DE102004009444A1 - Kraftelement - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kraftelement nach einem Gehäuse (5), in dem ein gaserzeugendes Antriebselement (1) und ein Kolben (2a) mit einem auf dem Kolben (2a) angeordneten Stößel (2) angeordnet sind, wobei der Kolben (2a) von den erzeugten Antriebsgasen des Antriebselementes (1) in Austrittsrichtung des Stößels (2) aus dem Gehäuse (5) beschleunigbar ist. DOLLAR A Zur Vereinfachung der Herstellung des Kraftelementes wird vorgeschlagen, dass im Gehäuse (5) eine an ihren Stirnseiten offene Zylinderhülse (3) angeordnet ist, wobei an ihrer ersten Stirnseite das Antriebselement (1) eingeschoben ist und an ihrer zweiten Stirnseite der Stößel (2) angeordnet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Kraftelement mit einem Gehäuse, in dem ein gaserzeugendes Antriebselement und ein Kolben mit einem auf dem Kolben (
2a ) angeordneten Stößel angeordnet sind, wobei der Kolben von den erzeugten Antriebsgasen des Antriebselements in Austrittsrichtung des Stößels aus dem Gehäuse beschleunigbar ist. - Weiterhin ist noch ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kraftelements beschrieben.
- Derartige Kraftelemente werden eingesetzt um mechanische Steuerungsvorgänge in Gang zu setzen, auszulösen oder direkt zu betätigen. Wie in der
DE 2 747 977 A1 beschrieben, wird nach Zündung einer pyrotechnischen Ladung eines Anzündelements in einem Gehäuse ein Kolben, auf dem ein Stößel angeordnet ist, bewegt, der dann aus dem Gehäuse den Stößel ausfährt und damit einen mechanischen Bewegungsvorgang durch Ausübung von Kraft einleiten kann. Kraftelemente dieser Bauform sind jedoch aufwendig und kostspielig. Speziell der Einsatz im Automobilsicherheitsbereich erfordert Lösungen mit hoher technischer Performance bei niedrigem Preis. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Kraftelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu verbessern, dass seine Herstellung vereinfacht und dadurch preiswerter ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst dass im Gehäuse eine an ihren Stirnseiten offene Zylinderhülse angeordnet ist, wobei an ihrer ersten Stirnseite das Antriebselement eingeschoben ist und an ihrer zweiten Stirnseite der Stößel angeordnet ist.
- Der Kolben weist einen größeren Durchmesser als der Stößel auf und beide sind über einen ringförmigen Absatz miteinander verbunden. Die Zylinderhülse ist hieran angepasst und weist im Bereich des Kolbens einen größeren Durchmesser als im Bereich des Stößels auf.
- In vorteilhafter Ausführungsform dient der Übergang der Zylinderhülse vom größeren auf den kleineren Durchmesser im ausgefahrenen Zustand des Stößels als Anschlag für den ringförmigen Absatz des Kolbens.
- Dieser Absatz bzw. Übergang der Zylinderhülse vom größeren auf den kleineren Durchmesser ist durch Stauchen und/oder Falten der Zylinderhülse bzw. deren Wand hergestellt.
- Bevorzugt ist die Zylinderhülse aus einem Metall hergestellt.
- Zum besseren Druckaufbau der Antriebsgase ist im Kolben am zum Antriebselement gewandten Ende eine vorzugsweise halbkreisförmige Ausbuchtung eingebracht.
- An den Stirnseiten der Zylinderhülse ist die Wand der Zylinderhülse vorteilhafterweise nach außen umgebogen, so dass die Zylinderhülse besser im umgebenden Gehäuse verankert ist.
- In bevorzugter Ausführungsform ist auf dem Außenumfang des Kolbens ein Dichtungsring eingelassen.
- Damit der Stößel nach der Zündung des Antriebselements in seiner ausgetriebenen Stellung verankert ist, ist bevorzugt der Stößel an seinem dem Kolben abgewandten Ende konisch ausgebildet, so dass er beim Austreiben in einen Presssitz mit der Zylinderhülse übergeht.
- In bevorzugter Ausführungsform besteht das Gehäuse aus Kunststoff.
- Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kraftelements zeichnet sich dadurch aus, dass die Zylinderhülse, das Antriebselement und der Kolben mit dem Stößel einzeln gefertigt und anschließend als Bausatz geschlossen montiert werden und zuletzt vom Gehäuse aus Kunststoff umgeben wird.
- Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Figuren genauer erläutert.
- In vorteilhafter Weise lassen sich mechanische Steuerungsprobleme als modulares, den verschiedensten Aufgabenstellungen anpaßbares System lösen. Dazu werden die drei Funktionselemente des erfindungsgemäßen Kraftelements wie pyrotechnisches Antriebselement
1 (siehe1 ), Stößel2 mit integriertem Kolben2a und Dichtring4 sowie die Zylinderhülse3 einzeln gefertigt und dann als Bausatz geschlossen montiert und nach unterschiedlichsten kundenspezifischen Einbauverhältnissen mit einem Kunststoffgehäuse5 (siehe auch2 ) umgeben. - Dieses erfindungsgemäße modulare System hat den Vorteil, dass die eigentliche Funktionseinheit bestehend aus Antriebselement
1 , Stößel2 mit Kolben2a und Zylinderhülse3 uneingeschränkt mit einer äußeren Formgebung des Gehäuses für die verschiedensten Einbaubedingungen angepaßt werden kann.2 zeigt verschiedene Ausführungsformen der äußeren Adaptionsgeometrie mit den unterschiedlichsten Gehäusen5 . - Funktion:
- Tritt zum Beispiel an einer elektrischen Einrichtung eine technische Überlastsituation oder im Fahrzeug eine Crashsituation auf, so wird über eine Sensorik ein elektrischer Auslöse- Stromimpuls auf die Anschlußsteckerpins
6 des Antriebselements1 gegeben. Mit diesem Stromstoß wird die pyrotechnische Antriebsladung im Antriebselement1 gezündet, wodurch ein Antriebsdruck im Bereich des Kolbens2a entsteht, der den Stößel2 über den Kolben2a austreibt. Der durch den Übergang des Kolbens2a zum Stößel2 gebildete ringförmige Absatz7 kann in seiner Endlage an die Zylinderhülse3 anschlagen und damit abgebremst werden. Der Stößel2 kann jedoch auch leicht konisch ausgebildet sein, so dass er beim Austreiben durch die Konizität in einen Preßsitz mit der Zylinderhülse3 übergeht. Damit wäre der Stößel2 sehr fest in der Endlage fixiert. Ebenfalls kann diese Konizität ein gesteuertes Abbremsen ermöglichen. Mit dem Bezugszeichen8 ist eine Steckeraufnahme mit Ver rastungsform bezeichnet, über die der Stecker an die Pins6 des Antriebselements1 befestigbar ist. - Die Zylinderhülse
3 ist an ihren Stirnseiten offen ausgebildet, wobei auf einer Stirnseite das Antriebselement1 eingeschoben ist und auf der anderen Stirnseite der Stößel2 angeordnet ist oder herausragt. Der Stößel2 weist an der zum Antriebselement1 zeigenden Seite einen Kolben2a auf, der einen größeren Durchmesser als der Stößel2 aufweist und mit diesem über einen ringförmigen Absatz7 verbunden ist. Hieran angepasst ist die Zylinderhülse3 , die im Bereich des Kolbens2a und des Antriebselements1 einen größeren Durchmesser als an dem dem Antriebselement1 entgegengesetzten Ende der Zylinderhülse3 aufweist. Der Übergang10 der Zylinderhülse3 vom größeren auf den kleineren Durchmesser dient im ausgefahrenen Zustand des Stößels2 als Anschlag11 für den Kolben2a . An dem zum Antriebselement1 gewandten Ende des Kolbens2a ist im Kolben2a eine halbkreisförmige Ausbuchtung9 eingebracht. -
2 zeigt verschiedene Gehäuse5 des Kraftelements, nämlich als im Schnitt viertelkreisförmig, dreieckig mit z. B. einer Schwalbenschwanznut12 zur Befestigung, rund oder rechteckig.
Claims (11)
- Kraftelement mit einem Gehäuse (
5 ), in dem ein gaserzeugendes Antriebselement (1 ) und ein Kolben (2a ) mit einem auf dem Kolben (2a ) angeordneten Stößel (2 ) angeordnet sind, wobei der Kolben (2a ) von den erzeugten Antriebsgasen des Antriebselementes (1 ) in Austrittsrichtung des Stößels (2 ) aus dem Gehäuse (5 ) beschleunigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (5 ) eine an ihren Stirnseiten offene Zylinderhülse (3 ) angeordnet ist, wobei an ihrer ersten Stirnseite das Antriebselement (1 ) eingeschoben ist und an ihrer zweiten Stirnseite der Stößel (2 ) angeordnet ist. - Kraftelement, wobei der Kolben (
2a ) einen größeren Durchmesser als der Stößel (2 ) aufweist und beide über einen ringförmigen Absatz (7 ) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderhülse (3 ) im Bereich des Kolbens (2a ) einen größeren Durchmesser als im Bereich des Stößels (2 ) aufweist. - Kraftelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang (
10 ) der Zylinderhülse (3 ) vom größeren auf den kleineren Durchmesser im ausgefahrenen Zustand des Stößels (2 ) als Anschlag (11 ) für den ringförmigen Absatz (7 ) des Kolbens (2a ) dient. - Kraftelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang (
10 ) der Zylinderhülse (3 ) vom größeren auf den kleineren Durchmesser durch Stauchen und/oder Falten der Zylinderhülse (3 ) hergestellt ist. - Kraftelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderhülse (
3 ) aus einem Metall besteht. - Kraftelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Kolben (
2a ) am zum Antriebselement (1 ) gewandten Ende eine vorzugsweise halbkreisförmige Ausbuchtung (9 ) eingebracht ist. - Kraftelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stirnseiten die Wand der Zylinderhülse (
3 ) rechtwinklig nach außen umgebogen ist. - Kraftelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Außenumfang des Kolbens (
2a ) ein Dichtungsring (4 ) eingelassen ist. - Kraftelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (
2 ) an seinem dem Kolben (2a ) abgewandten Ende konisch ausgebildet ist. - Kraftelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (
5 ) aus Kunststoff besteht. - Verfahren zur Herstellung eines Kraftelements nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderhülse (
3 ), das Antriebselement (1 ) und der Kolben (2a ) mit dem Stößel (2 ) einzeln gefertigt und anschließend als Bausatz geschlossen montiert werden und zuletzt vom Gehäuse (5 ) aus Kunststoff umgeben wird.
Priority Applications (4)
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AT04008316T ATE370336T1 (de) | 2003-04-19 | 2004-04-06 | Kraftelement |
EP04008316A EP1469205B1 (de) | 2003-04-19 | 2004-04-06 | Kraftelement |
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DE10317987 | 2003-04-19 | ||
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2004
- 2004-02-27 DE DE102004009444A patent/DE102004009444A1/de not_active Withdrawn
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DE102007014403B4 (de) * | 2007-03-26 | 2020-02-13 | Trw Airbag Systems Gmbh | Pyrotechnische Antriebseinheit sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Antriebseinheit |
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