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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen US-Anmeldung mit der Seriennummer 62/020,973, eingereicht am 3. Juli 2014, deren Offenbarung durch Verweis vollständig hierin aufgenommen ist.
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STAND DER TECHNIK
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Die hierin beschriebenen Ausführungsformen betreffen allgemein unter Druck stehende fluidbetriebene Antriebe und insbesondere Verfahren und/oder Mechanismen zum Abdichten eines Antriebs gegenüber der Umwelt vor der Aktivierung des Antriebs.
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Bei unter Druck stehenden fluidbetriebenen, kolbenbetriebenen Antrieben wird Fluid aus einer unter Druck stehenden Fluidquelle (zum Beispiel einem pyrotechnischen Gaserzeuger) auf einen Kolben angewandt, wodurch eine Bewegung des Kolbens in dem Gehäuse und ein Ausfahren oder eine Erweiterung einer angebrachten Kolbenstange von dem Antriebsgehäuse produziert wird. Auf diese Weise kann von der Kolbenstange Kraft auf ein betätigbares Element ausgeübt werden, das sich außerhalb des Antriebsgehäuses befindet.
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Bei bestimmten Antriebsgestaltungen und -anwendungen ist es wünschenswert, das Antriebsgehäuse vor der Aktivierung des Antriebs abzudichten, um einen Eintritt von Verunreinigungen und Fremdobjekten darin zu verhindern. Solche Verunreinigungen und Fremdobjekte können den reibungslosen Betrieb des Antriebs verhindern oder stören. Bekannte Techniken zum Abdichten des Antriebs sind in bestimmten Anwendungen strukturell nachteilig und können zum Beispiel durch das Hinzufügen von zahlreichen auf die Dichtung bezogenen Komponenten auch ein unerwünschtes oder nicht annehmbares Maß an zusätzlichen Kosten mit sich bringen.
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Somit besteht ein andauernder Bedarf an verbesserten Verfahren und/oder Mechanismen zum Abdichten eines Antriebsgehäuses vor der Aktivierung des Antriebs.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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In einem Aspekt der hierin beschriebenen Ausführungsformen wird ein unter Druck stehender fluidbetriebener Antrieb bereitgestellt. Der Antrieb beinhaltet ein Gehäuse und einen Schlagbolzen, der bewegbar an das Gehäuse gekoppelt ist. Elastische Dichtungsmittel sind zwischen dem Schlagbolzen und dem Gehäuse positioniert. Die Dichtungsmittel sind komprimierbar, um ein Ende des Gehäuses als Reaktion auf eine Kraft, die vom Schlagbolzen in eine erste Richtung in Richtung des Gehäuses auf die Dichtungsmittel ausgeübt wird, abzudichten. Lösbare Haltemittel sind operativ an den Schlagbolzen gekoppelt und sind strukturiert, um eine Bewegung des Schlagbolzens in eine zweite Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung vor der Aktivierung des Antriebs, und als Reaktion auf eine Reaktionskraft in die zweite Richtung, die von den Dichtungsmitteln auf den Schlagbolzen ausgeübt wird, wenn die Dichtungsmittel komprimiert werden, zu verhindern.
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In einem anderen Aspekt der Ausführungsformen des hierin Beschriebenen wird ein Antrieb bereitgestellt. Der Antrieb beinhaltet ein Antriebsgehäuse mit einer Öffnung, die eine Fluidverbindung zwischen einem Äußeren und einem Inneren des Gehäuses ermöglicht. Ein Schlagbolzen ist bewegbar an das Gehäuse gekoppelt und beinhaltet einen tragenden Abschnitt, der außerhalb des Gehäuses positioniert ist. Eine tragende Fläche ist gegenüber dem tragenden Abschnitt des Schlagbolzens positioniert. Die tragende Fläche definiert eine Öffnung, die eine Fluidverbindung mit dem Gehäuseinneren ermöglicht. Dichtungsmittel werden ebenfalls bereitgestellt und sind strukturiert, um an die tragende Fläche zu grenzen, um die Öffnung der tragenden Fläche zu umschreiben. Die Dichtungsmittel sind auch strukturiert, um zwischen dem tragenden Abschnitt des Schlagbolzens und der tragenden Fläche komprimierbar zu sein, um eine Dichtung zwischen dem Schlagbolzen und der tragenden Fläche zu bilden. Lösbare Haltemittel sind operativ an den Schlagbolzen gekoppelt. Die Haltemittel sind konfiguriert, um vor der Aktivierung des Antriebs eine Bewegung des Schlagbolzens in eine Richtung weg von dem Gehäuse zu verhindern, wenn das Dichtungsmittel komprimiert wird.
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In einem anderen Aspekt der Ausführungsformen des hierin Beschriebenen wird ein Antrieb bereitgestellt. Der Antrieb beinhaltet ein Antriebsgehäuse mit einer Öffnung, die eine Fluidverbindung zwischen einem Äußeren und einem Inneren des Gehäuses ermöglicht. Eine Kolbenstange ist bewegbar im Gehäuse positioniert. Ein Schlagbolzen ist operativ an die Kolbenstange gekoppelt, um sich mit der Kolbenstange zu bewegen. Der Schlagbolzen beinhaltet einen tragenden Abschnitt, der außerhalb des Gehäuses positioniert ist. Eine tragende Fläche ist gegenüber dem tragenden Abschnitt des Schlagbolzens positioniert. Die tragende Fläche definiert eine Öffnung, die eine Fluidverbindung mit dem Gehäuseinneren ermöglicht. Dichtungsmittel werden bereitgestellt und sind strukturiert, um an die tragende Fläche zu grenzen, um die Öffnung der tragenden Fläche zu umschreiben. Die Dichtungsmittel sind auch strukturiert, um zwischen dem tragenden Abschnitt des Schlagbolzens und der tragenden Fläche komprimierbar zu sein, um eine Dichtung zwischen dem Schlagbolzen und der tragenden Fläche zu bilden. Lösbare Haltemittel sind operativ an die Kolbenstange gekoppelt. Die Haltemittel sind strukturiert, um vor der Aktivierung des Antriebs eine Bewegung der Kolbenstange in eine Richtung vom Gehäuseinneren in Richtung des Gehäuseäußeren zu verhindern, wenn das Dichtungsmittel komprimiert wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine Querschnittsseitenansicht einer Ausführungsform eines Antriebs, der durch unter Druck stehendes Fluid angetrieben wird (wie zum Beispiel ein unter Druck stehendes Gas). Der Antrieb wird in einem Zustand nach dem Zusammenbau des Antriebs, aber vor der Aktivierung des Antriebs gezeigt, wobei eine Ausführungsform eines Gehäusedichtungsmittels in einem komprimierten Zustand gezeigt wird.
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2 zeigt eine Querschnittsseitenansicht des Antriebs aus 1 zu einem Zeitpunkt nach der Aktivierung.
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3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die die Antriebsausführungsform der 1 und 2 vor dem Komprimieren eines Gehäusedichtungsmittels zeigt.
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4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Antriebsausführungsform der 1 und 2, die die Kräfte zeigt, die während des Komprimierens des Gehäusedichtungsmittels auf Elemente einer Ausführungsform des Antriebs wirken.
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5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine Ausführungsform der Antriebsausführungsform aus 4 zeigt, nachdem der Schlagbolzen vollständig zu einer Kolbenstange des Antriebs zusammengebaut wurde und die Gehäusedichtung komprimiert wurde.
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5A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine alternative Ausführungsform des Antriebs zeigt, nachdem ein Schlagbolzen vollständig zu einer Kolbenstange des Antriebs zusammengebaut wurde und die Gehäusedichtung komprimiert wurde.
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6A ist eine Querschnittsansicht, die eine andere alternative Ausführungsform des Antriebs zeigt, nachdem ein Schlagbolzen vollständig zu einer Kolbenstange des Antriebs zusammengebaut wurde und die Gehäusedichtung komprimiert wurde.
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6B ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des in 6A gezeigten Antriebs.
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7 ist eine Querschnittsseitenansicht, die 1 ähnelt, die eine andere Ausführungsform eines unter Druck stehenden gasbetriebenen Antriebs in einem Zustand nach dem Zusammenbau des Antriebs, aber vor der Aktivierung des Antriebs zeigt, wobei eine andere Ausführungsform eines Gehäusedichtungsmittels in einem komprimierten Zustand gezeigt wird.
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8A ist eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform des Gehäusedichtungsmittels, die in der Antriebsausführungsform von 7 gezeigt wird.
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8B ist eine Seitenansicht der Ausführungsform der Dichtungsmittel, die in 8A gezeigt wird.
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8C ist eine Querschnittsseitenansicht der Ausführungsform der Dichtungsmittel, die in 8B gezeigt wird.
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9 ist eine schematische Ansicht eines Abschnitts eines Fußgängerschutzsystems, das in einem Fahrzeug installiert ist und einen Antrieb in Übereinstimmung mit einer hierin beschriebenen Ausführungsform, eingesetzt als Haubenhubvorrichtung, beinhaltet.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Gleiche Bezugszeichen beziehen sich in der gesamten Beschreibung mehrerer Ansichten der Zeichnungen auf gleiche Teile.
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Die 1–2 zeigen Querschnittsseitenansichten eines unter Druck stehenden gasbetriebenen Antriebs in einem Zustand direkt vor der Aktivierung (1) und nach der Aktivierung (2). Der Antrieb 10 kann an einem geeigneten Gerät oder Mechanismus angebracht sein und kann (über die Kolbenstange 50, nachfolgend detaillierter beschrieben) operativ an das Gerät oder den Mechanismus gekoppelt sein, um bei Aktivierung eine Kraft auf das Gerät oder den Mechanismus zu übertragen. Die Antriebskraft wird als Reaktion auf die Einführung eines unter Druck stehenden Fluids (zum Beispiel eines unter Druck stehenden Gases) in ein Gehäuse des Antriebs auf eine nachfolgend beschriebene Weise erzeugt. Das unter Druck stehende Gas kann in dem Gehäuse (zum Beispiel durch einen im Gehäuse enthaltenen Gasgenerator) erzeugt werden oder das Gas kann von einer externen Gasquelle in Fluidverbindung mit dem Gehäuseinneren in das Gehäuse eingeführt werden. Eine mögliche Anwendung für einen Antrieb wie hierin beschrieben ist das Anheben eines Teils einer Haube eines Kraftfahrzeugs.
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In der hierin gezeigten Ausführungsform weist der Antrieb 10 ein Gehäuse 12, einen Kolben 30, der verschiebbar in dem Gehäuse positioniert ist, und eine Kolbenstange 50, die an dem Kolben angebracht ist, um sich in Verbindung mit dem Kolben zu bewegen, auf. Das Gehäuse 12 weist eine äußerste Gehäusewand 12d auf, die ein erstes Ende 12a, ein zweites Ende 12b, eine zentrale Längsachse L1 des Gehäuses 12 und einen Körper 12c, der das erste und zweite Ende verbindet, definiert. Die Wand 12d definiert auch ein hohles Inneres 12e des Gehäuses. In der in den 1–2 gezeigten Ausführungsform ist das erste Ende 12a des Gehäuses radial nach außen aufgeweitet, um einen geeigneten Gasgenerator 14 unterzubringen (zum Beispiel einen bekannten Mikrogasgenerator), der durch Crimpen, Klebebefestigung oder ein anderes geeignetes Verfahren darin eingesetzt und gehalten wird. Alternativ kann der Gasgenerator 14 unter Anwendung eines geeigneten Halteverfahrens an ein Äußeres des ersten Endes des Gehäuses angebracht sein. Ein gasemittierender Abschnitt 14a des Gasgenerators 14 ist in dem Gehäuse positioniert, sodass erzeugte Gase nach dem Aktivieren des Gasgenerators in das Gehäuseinnere fließen. Falls gewünscht, kann eine geeignete Dichtung (wie zum Beispiel eine Epoxiddichtung, eine O-Ring-Dichtung oder ein anderes Dichtungsmittel) (nicht gezeigt) bereitgestellt werden, um ein Austreten an erzeugtem Gas zwischen dem Gasgenerator 14 und dem Gehäuse 12 in ein Äußeres des Gehäuses zu verhindern oder zu minimieren.
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In der in den 1–2 gezeigten Ausführungsform weist das zweite Ende 12b eine Öffnung 12f auf, die strukturiert ist, um dort hindurch einen Abschnitt der am Kolben 30 angebrachten Kolbenstange 50 aufzunehmen, die verschiebbar im Gehäuseinneren positioniert ist. Die Öffnung 12f kann größenbemessen oder anderweitig strukturiert sein, um die Kolbenstange 50 lateral zu halten oder zu stützen, während sich Abschnitte der Stange durch die Öffnung 12f in das und aus dem Gehäuse bewegen. In der in den 1–2 gezeigten bestimmten Ausführungsform ist eine Endwand 12g aus einem Abschnitt des Gehäuses 12 gebildet und ist eine Öffnung 12f in der Wand 12g gebohrt oder anderweitig gebildet.
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Es wird eine tragende Fläche bereitgestellt, um die Komprimierung der Dichtungsmittel 650 (nachfolgend beschrieben) dagegen zu ermög1ichen. Die tragende Fläche definiert eine Öffnung, die eine Fluidverbindung zwischen einem Äußeren und einem Inneren des Gehäuses ermöglicht. In der in den 4–5 gezeigten Ausführungsform wird das Dichtungsmittel durch ein Montageelement 550 bereitgestellt, das durch Schweißen oder ein anderes geeignetes Mittel an dem Gehäuse 12 befestigt ist. Das Montageelement 550 kann verwendet werden, um den zusammengebauten Antrieb an einem Fahrzeug oder anderen Mechanismus, auf das/den die Antriebskraft zu übertragen ist, anzubringen. In der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform ist das Montageelement 550 in der Form einer flachen Platte mit darin gebildeten Bolzenlöchern 550a. Das Montageelement kann jedoch eine beliebige Konfiguration aufweisen, die für die Anforderungen einer bestimmten Anwendung geeignet ist. Das Montageelement 550 kann an dem Gehäuseende 12b angebracht sein, um eine gasdichte Dichtung zwischen dem Gehäuse und dem Montageelement zu bilden. Wenn das Montageelement 550 wie in den 4–5 gezeigt an dem Gehäuse 12 angebracht ist, um dazwischen eine gasdichte Dichtung zu bilden, ermöglicht die Öffnung 550p eine Fluidverbindung dort hindurch zwischen einem Äußerem des Gehäuses und dem Gehäuseinneren.
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In der in den 1–5 gezeigten Ausführungsform ist das Montageelement 550 unter Verwendung eines Kragens 560 an dem Gehäuse 12 befestigt. In der gezeigten Ausführungsform weist der Kragen 560 einen ersten, relativ größeren Durchmesserabschnitt 560a und einen zweiten, relativ kleineren Durchmesserabschnitt 560b, der sich vom ersten Abschnitt 560a erstreckt, auf. Das Montageelement 550 liegt an einer Endfläche 560c des ersten Abschnitts 560a an und ist in dieser Position unter Verwendung einer Schweißnaht oder eines anderen geeigneten Mittels am Kragen befestigt. Der zweite Abschnitt 560b bildet eine enge Passung oder eine kleine Presspassung mit der äußeren Fläche der Gehäusewand 12d und kann entlang der Gehäusewand geschoben werden, bis das Montageelement an dem Gehäuseende 12b anliegt. Dann kann das Montageelement 550 in dieser Position durch Schweißen oder anderweitig geeignetes Befestigen des Kragens am Gehäuse entlang der Schnittstelle zwischen einem Kragenende 560d und dem Gehäuse 12 befestigt werden.
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Bezug nehmend auf 5A wird in einer alternativen Ausführungsform 110 des Antriebs die tragende Fläche für die Dichtungsmittel durch das Gehäuseende 12b gebildet, das strukturiert ist, um dem Schlagbolzen 500 zu ermöglichen, die Dichtungsmittel 650 wie gezeigt gegen die Gehäuseendwand 12g zu komprimieren, wodurch das Montageelement 550 wegfallen oder in einem anderen Abschnitt des Gehäuseäußeren neu positioniert werden kann. In dieser Ausführungsform ermöglicht die Öffnung 12f eine Fluidverbindung dort hindurch zwischen einem Äußerem des Gehäuses und dem Gehäuseinneren.
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Der Kolben 30 ist verschiebbar im Gehäuseinneren 12e positioniert. Der Kolben weist eine Basis 30a mit einer Außenwand 30b auf. Eine Nut 30c ist in der Wand 30b gebildet und ist strukturiert, um darin einen O-Ring 40 oder eine andere geeignete elastische gasdichte Dichtung aufzunehmen. Auf eine bekannte Weise kontaktiert der O-Ring 40 elastisch gleitend die Innenflächen der Gehäusewand 12d, wodurch eine im Wesentlichen gasdichte Dichtung zwischen dem Kolben 30 und der Wand 12d bereitgestellt wird. Wenn der Kolben 30 im Gehäuse 12 positioniert ist und der O-Ring 40 die Innenflächen der Gehäusewand kontaktiert, definiert die Kontaktregion zwischen dem O-Ring und der Gehäusewand eine Grenze zwischen einer Seite mit höherem Druck P1 des Kolbens und einer Seite mit geringerem Druck P2 des Kolbens.
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In der in den 1–2 gezeigten Ausführungsform erstreckt sich ein Vorsprung 30d von der Basis 30a. Der Vorsprung 30d ist strukturiert, um eine zugehörige Kolbenstange 50 in einer Presspassung in Eingriff zu nehmen (oder geeignet daran angebracht zu werden) oder um anderweitig eine Anbringung der Kolbenstange 50 am Kolben 30 zu ermöglichen oder zu vereinfachen.
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Die Kolbenstange 50 ist der Mechanismus, durch den die Antriebskraft auf ein Element übertragen wird (zum Beispiel einen Teil einer Haube eines Fahrzeugs (schematisch als Element 902 in 9 gezeigt)), das mit der Kolbenstange verbunden ist. Die Kolbenstange 50 weist ein erstes Ende 50a auf, das am Kolben angebracht ist, um sich in Verbindung mit dem Kolben zu bewegen. Ein zweites Ende 50b gegenüber dem ersten Ende kann zur Anbringung an ein Element oder einen Mechanismus, auf das/den die Antriebskraft zu übertragen ist, (oder um dagegen zu drücken) konfiguriert sein. In der in den 1–2 gezeigten Ausführungsform ist die Kolbenstange 50 hohl. Alternativ kann die Kolbenstange massiv sein. Die Kolbenstange kann auch eine(n) bestimmte(n) Länge, Durchmesser, Form und/oder andere Eigenschaft(en) aufweisen, die für eine bestimmte Anwendung geeignet oder erforderlich sind.
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Außerdem, wie in 3 gezeigt, kann als Teil eines lösbaren Haltemittels (an anderer Stelle hierin beschrieben) eine Nut oder eine Schulter 50z entlang einer Außenfläche der Kolbenstange 50 neben dem zweiten Ende 50b der Kolbenstange gebildet sein. Die Nut 50z ist größenbemessen, um darin einen Teil einer Halteklammer 600 wie nachfolgend beschrieben aufzunehmen.
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Die 3–5 sind vergrößerte Querschnittsansichten, die das zweite Ende 12b des Gehäuses 12 aus den 1–2 auf verschiedenen Stufen während des Zusammenbaus des Antriebs 10 zeigen. 3 zeigt den Antrieb vor der Komprimierung der Gehäusedichtungsmittel 650 (nachfolgend beschrieben). 4 zeigt die Kräfte, die während des Komprimierens der Dichtungsmittel 650 auf eine Ausführungsform des Antriebs wirken. 5 zeigt den Antrieb, nachdem der Schlagbolzen 500 (nachfolgend beschrieben) vollständig an der Kolbenstange 50 zusammengebaut wurde, mit den Dichtungsmitteln 650 in einem komprimierten Zustand.
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In hierin beschriebenen Ausführungsformen ist der Schlagbolzen 500 durch Anbringung an das zweite Ende 50b der Kolbenstange bewegbar an das Gehäuse gekoppelt. Der Schlagbolzen 500 ist strukturiert, um eine Fläche eines Gegenstands direkt zu kontaktieren, um die Antriebskraft nach der Aktivierung des Antriebs auf den Gegenstand zu übertragen. Der Schlagbolzen 500 ist auch strukturiert, um Druck auf Dichtungsmittel 650 (nachfolgend beschrieben) auszuüben, wenn der Schlagbolzen an der Kolbenstange angebracht oder daran gekoppelt ist, wodurch sich eine gasdichte Dichtung wie hierin beschrieben bildet. In der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform weist der Schlagbolzen 500 einen Basisabschnitt 500a und einen tragenden Abschnitt 500b auf, der sich vom Basisabschnitt nach außen erstreckt. Der tragende Abschnitt 500b komprimiert die Dichtung 650, wenn der Schlagbolzen an der Kolbenstange angebracht ist. Der Schlagbolzen 500 kann aus einem geeigneten Material gebildet sein, zum Beispiel einem metallischen Material, einem Polymer oder anderen Material.
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Der Schlagbolzen 500 kann unter Anwendung eines geeigneten Verfahrens an der Kolbenstange 50 angebracht werden. In einer Ausführungsform sind Gewinde (nicht gezeigt) entlang einer Außenfläche des Basisabschnitts des Schlagbolzens und ergänzende, passende Gewinde (nicht gezeigt) entlang der Innenflächen der Wand der hohlen Kolbenstange gebildet. In einer anderen Ausführungsform nimmt der Bassabschnitt 500a des Schlagbolzens die Kolbenstangenwände in einer Presspassung in Eingriff, während der Bassabschnitt in die Kolbenstange eingesetzt wird. Es können andere Verfahren angewandt werden, um den Schlagbolzen an der Kolbenstange zu befestigen. Während der Anbringung des Schlagbolzens an der Kolbenstange übt der Schlagbolzen Druck auf die Dichtungsmittel 650 auf, um die Dichtung 650 gegen die tragende Fläche zu komprimieren (die in der in den 1–5 gezeigten Ausführungsform durch das Montageelement 550 bereitgestellt wird), wodurch sich eine Gehäusedichtung wie nachfolgend beschrieben bildet. Ein Verfahren, das angewandt wird, um den Schlagbolzen an der Kolbenstange zu befestigen, muss den Schlagbolzen auch in Bezug auf die Kolbenstange 50 in Position halten, um eine Komprimierung der Dichtungsmittel 650 über den gesamten Zeitraum nach dem Zusammenbau des Antriebs, während der Installation des Antriebs (zum Beispiel in einem Fahrzeug bei einer Haubenhubanwendung) und vor der Aktivierung des Antriebs aufrechtzuhalten.
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Das Dichtungsmittel 650 ist zwischen dem Montageelement 550 und dem Schlagbolzen 500 positioniert. In einer Ausführungsform ist das Dichtungsmittel 650 strukturiert und positioniert, um sich elastisch zu verformen, um eine gasdichte Dichtung zwischen dem Montageelement 550 und dem Schlagbolzen 500 bereitzustellen, wenn die Dichtung zwischen dem Montageelement und dem Schlagbolzen komprimiert wird. Diese Dichtung hilft dabei, eine Umweltverunreinigung durch die Gehäuseöffnung 12f vor der Aktivierung des Antriebs zu verhindern. Die Begriffe „elastisch verformbar” und „elastisch verformen” wie hierin verwendet beziehen sich auf ein Element des Antriebs, das sich als Reaktion auf eine ausgeübte Kraft verformt und das bei Entfernen der ausgeübten Kraft in seinen nicht verformten Zustand zurückkehrt. Solche Elemente üben auch eine Reaktionskraft gegen das Merkmal, das die Kraft auf den Antrieb ausübt, aus.
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Das Dichtungsmittel 650 ist auch strukturiert, um an die tragende Fläche zu grenzen, sodass die Kontaktregion zwischen dem Dichtungsmittel und der tragenden Fläche für das Dichtungsmittel die in der tragenden Fläche gebildete Öffnung umschreibt. Der Begriff „umschreiben” wie hierin verwendet und wie auf die Positionierung des Dichtungsmittels in Bezug auf die Öffnung 12f angewandt bedeutet „Einschließen in Grenzen” (d. h. der Abschnitt der Dichtungsmittel, der an der tragenden Fläche anliegt, schließt die Öffnung der tragenden Fläche ein oder umgibt diese, sodass sich, wenn das Dichtungsmittel komprimiert wird, eine fluiddichte Dichtung zwischen dem Schlagbolzen und der tragenden Fläche bildet). Zum Beispiel, wie in den 4–5 gezeigt, umgibt die ringförmige Kontaktregion 650a zwischen dem Dichtungsmittel 650 und dem Montageelement die im Montageelement gebildete Öffnung 550p oder schließt diese ein. Außerdem, wie in 5A gezeigt, umgibt die ringförmige Kontaktregion 650a zwischen dem Dichtungsmittel 650 und der Gehäuseendwand 12g die im zweiten Ende 12b des Gehäuses gebildete Öffnung 12f oder schließt diese ein.
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In einer bestimmten Ausführungsform ist das Dichtungsmittel 650 ein O-Ring oder eine Dichtung, der/die aus einem Gummi oder einem anderen geeigneten elastisch verformbaren Material gebildet ist, der/die auf das Ende 50b der Kolbenstange geschoben werden kann. Unter Bezugnahme auf die 7 und 8A–8C ist das Dichtungsmittel in einer anderen bestimmten Ausführungsform 655 in der Form eines Rings oder einer Scheibe 655a, umspritzt mit einem elastomeren oder anderen elastisch verformbaren Material 655b wie zum Beispiel einer Gummiverbindung. In der gezeigten Ausführungsform weist die Scheibe 655a ein Paar gegenüberliegender paralleler Flächen 655c und 655d auf. Das umspritzte elastomere Material 655b erstreckt sich in gegenüberliegende Richtungen V und V2 jeweils hinter Flächen 655c und 655d zu einer Entfernung d1 von der Fläche 655c und einer Entfernung d2 von der Fläche 655d. Die Entfernungen d1 und d2 können gleich oder unterschiedlich sein. Bezug nehmend auf 7 wird das umspritzte elastomere Material 655b an jeder Seite der Scheibe 655a, wenn der Schlagbolzen in Richtung V2 in Richtung der tragenden Fläche gedrängt wird, in Richtungen hin zur Scheibe komprimiert.
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Alternativ kann ein nicht elastisches Dichtungsmittel zwischen dem Montageelement und dem Schlagbolzen komprimiert werden, um die Dichtung zu bilden. Alternativ kann eines aus einer Vielzahl von anderen elastischen oder nicht elastischen Dichtungsmitteln verwendet werden. Die bestimmten strukturellen Merkmale der tragenden Fläche (zum Beispiel das Montageelement 550 oder das Gehäuseende 12b), die Kolbenstange 50 und der Schlagbolzen 500 können gemäß der Art des einzusetzenden Dichtungsmittels definiert werden.
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Die gerade beschriebenen Ausführungsformen und Mechanismen stellen effektive Wege bereit, um das Gehäuseinnere des Antriebs vor der Aktivierung des Antriebs gegenüber der Umgebung abzudichten.
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Unter Bezugnahme auf die 3–5A ist die Halteklammer 600 als Teil eines lösbaren Haltemittels in der Kolbenstangennut 50z positioniert. Die Klammer 600 kann zum Beispiel in der Form eines konventionellen Schnapprings sein, der strukturiert ist, um als Reaktion auf das Einfügen der Kolbenstange in eine von der Klammer definierte zentrale Öffnung elastisch ablenkbar oder erweiterbar zu sein. Die Klammer 600 ist strukturiert, um an ein Merkmal anzugrenzen, das im Gehäuseinneren positioniert ist, um eine Bewegung der Kolbenstange und eines Schlagbolzens, der an die Kolbenstange gekoppelt ist, in eine Richtung vom Gehäuseinneren in Richtung des Gehäuseäußeren (d. h. in der Richtung des Pfeils V (2)) vor der Aktivierung des Antriebs und auch als Reaktion auf eine Kraft, die durch das komprimierte Dichtungsmittel auf die Baugruppe Kolbenstange/Schlagbolzen in Richtung V ausgeübt wird, zu verhindern oder einzuschränken. In der gezeigten Ausführungsform ist die Klammer 600 strukturiert, um an eine Fläche 12g-1 der Gehäuseendwand 12g im Gehäuseinneren zu grenzen, um vor der Aktivierung des Antriebs eine Bewegung der Kolbenstange 50 und des Schlagbolzens 500 in Richtung V zu verhindern, wenn das Dichtungsmittel komprimiert wird.
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Während des Zusammenbaus des Antriebs wird eine Kraft auf die Kolbenstange 50 in Richtung V ausgeübt, sodass die Klammer 600 an der Gehäuseendwand 12g (oder einem anderen geeigneten Merkmal, das sich im Gehäuse befindet) anliegt. Während die Kolbenstange in dieser Position gehalten wird, wird eine Kraft auf den Schlagbolzen 500 ausgeübt, um den Schlagbolzen weiter in das hohle Innere der Kolbenstange in Richtung V2 zu drängen, während gleichzeitig das Dichtungsmittel 650 zwischen dem tragenden Abschnitt 500b des Schlagbolzens und der tragenden Fläche komprimiert wird. Der Schlagbolzen 500 wird dann in der Position befestigt oder gehalten, in der das Dichtungsmittel 650 zwischen dem Schlagbolzen und der tragenden Fläche komprimiert wird. Das Dichtungsmittel bleibt dann komprimiert, wodurch sich eine gasdichte Dichtung bildet, um dabei zu helfen, zu verhindern, dass vor der Aktivierung des Antriebs Verunreinigungen in das Gehäuse 12 eintreten.
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In einer bestimmten Ausführungsform ist der Schlagbolzen durch eine Gewindeverbindung an der Kolbenstange befestigt. Mit der Klammer 600, die an der Gehäuseendwand 12g anliegt und daran verankert ist, während der Schlagbolzen in die Kolbenstange geschraubt wird, indem er in Bezug auf die Kolbenstange gedreht wird, wird der tragende Abschnitt 500b des Schlagbolzens in Richtung der tragenden Fläche (in den 1–5, Montageelement 550) gezogen, wodurch das Dichtungsmittel 650 komprimiert wird. Wenn sich das Dichtungsmittel 650 in einem komprimierten Zustand befindet, übt das Dichtungsmittel eine Reaktionskraft aus, die die Baugruppe Schlagbolzen/Kolbenstange tendenziell in Richtung V gegen die durch die Klammer 600 bereitgestellte Rückhaltekraft drückt. Die Klammer 600 und die Nut 50z sind so strukturiert, dass die Klammer 600 während der anfänglichen Kompression des Dichtungsmittels und während des gesamten Zeitraums nach dem Zusammenbau des Antriebs, während der Installation des Antriebs (zum Beispiel in einem Fahrzeug in einer Haubenhubanwendung) und vor der Aktivierung des Antriebs sitzen bleibt. Die Klammer 600 und die Nut 50z sind auch so strukturiert, dass durch die unter Druck stehenden Gase produzierte Kräfte, die auf den Kolben 30 wirken (als Resultat der Aktivierung des Antriebs (zum Beispiel durch Aktivierung des Gasgenerators 14)) ausreichend sind, um eine Verformung der Klammer 600 und/oder einen Auswurf oder eine Lösung der Klammer 600 von der Nut 50z zu produzieren, wodurch die Klammerhaltekraft überwunden wird, sodass die Klammer keinen Widerstand gegen eine Bewegung der Kolbenstange in Richtung V ausübt oder sodass eine von der Klammer ausgeübte Kraft so wenig Widerstand gegen eine Bewegung der Kolbenstange bereitstellt, dass sie die gewünschte Funktion des Antriebs nicht beeinträchtigt. Dies löst die Kolbenstange und den Schlagbolzen, um sich weiter in Richtung V zu bewegen. Die detaillierte Struktur (mit Abmessungen) der Klammer und der Nut, die erforderlich ist, um die gewünschten Halteeigenschaften für eine gegebene Anwendung bereitzustellen, können analytisch und/oder iterativ durch Experimente unter Anwendung bekannter Verfahren bestimmt werden.
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Falls gewünscht, kann die Nut 50z eine schräge Fläche oder Rampe 50y beinhalten (wie zum Beispiel in den 4 und 5 gezeigt), die in oder entlang einer Seite der Nut, die dem Kolbenstangenende 50a am nächsten ist, gebildet ist. Dies stellt eine schräge Fläche bereit, um das Entfernen der Halteklammer 600 aus der Nut 50z zu vereinfachen, während sich die Kolbenstange in Richtung V bewegt, nachdem der Antrieb aktiviert wurde. Die Abmessungen der schrägen Fläche können angepasst werden, um die Menge an Kraft, die erforderlich ist, um die Halteklammer aus der Nut 50z zu drängen, anzupassen.
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Unter Bezugnahme auf die 6A–6B wird in einer anderen alternativen Ausführungsform 210 des Antriebs die tragende Fläche, die zum Komprimieren des Dichtungsmittels verwendet wird, durch ein Verstärkungselement 32 bereitgestellt, das auf das Gehäuseende 12b angewandt wird, um die Gehäuseendwand 12g gegen Stoßkräfte, ausgeübt vom Kolben 30, der die Endwand am Ende des Kolbenhubs (d. h. bei vollem Hub) kontaktiert, zu verstärken oder zu unterstützen.
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In der in den 6A–6B gezeigten Ausführungsform ist das Verstärkungselement 32 in der Form eines Kragens oder einer Kappe, der/die durch Schweißen oder ein anderes geeignetes Verfahren an ein Ende des Gehäuses 12 angebracht ist. Die Kappe kann jedoch eine alternative Konfiguration aufweisen, die für die Anforderungen einer bestimmten Anwendung geeignet ist. In der in den 6A–6B gezeigten Ausführungsform weist die Kappe 32 einen Basisabschnitt 32a und eine Wand 32b auf, die sich in eine erste Richtung von einem Rand des Basisabschnitts erstreckt, um einen Hohlraum 32c zu definieren, der strukturiert ist, um darin einen Abschnitt des zweiten Endes 12b des Gehäuses aufzunehmen. Der Kappenbasisabschnitt 32a weist auch eine darin gebildete Öffnung 32d auf. Die Öffnung 32d ist koaxial mit (oder ist anderweitig ausgerichtet an) der Öffnung 12f im Gehäuse 12, um der Kolbenstange 50 zu ermöglichen, sich durch die Öffnung zu erstrecken. Die Öffnung 32d ermöglicht eine Fluidverbindung mit dem Inneren des Gehäuses 12, wenn die Kappe 32 an dem Gehäuseende angebracht ist. In dieser Ausführungsform stellt eine Außenfläche 32x des Kappenbasisabschnitts 32a die tragende Fläche bereit, gegen die das Dichtungsmittel 650 durch Kräfte komprimiert wird, die vom Schlagbolzen 500 wie vorstehend beschrieben ausgeübt werden. Die Öffnung 32d kann größenbemessen sein, um einen Spielraum zwischen der Kolbenstange 50 und den Rändern der Öffnung bereitzustellen oder um der Kolbenstange anderweitig zu ermöglichen, während der Bewegung der Kolbenstange den Rand der Öffnung entlang zu gleiten. Das Verstärkungselement 32 kann aus einem metallischen Material oder einem anderen geeigneten Material oder Materialien gebildet sein.
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Die in den 6A–6B gezeigte Ausführungsform beinhaltet auch ein Montageelement 550' und einen zugehörigen Anbringungskragen 560' (ähnlich wie das Montageelement 550 und der Kragen 560, die in den 1–5 gezeigt sind und vorstehend beschrieben wurden), die in einem zentralen Abschnitt des Gehäuseäußeren neu positioniert sind.
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Unter Bezugnahme auf die 6A–6B wird bei einer Art der Anwendung des Dichtungsmittels 650 auf den Antrieb, wenn gewünscht ist, das Dichtungsmittel 650 im Antrieb zu installieren, das Dichtungsmittel 650 auf die tragende Fläche 32x des Verstärkungselements angewandt, um die Kappenöffnung 32d zu umgeben oder zu umschreiben. Alternativ kann das Dichtungsmittel 650 über dem Basisabschnitt 500a des Schlagbolzens angewandt werden, um am tragenden Abschnitt 500b des Schlagbolzens anzuliegen. Der Basisabschnitt 500a des Schlagbolzens wird dann in das zweite Ende 50b der Kolbenstange eingesetzt und auf eine zuvor beschriebene Weise in Richtung des ersten Endes 50a der Kolbenstange gedrängt, bis der tragende Abschnitt 500b des Schlagbolzens das Dichtungsmittel 650 gegen die tragende Fläche 32x der Kappe komprimiert, wodurch eine Dichtung zwischen dem Schlagbolzen 500 und dem Verstärkungselement 32 gebildet wird. Der Schlagbolzen wird dann in dieser Komprimierungsposition gelassen oder befestigt.
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9 ist eine schematische Ansicht eines Abschnitts eines Fußgängerschutzsystems 900, das in einem Fahrzeug 880 installiert ist und einen Antrieb 10 in Übereinstimmung mit einer hierin beschriebenen Ausführungsform, verwendet als Haubenhubvorrichtung, beinhaltet. In dieser Ausführungsform des Fußgängerschutzsystems 900 beinhaltet das Schutzsystem eine am Fahrzeug montierte Sensorvorrichtung 810, die konfiguriert ist, um (zum Beispiel unter Verwendung eines Radar- oder Lidar-Sensors) einen Kontakt zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger zu erfassen oder vorherzusagen. Die Sensorvorrichtung erfasst einen Kontakt zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger (nicht gezeigt) oder sagt diesen vorher und als Reaktion auf diesen erfassten oder vorhergesagten Kontakt wird ein Aktivierungssignal an den Haubenhubmechanismus 10 gesendet, was zu einer Aktivierung des Gasgenerators oder einer anderweitigen Freisetzung von unter Druck stehenden Gasen im Inneren des Gehäuses 12 führt, um eine Erweiterung der Kolbenstange 50 von dem Gehäuse aus wie vorstehend beschrieben herzustellen. Die sich erweiternde Kolbenstange 50 hebt dann den Abschnitt der Haube 902 an. Das Haubenhubaktivierungssignal kann vom Sensor 810 oder von einer geeignet konfigurierten Steuerung (nicht gezeigt), die das Fahrzeug-Fußgänger-Kontaktsignal vom Sensor 810 empfängt und als Reaktion darauf das Aktivierungssignal erzeugt, gesendet werden.
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Die Begriffe „circa”, „ungefähr”, „im Wesentlichen” wie hierin verwendet und ähnliche Begriffe sollen eine breite Bedeutung in Übereinstimmung mit dem gewöhnlichen und akzeptierten Gebrauch durch einen Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich diese Offenbarung bezieht, haben. Entsprechend sollten diese Begriffe so interpretiert werden, dass sie angeben, dass unwesentliche oder unbedeutende Modifikationen oder Veränderungen des beschriebenen und beanspruchten Gegenstands als im Umfang der Erfindung wie in den angehängten Ansprüchen genannt zu betrachten sind.
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Es ist wichtig, anzumerken, dass die Konstruktion und Anordnung des Antriebs wie in den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen gezeigt lediglich illustrativ ist. Obwohl in dieser Offenbarung nur ein paar Ausführungsformen detailliert beschrieben worden sind, erkennt ein Fachmann, der diese Offenbarung studiert, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen in Bezug auf Größe, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen usw.), ohne wesentlich von den neuen Lehren und Vorteilen des hierin offenbarten Gegenstands abzuweichen. Entsprechend sollen all solche Modifikationen im Umfang der vorliegenden Anmeldung enthalten sein. Die Reihenfolge oder Sequenz eines Prozess- oder Verfahrensschrittes kann gemäß alternativen Ausführungsformen variiert oder neu geordnet werden. Es können andere Substitutionen, Modifikationen, Änderungen oder Auslassungen an der Gestaltung, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden.