塞端24优选抵靠着壳体12的第二端16齐平地置放，直至在致动器10致动时被点火器18的点火力向前推进。
如图2所示，示出了处于空载启动状态的致动器10。术语“空载”的意思是表达致动器10在没有任何负载(例如发动机罩的重量以及可能的行人的重量)时启动的状况。本质上，可挤压套筒34的使用提供了针对所述致动器可能在无负载情况下启动的那些事件或预定状况的安全缓冲机构。可以看到，可挤压套筒34此时具有缩短的长度L2，由此，随着活塞杆26穿过壳体12并到达端部16之外，套筒34被压缩。还如图所示，当致动器10致动时，活塞杆26沿着部分22c以可滑动方式前行，同时该套筒34被压缩，以管理活塞杆26的随着它被推动穿过壳体12并到达壳体12外部时的能量。
另一方面，如图3所示，示出了在负载下处于启动状态的致动器10。术语“负载”的意思是表达这样一种状况：致动器10在带有作为负载的发动机罩的重量以及可能的行人重量的情况下被致动。在该“负载”状态下，可以看到所述可挤压套筒34基本上不被挤压，因为当致动器10在正常操作状况(其中，随着活塞杆26以可滑动方式穿过壳体12，在某些点处会施加一个负载以抵抗活塞杆26的移动)下被致动时，此时所述缓冲机构实际上将作为该负载出现。因此，在被致动的致动器10的正常“负载”状况期间，例如当紧急地表明行人和车辆之间发生碰撞时，所述可挤压套筒34典型地不用作缓冲器。
在操作中，当点火器18接收到来自车辆计算机算法的对碰撞、减速或其它已知的适当传感器进行响应的信号时，该线性致动器10被致动。当行人与相关车辆和/或车辆发动机罩接触时，所述算法检测到该碰撞并发送信号给点火器18以进行致动。当致动时，点火器18产生的热量和压力推动活塞20向前或向上穿过主体12的长度而到达第二端16。当活塞20在壳体12内被推进并穿过其长度时，第二活塞端24以及比活塞端24的其余部分具有更大直径的活塞部分24b用来举升或升高发动机罩，以减轻对与其接触的行人的伤害或损害。
应当理解，该致动器很大程度上可以通过本领域已知的技术来形成或制造。例如，美国专利No.6,568,184例示了一种烟火式致动器，并且大致教导了本发明的基本结构，该美国专利的全部内容通过引用的方式并入本文。替代地，其全部内容也通过引用的方式并入本文的美国专利No.8,656,716例示了一种混合式致动器(即，烟火和加压式致动器)或加压气体致动器(其包含一定量的加压气体)。各种组成部件(例如所述壳体和活塞杆)可以是拉制或压制成形的，或者以本领域已知的其它方式形成。所述各种组成部件可以是金属的、聚合材料的或二者的组合，或者由本文中使用的任何其它的坚韧耐用材料制成。点火器18可以由本领域已知的方式形成并可以从任何已知的点火器供应商处购得。活塞端22和24可以被冲压、挤压成形或者以本领域中显而易见的其它方式形成。显著地，根据本发明，与套筒34结合的活塞端22代表了一种能量管理问题的解决方案，即，活塞杆26以可滑动方式接合而穿过窄部分22c。如图2所示，当活塞杆组件20“延伸”而压缩该能量管理装置或套筒34时，活塞杆26实际上离开或者与加宽的第一部分22b分离。因此，将会理解，活塞杆组件20具有相对短或小的预致动长度L3。当致动器10致动时，活塞杆组件20实现了相对长或更大的后致动长度L4，因为活塞杆26以可滑动方式与部分22c的外径接合而压缩、挤压能量管理装置或套筒34和/或使其变形，从而“延长”组件20的长度。如上所述的这种构造不但能够实现“空载”点火事件期间对活塞杆组件20的有效能量管理，而且它还具有包装上的优点。实际上，在致动器10致动之前，致动器10的包装尺寸比较小。
还应理解，前文只是对本发明各种实施例的详细描述，在不偏离本发明的范围的情况下，可以根据本文公开得内容对所公开的实施例进行各种修改。因此，前文的描述并非旨在限制本发明的范围。而是，本发明的范围应由本领域普通技术人员所能想到的各种等同方案决定。

Claims (20)

1.一种致动器，包括：
壳体，所述壳体具有第一端、第二端和内壁；
活塞杆组件，所述活塞杆组件被容纳在所述壳体内，所述组件包括活塞杆、固定在所述活塞杆的一端处的第一端盖和固定在所述活塞杆的相反的另一端处的第二端盖；以及
能量管理装置，所述能量管理装置被约束而围绕所述第一端盖的外壁布置，
其中，当所述致动器被致动时，所述能量管理装置能够在所述活塞杆移动时在预定状况下变形。
2.如权利要求1所述的致动器，其中，所述致动器是烟火式致动器。
3.如权利要求1所述的致动器，其中，所述致动器是混合式致动器。
4.如权利要求1所述的致动器，其中，所述致动器是加压气体致动器。
5.如权利要求1所述的致动器，其中，所述能量管理装置被宽松地约束而围绕所述第一端盖的所述外径布置。
6.如权利要求1所述的致动器，其中，所述能量管理装置是套筒，所述套筒被约束而围绕所述端盖的外径布置，当所述致动器在空载状况下被致动时，所述套筒被压缩或挤压。
7.如权利要求1所述的致动器，其中，当所述致动器被致动时，所述活塞杆以可滑动方式接合所述第一端盖的外径，从而在空载状况下使所述能量管理装置变形。
8.一种致动器，包括：
壳体，所述壳体具有第一端、第二端和内壁；
活塞杆组件，所述活塞杆组件被容纳在所述壳体内，所述活塞杆组件包括活塞杆，所述活塞杆具有靠近所述第一端的第三端和靠近所述第二端的第四端以及位于所述活塞杆内的活塞杆内壁；
第一活塞端盖，所述第一活塞端盖固定在所述第三端内并具有外壁，所述外壁具有第一部分和第二部分，所述第二部分具有比所述第一部分小的外径，其中，所述第二部分能够以可滑动方式接合所述活塞杆内壁的内径；
集气室，所述集气室形成在所述第二部分和所述内壁之间；以及
可挤压套筒，所述可挤压套筒围绕所述第二部分定位并位于所述集气室内，
其中，当所述致动器被致动时，在空载的状况下，所述活塞杆的移动挤压所述套筒。
9.如权利要求8所述的致动器，其中，当所述致动器被致动时，所述活塞杆被沿着所述第一活塞端盖的外壁以可滑动方式接合。
10.如权利要求8所述的致动器，其中，所述致动器是烟火式致动器。
11.如权利要求8所述的致动器，其中，所述致动器是混合式致动器。
12.如权利要求8所述的致动器，其中，所述致动器含有加压气体。
13.如权利要求8所述的致动器，其中，所述可挤压套筒被宽松地约束而围绕所述第一端盖的所述外径布置。
14.一种致动器，包括：
壳体，所述壳体具有第一端、第二端和内壁；
活塞杆组件，所述活塞杆组件被容纳在所述壳体内，所述组件包括活塞杆、固定在所述活塞杆的一端处的第一端盖和固定在所述活塞杆的相反的另一端处的第二端盖，所述活塞杆组件具有从所述第一端盖到所述第二端盖限定的预致动长度；以及
能量管理装置，所述能量管理装置被约束而围绕所述第一端盖的外径布置，
其中，当所述致动器被致动时，所述能量管理装置能够在所述活塞杆移动时变形，并且，当所述能量管理装置变形时，所述活塞杆组件具有从所述第一端盖到所述第二端盖限定的后致动长度，所述后致动长度大于所述预致动长度。
15.如权利要求14所述的致动器，其中，所述能量管理装置具有比所述能量管理装置的后操作长度大的预操作长度。
16.如权利要求14所述的致动器，其中，所述能量管理装置是可变形套筒。
17.如权利要求14所述的致动器，其中，所述第一端盖包括具有第一外径的第一部分、具有第二外径的第二部分和具有第三外径的第三部分，所述能量管理装置被约束而围绕所述第二外径布置。
18.如权利要求17所述的致动器，其中，所述活塞杆被围绕所述第二部分卷边以形成卷边部，并且所述第三部分具有比所述第二外径大的外径，由此，所述能量管理装置被约束在所述卷边部和所述第三部分之间。
19.如权利要求14所述的致动器，其中，所述能量管理装置被宽松地约束而围绕所述外径布置。
20.如权利要求17所述的致动器，其中，所述能量管理装置被宽松地约束在形成于所述第二部分与所述活塞杆的内壁之间的集气室中。
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