CZ20971U1 - Odlehčený aktivační posunovací prvek s pyrotechnickým zdrojem plynů - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká odlehčeného aktivačního posunovacího prvku s pyrotechnickým zdrojem plynů a je určeno pro zajištění rychlého pohybu mechanického akčního členu, který klade velký odpor. Jako zdroje energie pro tento pohyb je využito pyrotechnického zdroje plynů. Systém je využitelný zejména v automobilovém průmyslu.

Dosavadní stav techniky

Jak je doposud známo, v automobilovém průmyslu nebo i v dalších příbuzných průmyslových odvětvích je pro některé aplikace s výhodou využíváno pyrotechnických aktivačních prvků. Tyto aktivační prvky za určitých okolností vyvolají mechanický posuvný pohyb dalších součástí zařízení.

V praxi jsou známy a používány dvě základní varianty těchto výrobků. Jednou z nich jsou tzv. pinové aktivační prvky (aktivátory) pro připojení konektoru, sestávající z ocelového nosiče pyrotechnického zdroje plynů, který je robustní, z kovové trubky a z pístku, který není nosičem pyrotechnického zdroje plynů, takže celý takto sestavený aktivátor je větších rozměrů a robustní konstrukce.

Alternativním řešením k tomuto typu aktivačních prvků jsou lankové aktivátory s přívodními vodiči. Od pinových aktivačních prvků se odlišují tím, že místo prostoru pro připojení konektoru z nich rovnou vycházejí přívodní vodiče. I pro tyto ale platí, že obsahují robustní tělo nosiče py20 rotechnického zdroje plynů, který je prodlužuje a činí těžšími, než by pro některé aplikace bylo vhodné.

Oba typy popsaných aktivačních prvků jsou obvykle celokovové nebo s vysokým podílem kovových materiálů. To zvyšuje nejen jejich cenu, ale i hmotnost a tím také celkovou hmotnost vozidla. Dalším důvodem jejich vysoké hmotnosti je fakt, že pyrotechnický aktivátor bývá umístěn do robustního nosiče, což prodlužuje celkovou délku výrobku. Nepříznivý dopad na hmotnost vyššího celku aplikovaného v automobilu, kde je právě hmotnost velmi citlivým a sledovaným kritériem, je zřejmý.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody a nedostatky dosud známých klasických typů aktivátorů do značné míry odstraňuje odlehčený aktivační posunovací prvek s pyrotechnickým zdrojem plynů podle technického řešení. Podstata technického řešení spočívá v tom, že tento aktivační posunovací prvek s pyrotechnickým zdrojem plynů je tvořen pístem posuvně uloženým v koncové oblasti pracovního válce, který je na vstupní straně opatřen otvorem pro dřík pístu, dřík pístu posuvně uložený v otvoru je v pracovním válci pevně spojen s pístem, v němž je uložen pyrotechnický zdroj plynů, píst je na svém vnějším obvodu opatřen těsnicím prvkem, dále je pracovní válec uvnitř v okolí otvoru opatřen vybráním a/nebo tlumicím dorazem.

Odlehčený aktivační posunovací prvek podle technického řešení má s výhodou píst na své vnitřní dosedací ploše opatřen tlumením. Pracovní válec je s výhodou na vstupní straně uzavřen pouzdrem s otvorem pro dřík pístu nebo je naopak v koncové oblasti na straně pístu uzavřen přírubou s vodicím otvorem dříku pístu. Materiál pístu, pracovního válce, pouzdra a/nebo příruby může být plastový a/nebo kovový. Pyrotechnickým zdrojem plynů je s výhodou hermetický GTMS squib.

Výhodou odlehčeného aktivačního posunovacího prvku podle technického řešení je úplná integrace pyrotechnického zdroje plynů do tělesa pístu a umístění pyrotechnického zdroje plynů v koncové části pracovního válce s takovou geometrií vzájemného uspořádání jednotlivých částí, že aktivace běžného pyrotechnického zdroje plynů vyvolá v daných prostorových poměrech relativně silnou mechanickou odezvu - pohyb pístu. To umožňuje zmenšení celkové délky výrobku oproti známým řešením aktivátorů a také jeho odlehčení spojené s využitím plastových dílů, které

-1 CZ 20971 Ul u dosavadních aktivátorů vzhledem k vyšší mechanické zátěži bylo třeba vyrobit z kovů. Odlehčení vede také ke zrychleni funkce odlehčeného aktivačního posunovacího prvku podle technického řešeni.

Další zlepšení u aktivačního posunovacího prvku podle technického řešení spočívá v optimalizaci konstrukce, kdy mechanický akční člen, tvořený dříkem pístu a vystupující z pracovního válce, je zároveň obalem pro přívodní vodiče pyrotechnického zdroje plynů. Díky tomu je možno tyto přívodní vodiče vyvést podle potřeby v dané aplikaci bud’ v ose pístu nebo i kolmo na osu pístu.

V neposlední řadě je aktivační posunovací prvek podle technického řešení díky použití plastových dílů bezpečný při požáru vozidla, protože tyto díly na rozdíl od dílů kovových zajistí venti10 tací přetlaku bezpečným způsobem bez vzniku nebezpečných fragmentů.

Přehled obrázků na výkresech

Konkrétní provedení odlehčeného aktivačního posunovacího prvku s pyrotechnickým zdrojem plynů podle technického řešení jsou znázorněna na přiložených výkresech, na kterých značí:

obr. 1 - aktivační posunovací prvek s přívodními vodiči vyvedenými kolmo k dříku pístu obr. 2 - aktivační posunovací prvek s přívodními vodiči vyvedenými v ose dříku pístu obr, 3 - aktivační posunovací prvek s přívodními vodiči vyvedenými kolmo k dříku pístu a s tlumicím dorazem obr. 4 - aktivační posunovací prvek s přívodními vodiči vyvedenými kolmo k dříku pístu a s pístem opatřeným tlumením na dosedací ploše obr. 5 - aktivační posunovací prvek s přívodními vodiči vyvedenými z pracovního válce druhou stranou oproti předchozím provedením obr. 6 - aktivační posunovací prvek se šikmo umístěným pyrotechnickým zdrojem plynů a pracovním válcem uzavřeným v koncové oblasti přírubou obr. 7 - aktivační posunovací prvek s pístem obsahujícím osově umístěný pyrotechnický zdroj plynů, s přírubou a s přívodními vodiči vyvedenými na opačné straně kolmo k dříku pístu.

Příklady provedení technického řešení

Příklad 1

Odlehčený aktivační posunovací prvek s pyrotechnickým zdrojem plynů, znázorněný na obr. 1, je tvořen pístem 1 posuvně uloženým v koncové oblasti pracovního válce 2, který je na vstupní straně uzavřen pouzdrem 10 s otvorem 3 pro dřík 4 pístu. Dřík 4 pístu posuvně uložený v otvoru 3 je v pracovním válci 2 pevně spojen s pístem 1, v němž je uložen pyrotechnický zdroj 5 plynů. Píst 1 je na svém vnějším obvodu opatřen těsnicím prvkem 6 a na své dosedací ploše je píst I opatřen tlumením 9. Pyrotechnický zdroj 5 plynů, kterým je zde GTMS iniciátor, je přímo za35 stříknut do plastového pístu 1. Přívodní vodiče 16 jsou k pyrotechnickému zdroji 5 plynů vedeny skrze píst 1 a dřík 4 pístu, z něhož vystupují v kolmém směru. Těsnicí prvek 6 umístěný na pístu 1 je tvořen O-kroužkem. Vnitřní část pracovního válce 2 i pouzdro 10 jsou kovové a jsou navzájem spojeny krimpem. Pracovní válec 2 i dřík 4 pístu jsou opatřeny uchycením pro připojení do vyšší sestavy.

Funkce tohoto odlehčeného aktivačního posunovacího prvku s pyrotechnickým zdrojem 5 plynů se spouští přivedením elektrického odpalovacího impulzu do pyrotechnického zdroje 5 plynů prostřednictvím přívodních vodičů 16, což má za následek vytvoření plynu a jeho expanzi v dutině pístu 1, která způsobí posunutí pístu 1 až do koncové polohy - ke stěně pouzdra JO. Tím se dřík 4 pístu vysune z pracovního válce 2 a způsobí žádoucí posun připojené mechanické součásti.

Příklad 2

Odlehčený aktivační posunovací prvek s pyrotechnickým zdrojem plynů, znázorněný na obr. 2, je tvořen pístem 1 posuvně uloženým v koncové oblasti pracovního válce 2, který je na vstupní

-2CZ 20971 Ul straně uzavřen pouzdrem 10 s otvorem 3 pro dřík 4 pístu. Dřík 4 pístu posuvně uložený v otvoru 3 v pracovním válci 2 tvoří jeden celek s pístem 1, v němž je uložen pyrotechnický zdroj 5 plynů. Píst i je na svém vnějším obvodu opatřen těsnicím prvkem 6 a na své dosedací ploše je píst 1 opatřen tlumením 9. Pracovní válec 2 je uvnitř v okolí otvoru 3 opatřen tlumicím dorazem 8.

Pyrotechnický zdroj 5 plynů, kterým je zde GTMS iniciátor, je přímo zastříknut do plastového pístu 1. Přívodní vodiče 16 jsou k pyrotechnickému zdroji 5 plynů vedeny skrze píst I a dřík 4 pístu, z něhož vystupují v osovém směru. Těsnicí prvek 6 na pístu I je tvořen O-kroužkem. Vnitřní část pracovního válce 2 i pouzdro 10 jsou kovové a jsou navzájem spojeny krimpem. Pracovní válec 2 je opatřen uchycením pro připojení do vyšší sestavy, dřík 4 pístu je do vyšší io sestavy uchycen závitem.

Příklad 3

Konstrukce odlehčeného aktivačního posunovacího prvku podle obr. 3 opět obsahuje píst i posuvně uložený v koncové oblasti pracovního válce 2, který je na vstupní straně uzavřen pouzdrem 10 s otvorem 3 pro dřík 4 pístu. Píst i i pouzdro 10 jsou opatřeny kuželovou dosedací plochou.

Dřík 4 pístu posuvně uložený v otvoru 3 je v pracovním válci 2 pevně spojen s pístem 1, v němž je uložen pyrotechnický zdroj 5 plynů. Píst I je na svém vnějším obvodu opět opatřen těsnicím prvkem 6. Pracovní válec 2 je uvnitř v okolí otvoru 3 opatřen tlumicím dorazem 8.

Pyrotechnický zdroj 5 plynů, kterým je zde GTMS iniciátor, je uchycen v kovovém pístu 1 prostřednictvím plastového holderu 17 (držáku) nesoucího kontakty iniciátoru, navazující na přívod20 ní vodiče 16, které jsou k pyrotechnickému zdroji 5 plynů vedeny skrze píst I a dřík 4 pístu, z něhož vystupují v kolmém směru. Těsnicí prvek 6 na pístu I je tvořen O-kroužkem. Vnitřní část pracovního válce 2 i pouzdro 10 jsou kovové a jsou navzájem spojeny krimpem. Pracovní válec 2 i dřík 4 pístu jsou opatřeny uchycením pro připojení do vyšší sestavy stejně jako v příkladě 1. Příklad 4

Na obr. 4 je zachyceno konstrukční řešení odlehčeného aktivačního posunovacího prvku s mnoha společnými konstrukčními prvky jako v příkladě 3: píst i je posuvně uložen v koncové oblasti pracovního válce 2, který je na vstupní straně uzavřen pouzdrem 10 s otvorem 3 pro dřík 4 pístu. Dřík 4 pístu posuvně uložený v otvoru 3 je v pracovním válci 2 pevně spojen s pístem I, v němž je uložen pyrotechnický zdroj 5 plynů. Píst I je na svém vnějším obvodu opět opatřen těsnicím prvkem 6. Dosedací plocha pístu 1 je opatřena tlumením 9 a tlumicí doraz je do určité míry nahrazen deformačním kroužkem 12 umístěným na dříku 4 pístu.

Pyrotechnický zdroj 5 plynů, kterým je zde GTMS iniciátor, je uchycen v kovovém pístu 1 prostřednictvím plastového holderu 17 nesoucího kontakty GTMS iniciátoru, navazující na přívodní vodiče 16, které jsou k pyrotechnickému zdroji 5 plynů vedeny skrze píst i a dřík 4 pístu, z něhož vystupují v kolmém směru. Těsnici prvek 6 pístu I je tvořen O-kroužkem. Vnitřní část pracovního válce 2 i pouzdro 10 jsou kovové a jsou navzájem spojeny krimpem. Pracovní válec 2 i dřík 4 pístu jsou opatřeny uchycením pro připojení do vyšší sestavy stejně jako v příkladě 1.

Příklad 5

Konstrukční řešení odlehčeného aktivačního posunovacího prvku podle obr. 5 má základní kon40 strukční prvky společné s předchozím příkladem 4: píst X je posuvně uložen v koncové oblasti pracovního válce 2, který je na vstupní straně uzavřen pouzdrem 10 s otvorem 3 pro dřík 4 pístu. Dřík 4 pístu posuvně uložený v otvoru 3 pouzdra 10 je v pracovním válci 2 pevně spojen s pístem i, v němž je uložen pyrotechnický zdroj 5 plynů. Tento pyrotechnický zdroj 5 plynů je však opačně orientován, než tomu bylo ve všech předchozích příkladech - přívodní vodiče 16 vstupují do plastového holderu J_7 z koncové oblasti pracovního válce 2 (nikoliv přes dřík 4 pístu) a navazují na kontakty pyrotechnického zdroje 5 plynů (GTMS iniciátoru), jehož funkční Část je zabudována do pístu 1 a zasahuje až do dříku 4 pístu, který je opatřen vnitřní dutinou. Píst 1 je na svém vnějším obvodu opět opatřen těsnicím prvkem 6. Dosedací plocha pístu 1 je opatřena tlumením 9.

-3CZ 20971 Ul

Těsnicí prvek 6 na pístu Ije tvořen O-kroužkem. Pracovní válec 2 je ve vstupní části kryté pouzdrem 10 opatřen vybráním 7 pro zesílení tlumicího účinku před dosažením koncové polohy pístu i, kdy se v rozšířené části pracovního válce 2 sníží účinek těsnicího prvku 6 a tím i intenzita vyvolaného posuvného pohybu. Vnitřní část pracovního válce 2 i pouzdro 10 jsou kovové a jsou navzájem spojeny krimpem. Pracovní válec 2 i dřík 4 pístu jsou opatřeny uchycením pro připojení do vyšší sestavy stejně jako v příkladě 1.

Příkladů

Poněkud odlišnou geometrií odlehčeného aktivačního posunovacího prvku podle technického řešení se vyznačuje koncepce zachycená na obr. 6. Od předchozích příkladů se liší především ío tím, že pracovní válec 2 není ve vstupní oblasti již uzavřen zvenčí (pouzdrem), ale je zde až na otvor 3 kompaktní a naopak je uzavřen ve své koncové oblasti přírubou JT, která je natolik robustní, že odolá tlaku pyrotechnického zdroje 5 plynů šikmo vsazeného v pístu 1 prostřednictvím plastového holderu 17 jako v příkladech 3, 4, 5. Přívodní vodiče 16 pak vystupují na opačné straně z dříku 4 pístu rovněž v Šikmém směru. Dřík 4 pístu je na vstupní části pracovního válce 2 is přilehlé k otvoru J opatřen střižným kroužkem 14 pro zajištění výchozí polohy pístu I. Píst I je opět opatřen těsnicím prvkem 6 - O-kroužkem. Stejně je utěsněn i přední dřík 4 pístu, který je posuvně uložen ve vodicím otvoru 12 příruby liPíst 1, pracovní válec 2, dřík 4 pístu i příruba 1T jsou kovové, pracovní válec 2 a příruba 11 jsou navzájem spojeny krimpem. Vstupní část pracovního válce 2 je dále opatřena kanálem 15 pro odvod přebytečného tlakového vzduchu v poslední fázi zdvihu. Tím se umožní navrácení pístu 1 zpět do výchozí polohy po provedení zdvihu.

Příklad 7

Geometrie odlehčeného aktivačního posunovacího prvku podle obr. 7 má hodně společných rysů s předchozím příkladem 6. Pracovní válec 2 je ze své vstupní strany až na otvor 3 kompaktní a naopak je uzavřen ve své koncové oblasti přírubou 11, pyrotechnický zdroj 5 plynů je tentokrát osově zabudován v pístu 1 prostřednictvím plastového holderu 17, přívodní vodiče 16 pak vystupují na opačné straně z dříku 4 pístu v kolmém směru. Píst Ije opět opatřen těsnicím prvkem 6 O-kroužkem. Stejně je utěsněn i přední dřík 4 pístu 1, který j e posuvně uložen v přírubě JT. Píst I je na svém čele vybaven kanály 15' pro rozvod tlakového vzduchu na účinnou plochu pístu 1 po iniciaci.

Píst 1, pracovní válec 2, dřík pístu 4 i příruba JT jsou kovové, pracovní válec 2 a příruba JT jsou navzájem spojeny krimpem. Vstupní část pracovního válce 2 je dále opatřena kanálem 15 pro odvod přebytečného tlakového vzduchu v poslední fázi zdvihu.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení je využitelné především v oblasti pasivní ochrany posádky automobilu nebo chodců jako součást bezpečnostních systémů automobilů. S ohledem na platnou legislativu je možno toto řešení použít také pro jiné aplikace, například jako součást zabezpečovacího systému automobilu proti odcizení, zajištění bezpečnostních dveří proti otevření a k posunu podezřelých předmětů do bezpečné vzdálenosti.

Claims (3)

1. 40 NÁROKY NA OCHRANU

   1. Odlehčený aktivační posunovací prvek s pyrotechnickým zdrojem plynů, vyznačující se tím, že je tvořen pístem (1) posuvně uloženým v koncové oblasti pracovního válce (2), který je na vstupní straně opatřen otvorem (3) pro dřík (4) pístu, dřík (4) pístu posuvně uložený v otvoru (3) je v pracovním válci (2) pevně spojen s pístem (1), v němž je uložen pyrotech-4CZ 20971 Ul nický zdroj (5) plynů, tento píst (1) je na svém vnějším obvodu opatřen těsnicím prvkem (6), dále je pracovní válec (2) uvnitř v okolí otvoru (3) opatřen vybráním (7) a/nebo tlumicím dorazem (8).
2. 2. Odlehčený aktivační posunovací prvek s pyrotechnickým zdrojem plynů podle nároku 1, vyznačující se tím, že píst (1)je na své vnitřní dosedací ploše opatřen tlumením (9).

   5 3. Odlehčený aktivační posunovací prvek s pyrotechnickým zdrojem plynů podle nároku 1, vyznačující se tím, že pracovní válec (2) je na vstupní straně uzavřen pouzdrem (10) s otvorem (3) pro dřík (4) pístu.

   4. Odlehčený aktivační posunovací prvek s pyrotechnickým zdrojem plynů podle nároku 1, vyznačující se tím, že pracovní válec (2) je v koncové oblasti na straně pístu (1) uzaí o vřen přírubou (11) s vodicím otvorem (12) dříku (4) pístu.

   5. Odlehčený aktivační posunovací prvek s pyrotechnickým zdrojem plynů podle nároku 1, vyznačující se tím, že materiál pístu (1), pracovního válce (2), pouzdra (10) a/nebo příruby (11) je plastový a/nebo kovový.

   6. Odlehčený aktivační posunovací prvek s pyrotechnickým zdrojem plynů podle nároku 1,

   15 vyznačující se tím, že pyrotechnickým zdrojem (5) plynů je hermetický GTMS squib,
3. 3 výkresy