Oblast techniky

Technické řešení se týká Čepového odjišťovače na bázi pyrotechnické komponenty, který je při zapojení na zdroj elektrického proudu schopen konat práci - zasunutí čepu. Řešení podle tohoto technického řešení je dobře využitelné v oblasti bezpečnostních systémů. Je určeno pro zajištění rychlé akce.

Dosavadní stav techniky

Jak je doposud známo, v automobilovém průmyslu nebo i v dalších příbuzných průmyslových odvětvích je pro některé aplikace s výhodou využíváno pyromechanických prvků. Jsou to výrobky, ve kterých se k vykonání práce využívá pyrotechnické energie, ale výstupem z nich je mechanická akce - například posunutí nebo rotace mechanických dílů. Při tomto kroku na okolí dílu nepůsobí účinky výbuchu nebo hoření energetických materiálů, takže na první pohled ani nemusí být zřejmé, že je daný výrobek vytvořen na bázi pyrotechniky. Tyto výrobky - pyromechanické prvky - jsou většinou aktivovány elektrickým impulzem. K jejich přípojem do elektrických sítí se používají dvě základní rozhraní - buď pinová, nebo lanková. Při íunkci pyromechanických výrobků sice nedochází k působení účinků samotného výbuchu na okolí, ale tyto výrobky mohou poranit třeba vyjíždějícím pístem nebo způsobit problémy tím, že při funkci nemají neutrální mechanickou reakci. To znamená, že například pohybující se píst po dojezdu do koncové polohy předá kinetickou energii dorazu svému okolí, což způsobí vržení celého výrobku dopředu, ve směru pohybu pístu.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody a nedostatky dosud známých klasických typů aktivátorů do značné míry odstraňuje čepový odjišťovač na bázi pyrotechnické komponenty podle tohoto technického řešení. Podstata tohoto technického řešení spočívá v tom, že čepový odjišťovač sestává z podsestavy posuvně uložené v pouzdru, přičemž podsestava je tvořena holderem nesoucím iniciátor a dále čepem, který se svým osazením opírá o holder a v prostoru nad iniciátorem má vytvořenou vnitřní dutinu s otvory. Mezi holderem a iniciátorem se nachází těsnící prvek podsestavy a holder je s čepem spojen obvodovým spojem podsestavy. Pouzdro je tvořeno kalíškem a víčkem, které je s kalíškem spojeno obvodovým spojem pouzdra, mezi holderem a kalíškem se nachází těsnící prvek pouzdra a ve vnitřním obvodu víčka je těsnící prvek víčka. Prostor mezi čepem a pouzdrem vytváří pracovní komoru, U čepového odjišťovače je poměr hmotností podsestavy a pouzdra v rozmezí 1:1,3 až 1,3:1.

Čepový odjišťovač na bázi pyrotechnické komponenty podle tohoto technického řešení má s výhodou obvodový spoj podsestavy a/nebo pouzdra vytvořen laserovým svarem. Čep je ve výchozí poloze s výhodou fixován střižným elementem. Iniciátorem je s výhodou GTMS squib.

Čepový odjišťovač na bázi pyrotechnické komponenty podle tohoto technického řešení má podstatnou výhodu v neutrální reakci během funkce bez ukotvení, tzv. „na volno“, kdy po odpálení zůstane ležet na zemi a nedojde k žádnému náhlému posunutí výrobku (akce a reakce je v rovnováze) způsobeném posunutím podsestavy uvnitř pouzdra. Tato jeho vlastnost značně zvyšuje bezpečnost výrobku, kdy se výrazně snižuje riziko poranění osob vjeho blízkosti, popř. riziko poškození objektů.

Další předností čepového odjišťovače na bázi pyrotechnické komponenty podle tohoto technického řešení je také skutečnost, že jej lze připojit do elektrické sítě za použití pinového i lankového rozhraní při minimálních požadavcích na konstrukční změnu výrobku samotného. Díky tomu je dosaženo značné univerzálnosti a rychlého přizpůsobení konkrétní verze výrobku specifickým potřebám potenciálních zákazníků.

CZ 30335 Ul

Objasnění výkresů

Konkrétní vyhotovení čepového odjišťovače podle tohoto technického řešení, odpovídající dále popsaným příkladům uskutečnění technického řešení, jsou znázorněna na přiložených výkresech, kde znázorňuje obr. 1 čepový odjišťovač (pinová verze) 1 a před funkcí, lb po funkci, obr. 2 čepový odjišťovač (lanková verze) 2a před funkcí, 2b po funkci, obr. 3 čepový odjišťovač (pinová verze s tavným členem) 3a před funkcí, 3b po funkci a obr. 4 čepový odjišťovač (pinová verze s tlumícím členem) 4a před funkcí, 4b po funkci. Příklady uskutečnění technického řešení

Příklad 1

Cepový odjišťovač na bázi pyrotechnické komponenty, který je ve statickém stavu znázorněn na obr. la, je pinového typu. Vlastní sestava čepového odjišťovače se skládá ze dvou hlavních částí, vzájemně odlišených rozdílnou hustotou šrafování, tedy z podsestavy S (hustě šrafovaná vnitřní část) a pouzdra P (zbývající vnější část). Podsestava S je tvořena iniciátorem 2, kterým je zde GTMS squib, utěsněný v holderu I těsnicím prvkem 6 podsestavy. O holder i se svým osazením opírá čep 3, který je s holderem I spojen obvodovým spojem 7 podsestavy, vytvořeným laserovým svarem. V prostoru nad iniciátorem 2 má čep 3 vytvořenou vnitřní dutinu 4 s otvory 5. Podsestava S opatřená těsnicím prvkem 6 podsestavy je posuvně uložena v pouzdru P, které je tvořeno kalíškem 8 a víčkem 9, které je s kalíškem 8 spojeno obvodovým spojem 10 pouzdra. Střižný element 14 je umístěn na vnějším vstupu čepu 3 do víčka 9. Čepový odjišťovač je dále vybaven zkratovacím členem 18.

Tento čepový odjišťovač pracuje tak, zeje do iniciátoru 2, zde GTMS squibu, přiveden elektrický odpalovací impulz, následně se ve vnitřní dutině 4 vyvíjí tlakový plyn, který se otvory 5 dostává do pracovní komory 13. Tlakovým působením v prostoru pracovní komory 13 dojde k posunutí celé podsestavy S v osovém směru na stranu dále od víčka 9. To znamená zasunutí části čepu 3 do pouzdra P a naopak vysunutí části holderu 1 na opačné straně. Zasunutí čepu 3 představuje požadovanou pracovní operaci, kdy dojde k odjištění určitého mechanismu a zároveň jeho spuštění (například aktivní hlavové opěrky). Výrobek po funkci je znázorněn na obr. lb.

Příklad 2

Čepový odjišťovač na bázi pyrotechnického zdroje plynů, znázorněný ve výchozí poloze na obr. 2a, je tvořen stejnými funkčními součástmi jako pinový čepový odjišťovač popsaný v příkladu 1, pouze stím rozdílem, že na piny iniciátoru 2 jsou napájeny přívodní vodiče 15. Izolace spoje iniciátoru 2 a přívodních vodičů 15 je zajištěna nástřikem izolačního plastového těla 16. Tato konstrukce nevyžaduje zkratovací člen 18.

Funkce tohoto lankového čepového odjišťovače je rovněž zcela analogická jako již popsaná funkce pinového čepového odjišťovače popsaná v příkladu 1. Konečná poloha podsestavy S v pouzdru P je znázorněna na obr. 2b.

Příklad 3

Čepový odjišťovač na bázi pyrotechnického zdroje plynů, znázorněný ve výchozí poloze na obr. 3a, je tvořen stejnými funkčními součástmi jako pinový čepový odjišťovač popsaný v příkladu 1, pouze stím rozdílem, že je zde použit tavný člen 17, vytvořený z materiálu s nízkým bodem tání (cín, Woodův kov, plast) a zapuštěný ve vnější části čepu 3. Tavný člen 17 umožní únik horkých plynů v případě vystavení výrobku ohni, kdy je rapidně snížena pevnost výrobku a může dojít ke vzniku nebezpečných fragmentů.

Funkce tohoto čepového odjišťovače je rovněž zcela analogická jako již popsaná funkce půlového čepového odjišťovače, popsaná v příkladu 1. Konečná poloha podsestavy S v pouzdru P je znázorněna na obr. 3b.

CZ 30335 Ul

Příklad 4

Čepový odjišťovač na bázi pyrotechnického zdroje plynů, znázorněný ve výchozí poloze na obr. 4a, je tvořen stejnými funkčními součástmi jako pinový čepový odjišťovač popsaný v příkladu 1, pouze s tím rozdílem, že je zde použit tlumící element 19, určený pro tlumení rázu mezi pouzdrem P a podsestavou S.

Průmyslová využitelnost

Čepový odjišťovač podle tohoto technického řešení je využitelný především v oblasti bezpečnostních systémů, pasivní ochrany posádky automobilu nebo chodců, dále při konstrukci automatických hasicích systémů pro průmysl i použití v domácnosti, například v kotelnách, kuchyio nich, garážích a na dalších místech se zvýšeným rizikem vzniku požáru. Je určeno pro zajištění rychlé a bezpečné akce, a to i pri neukotvené funkci systému.