CZ21916U1 - Aktivační prvek s dlouhým posunem - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká aktivačního posunovacího prvku s pyrotechnickým zdrojem plynů a je určeno pro zajištění rychlého pohybu mechanického akčního členu, který klade odpor a musí být odsunut na delší vzdálenost. 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.

Pro některé starší aplikace v automobilních bezpečnostních systémech postačují aktivátory s krátkým posunem v řádu jednotek milimetrů nebo centimetrů a jejich konstrukce jsou nyní známé a ověřené. Pro nové aplikace, jako jsou například prostředky ochrany chodců (zdvihače kapoty), jsou někdy vyžadovány velmi dlouhé posuny nad lOcm, což je nyní řešeno buďto využitím jednoho dlouhého masívního pístku (např. EP 1090819 Al) a nebo soustavy teleskopicky vysouvaných pístů v jednom směru (např. US 7327232 B2, JP 2004203062 A, AT 9402 Ul). Obě tato řešení mají zásadní nevýhodu v tom, že při jejich nechtěné iniciaci při manipulaci nevykazují neutrální chování. To znamená, že po dojezdu pístku do krajní polohy dojde k vymrštění celého výrobku ve směru pohybu pístku. Další nevýhodou je pomalá funkce, protože píst musí vykonat celou dráhu v jednom směru. Řešení s jedním pístem má další nevýhodu v tom, že dlouhý pístek musí být dostatečně masívní, aby nedocházelo k jeho ohnutí vlivem posunované zátěže. Řešení s několika teleskopicky vysouvanými pístky zase vyžaduje zvýšení průměru výrobku, což rezultuje v těžký výrobek s velkým vnitřním objemem pro plyny a v nutnost použití silného generátoru plynů.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody a nedostatky dosud známých klasických typů aktivátorů s dlouhým zdvihem do značné míry odstraňuje aktivační prvek s dlouhým posunem podle technického řešení. Podstata technického řešení spočívá v tom, že aktivační prvek je tvořen pístem s generátorem a druhým pístem, přičemž v prvním z nich je uložen pyrotechnický generátor plynů a píst s generátorem i druhý píst jsou proti sobě posuvně uloženy v pracovní trubce, která je po stranách uzavřena prvním dorazem a druhým dorazem tak, že první doraz je opatřen prvním otvorem, jímž prochází dřík pístu s generátorem, a druhý doraz je opatřen druhým otvorem, jímž prochází dřík druhého pístu.

Píst s generátorem a/nebo druhý píst může být tvořen soustavou teleskopických pístků. Spojení prvního dorazu a druhého dorazu s pracovní trubkou je s výhodou hermetické a je tvořeno svarem.

- 1 CZ 21916 Ul

Materiál pístu s generátorem a/nebo druhého pístu a/nebo pístků je nejlépe plast nebo kov. Materiál pracovní trubky, prvního dorazu a druhého dorazu je přednostně nerezová ocel.

Aktivační prvek s dlouhým posunem podle technického řešení s výhodou obsahuje vestavěnou ochranu proti ESD a EMI. Pyrotechnickým zdrojem plynů je s výhodou hermetický GTMS squib.

Výhodou aktivačního posunovacího prvku podle technického řešení je využití dvou protilehlých pístů, které se při funkci prvku lineárně rozjedou na opačné strany a prakticky ve stejném okamžiku dojedou do koncových poloh, Čímž se v souladu se zákonem akce a reakce v tomto optimálním uspořádání zcela eliminuje vymrštění výrobku, které je pozorovatelné u dosavadních konstrukcí aktivátorů s dlouhým zdvihem. Navrhované technické řešení také poskytuje rychlejší posun, než je tomu u stávajících řešení dlouhého posunu. Kromě toho toto uspořádání umožňuje použití pracovní trubky menšího průměru, takže k zajištění potřebné síly stačí slabší generátor plynu, který tolik nenamáhá konstrukci aktivátoru, což poskytuje prostor pro využití plastů alespoň na některé komponenty aktivátoru. Dorazy jsou k pracovní trubce upevněny hermeticky těs15 ným spojem na bázi laserového nebo jiného vhodného typu svaru. Kromě toho je využito nedávno vytvořené řešení odlehčeného posunovacího prvku, využívající umístění generátoru plynů do pístu.

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 buď v ose pístu, nebo kolmo na osu pístu. Přehled obrázků na výkrese

Konkrétní provedení odlehčeného aktivačního posunovacího prvku s pyrotechnickým zdrojem plynů podle technického řešení jsou znázorněna na přiloženém výkrese, na kterém značí:

- obr. 1 - aktivační posunovací prvek s dlouhým posunem a dvěma písty,

- obr, 2 - aktivační posunovací prvek s dlouhým posunem a dvěma písty, z nichž druhý je teleskopický.

Příklady provedení technického řešení

Příklad 1

Aktivační prvek s dlouhým posunem, znázorněný na obr. 1, je tvořen pístem I s generátorem a druhým pístem 2, proti sobě posuvně uloženými v pracovní trubce 3, která je na jedné straně uzavřena prvním dorazem 4 s prvním otvorem 6 pro dřík 8 pístu I s generátorem a na druhé straně je pracovní trubka 3 uzavřena druhým dorazem 5 s druhým otvorem 7 pro dřík 9 druhého pístu. Píst 1 s generátorem je vybaven fixačním úchytem 10 a ve své dutině obsahuje generátor

20 plynu s EMI ochranou ]_[ s přívodními vodiči 12, zatěsněním 13 vodičů a zatěsněním 14 pístu

I s generátorem. Druhý píst 2 je opatřen těsnicími O kroužky, které vytváří těsnění těla 15 druhého pístu a těsnění dříku 16 druhého pístu. Funkce tohoto aktivačního prvku se spouští přivedením elektrického odpalovacího impulzu na přívodní vodiče 12 generátoru 20 plynů, což má za následek vytvoření plynu a jeho expanzi v dutině pístu 1 s generátorem, která způsobí posunutí pístu 1 s generátorem i druhého pístu 2 až do koncových poloh na první doraz 4 a druhý doraz 5. Tím se dřík 8 pístu 1 s generátorem i dřík 9 druhého pístu 2 současně vysunou z pracovní trubky 3 a způsobí žádoucí posun příslušné mechanické součásti.

Příklad 2

Aktivační prvek s dlouhým posunem, znázorněný na obr. 2, je tvořen pístem 1 s generátorem a druhým pístem 2, proti sobě posuvně uloženými v pracovní trubce 3, která je na jedné straně uzavřena prvním dorazem 4 s prvním otvorem 6 pro dřík 8 pístu 1 s generátorem a na druhé

-2 CZ 21916 Ul straně je pracovní trubka 3 uzavřena druhým dorazem 5 s druhým otvorem 7 pro dřík 9 druhého pístu. Píst I s generátorem je vybaven fixačním úchytem 10 a ve své dutině obsahuje generátor 20 plynu s EMI ochranou H s přívodními vodiči 12, zatěsněním 13 vodičů a zatěsněním 14 pístu 1 s generátorem. Druhý píst 2 je teleskopický a kromě základní části opatřené těsnicími O krouž5 ky, které vytváří těsnění těla 15 druhého pístu a těsnění dříku 16 druhého pístu stejně jako v příkladě 1, je opatřen výsuvně připojeným teleskopickým pístkem 17 opatřeným rovněž dvěma těsnicími O kroužky, které vytváří těsnění 18 těla teleskopického pístku a těsnění dříku 19 teleskopického pístku. Funkce tohoto aktivačního posunovacího prvku se spouští přivedením elektrického odpalovacího impulzu na přívodní vodiče 12 generátoru 20 plynů, což má za následek vytvoio ření plynu a jeho expanzi v dutině pístu 1 s generátorem, která způsobí posunutí pístu 1 s generátorem a posun druhého pístu 2 i teleskopického pístku 17 až do koncových poloh na první doraz 4 a druhý doraz 5. Tím se dřík 8 pístu 1 s generátorem i dřík 9 druhého pístu 2 současně vysunou z pracovní trubky 3 a způsobí žádoucí posun příslušné mechanické součásti.

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 nebo pro otvírání ventilačních kouřových Šachet.

Claims (6)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   20 1. Aktivační prvek s dlouhým posunem, vyznačující se tím, že je tvořen pístem (1) s generátorem a druhým pístem (2), přičemž v prvním z nich je uložen pyrotechnický generátor (20) plynů a píst (1) s generátorem i druhý píst (2) jsou proti sobě posuvně uloženy v pracovní trubce (3), která je po stranách uzavřena prvním dorazem (4) a druhým dorazem (5) tak, že první doraz je opatřen prvním otvorem (6), jímž prochází dřík (8) pístu (1) s generátorem, a dru25 hý doraz (5) je opatřen druhým otvorem (7), jímž prochází dřík (9) druhého pístu (2).
2. 2. Aktivační prvek s dlouhým posunem podle nároku 1, vyznačující se tím, že píst (1) s generátorem a/nebo druhý píst (2) obsahuje teleskopický pístek (17).
3. 3. Aktivační prvek s dlouhým posunem podle nároku 1, vyznačující se tím, že spojení prvního dorazu (4) a druhého dorazu (5) s pracovní trubkou (3) je hermetické a je tvoře30 no svarem.
4. 4. Aktivační prvek s dlouhým posunem podle nároku 1, vyznačující se tím, že materiál pístu (1) s generátorem a/nebo druhého pístu (2) a/nebo teleskopického pístku (17) je plast nebo kov.
5. 5. Aktivační prvek s dlouhým posunem podle nároku 1, vyznačující se tím, že

   35 materiál pracovní trubky (3), prvního dorazu (4) a druhého dorazu (5) je nerezová ocel.
6. 6. Aktivační prvek s dlouhým posunem podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje vestavěnou ochranu (11) proti ESD a EMI.