EP1994288B1 - Pyrotechnischer aktor - Google Patents

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Publication number
EP1994288B1
EP1994288B1 EP07711669A EP07711669A EP1994288B1 EP 1994288 B1 EP1994288 B1 EP 1994288B1 EP 07711669 A EP07711669 A EP 07711669A EP 07711669 A EP07711669 A EP 07711669A EP 1994288 B1 EP1994288 B1 EP 1994288B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
housing
piston rod
detonator
cavity
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP07711669A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1994288A1 (de
Inventor
Markus Ermert
Ralf Grohn
Rolf Bender
Wolfgang Hamm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thomas Magnete GmbH
Original Assignee
Thomas Magnete GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Thomas Magnete GmbH filed Critical Thomas Magnete GmbH
Publication of EP1994288A1 publication Critical patent/EP1994288A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1994288B1 publication Critical patent/EP1994288B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • F15B15/19—Pyrotechnical actuators

Definitions

  • the invention relates to a pyrotechnic actuator according to the preamble of claim 1.
  • Such an actuator is for example in the DE 102 03 710 C1 described.
  • Such actuators have a compact design and high reliability.
  • Actuators are used, for example, to trigger airbags, belt tensioners, roll bars or the like in motor vehicle technology. More recently, it is also common for such actuators to be used for triggering other safety devices, in particular for personal protection, namely to lift the hood in the event of a person hitting the hood of a motor vehicle and thus to dampen the effect of the impact on the person in this way, that at least some personal protection is achieved.
  • the present invention seeks to provide an actuator generic type, in which In the installation position, a non-destructive functional test is possible even in difficult to reach installation position.
  • a functional test should be possible in a simple manner before installation.
  • the invention has for its object to provide a pyrotechnic actuator of the generic type, which allows a double action, namely simultaneously or with a time delay a pushing and pulling action.
  • This design makes it possible to connect a pressure medium supply line to the connection bore or the connection channel for the non-destructive functional test.
  • a pressure medium for example gas or air
  • the actuator can be acted upon accordingly, so that ignition of the igniter is simulated. It is thereby possible to perform a mechanical examination of the actuator nondestructively both before installation and after installation in hard to reach position.
  • the pressure gas supplied for the test is supplied in place of the released gas from the igniter and the piston is acted upon accordingly, so that the piston is transferred to the end position. Subsequently, the compressed gas can be drained and the actuator, for example, by a return spring or the like are returned to the starting position.
  • This design it is achieved that at the same time or offset in time an adjustment of the second actuator takes place during the adjustment of the piston.
  • This second actuator can, for example, in a triggering of the igniter and when retracted accordingly Piston / piston rod unit by means of the pressurized gas of the igniter against the retraction movement of the piston rod are pre-displaced to trigger more functions. It is thus realized a double-acting actuator, the pulling and pushing works. Even with such a version, the non-destructive testing in the manner described above is possible.
  • connection bore or the connection channel can be closed by a closure part.
  • the closure member may be, for example, a screw plug or the like, which is removed for the purpose of the test and used again after the test to seal the space acted upon by the amount of gas of the igniter to the outside.
  • a valve in particular a check valve is used.
  • the pressure medium supply line can be connected in a simple manner to the mouth of the connection bore or the connection channel, wherein the check valve allows the inflow of the test gas, after completion of the test but the space which is acted upon by the amount of gas of the igniter, seals to the outside.
  • the inventive design is possible not only in conventional oppressive actuators, but also in pulling actuators.
  • the piston rod is projecting out of the housing in the starting position and in the end position in the housing is partially or completely shifted back, and that means are provided by means of which the released upon ignition of the igniter gas quantity to the side of the piston passed and the side of the piston acts, protrudes from the piston rod.
  • a pulling pyrotechnic actuator is realized, that is, in the initial position, one with respect to the housing projecting positioning of the piston rod, wherein in the end position, the piston rod is displaced in the direction of the housing, so that the piston rod is pulled pulling.
  • appropriate non-destructive functional test by supplying compressed gas or air is possible.
  • the means are formed by channels which connect a detonator and the connection bore or the connection channel receiving chamber with a chamber, of which at least one wall part is formed by the surface of the piston from which the piston rod protrudes.
  • the igniter is inserted into an opening of the housing bottom, which faces away from the housing side, which can be reached by the piston rod is, wherein the housing is formed as a solid body with cavity formed therein for receiving the piston and the housing body has channels or bores connecting the gas outlet of the igniter with the housing bottom facing away from the surface of the piston, wherein the connection bore or the connection channel adjacent to the opening to Recording the igniter is provided.
  • an alternative embodiment is seen in that the igniter is inserted into an opening at the bottom of the piston, which faces away from the piston side, projects from the piston rod, wherein the piston has channels or holes which connect the gas outlet of the igniter with the piston surface, facing away from the bottom and protrudes from the piston rod, wherein the connection bore or the connection channel is provided adjacent to the opening for receiving the igniter.
  • the channels or holes are provided in the designed as a solid body housing, while in the second-mentioned development, the channels are provided in the piston formed as a solid part. In both cases, a non-destructive functional test is possible by the appropriate equipment, as described above.
  • a preferred development is seen in that on the housing, a second actuator disposed parallel to the direction of movement of the piston and sealed against the jacket of the housing, wherein between a wall of the actuator and the tangible by the piston rod wall of the housing, a sealed chamber is formed , And that the chamber is connected via channels or bores with the cavity in which the piston is arranged.
  • the channels or holes open into a region of the cavity, which is in the initial position of the piston above the surface of the piston, from which the piston rod protrudes.
  • the channels or holes open into a region of the cavity, which is in the initial position of the piston below the surface of the piston from which the piston rod protrudes.
  • the second actuator is designed as a cup-shaped sleeve which is pushed onto the housing and whose bottom is sealed by the piston rod.
  • the second actuator has outwardly projecting functional surfaces, by means of which, upon displacement of the actuator relative to the housing, a process can be triggered is.
  • Such functional surfaces can be supported on components or functional elements that can be moved accordingly upon actuation of the igniter.
  • the functional surfaces are formed by an outwardly projecting flange edge of the cup-shaped sleeve.
  • FIG. 1 a first embodiment of a pyrotechnic actuator is shown as a pulling actuator.
  • the actuator has a housing 1 , in which a piston 2 is mounted vertically displaceable in the drawing.
  • the housing 1 has a cavity 3 , in which the piston 2 is displaceable in the direction of the movement arrow 4 , wherein the piston 2 is peripherally sealed by a seal 5 against the inner surface of the cavity 3 .
  • a pyrotechnic igniter 6 is arranged, the gas outlet is in communication with the cavity 3 , so that the piston 2 by a released at the ignition of the igniter 6 amount of gas from the in FIG. 1 shown starting position is movable into an end position.
  • a connected to the piston 2 piston rod 7 passes through an opening of the housing 1 sealed.
  • the piston rod 7 initiates a process, unlocks, for example, a safety device.
  • the piston rod 7 is in the starting position according to FIG. 1 arranged protruding from the housing 1 above. In the end position, the piston 2 is moved in the figure 1 down and, accordingly, the piston rod 7 is displaced downwards.
  • means are provided, by means of which the gas quantity released upon ignition of the igniter 6 is directed to the side of the piston 2 and acts on the side of the piston from which the piston rod 7 protrudes.
  • channels 8 which connect a chamber 6 receiving the igniter to a chamber 9 , of which at least one wall part is formed by the surface of the piston 2 from which the piston rod 7 protrudes.
  • the igniter 6 is included inserted into an opening of the housing bottom, which faces away from the housing side, which can be reached by the piston rod 7 .
  • the housing 1 is designed as a solid body, for example of two half-shells, with cavity 3 formed therein for receiving the piston 2 , the housing body having the channels 8 or bores connecting the gas outlet of the igniter 6 with the surface of the piston 2 facing away from the housing bottom ,
  • the connection formed, for example, as a plug connection for the igniter 6 is thus provided on the side facing away from the piston rod 7 housing side.
  • the housing 1 is surrounded by a cup-shaped sleeve 10 , the bottom of which is penetrated by the piston rod 7 .
  • a flange plate 11 closes the mouth of the cup-like sleeve 10 facing away from the same. Is thus closed, the housing 1 or the cup-like sleeve, se 10 by caulking, welding or other types of connection of the flange 11 with the housing 1 and / or the cup-shaped sleeve 10th
  • the flange 11 may also penetrate the wall of the cup-shaped sleeve 10 and then caulked.
  • This outer cup-shaped sleeve 10 forms a protection for the intended use of the actuator and in particular this serves to ensure that the assembly is exempted from explosives law.
  • a fixed housing stop 12 is formed, which represents a Wegbegrenzungsanschlag for the path of the piston 2 .
  • a return spring 13 is provided in the form of a helical compression spring, so that optionally the piston 2 can be returned to the initial position after triggering. The order Such a return spring can also be provided elsewhere.
  • connection bore 25 or a connection channel is formed, which opens open to the outside, so that a pressure medium supply line for compressed gas or air can be connected.
  • the connection bore 25 leading to a chamber of the housing 1 which communicates via a channel 26 with the leading to the cavity 3 channels 8 in open communication, which are intended for guiding the released by the igniter 6 gas amount.
  • the compressed gas or the compressed air can be drained via the connection bore 25 .
  • the piston 2 is then returned via the return spring 13 back to the starting position.
  • the function is in the embodiments according to the FIGS. 2 to 6 ,
  • the housing 1 ' is formed as a cup-shaped sleeve, wherein in the cavity of the piston 2' according to the movement arrow 4 'is slidably disposed.
  • the inner wall of the housing 1 ' has a seal 5' , so that a seal against the piston 2 ' takes place.
  • the piston 2 ' may be formed as a one-piece solid element.
  • the piston 2 ' is formed by two half-elements, which are arranged within a further pot-like housing and fixedly connected thereto. The unit is held by a flange 15 which is connected to the element 14 caulked or firmly connected in any other suitable manner.
  • piston rod 7' From the piston 2 ' protrudes upward from a piston rod 7' , which passes through the housing 1 ' sealed. It is for this purpose a seal 16 is provided.
  • the piston 2 ' is displaced from an initial position to an end position upon ignition of the igniter 6' connected to the piston by the gas quantity then released.
  • the piston rod 7 ' triggers a process during the process in the end position or in the end position.
  • the piston rod 7 ' in the starting position according to FIG. 2 arranged on the housing 1 ' upwardly projecting, while displaced in the end position downwardly partially displaced back into the housing.
  • means are again provided to guide the gas quantity released when the igniter 6 'is ignited to the side of the piston 2' from which the piston rod 7 ' protrudes.
  • These means are formed by channels 8 ' which connect a detonator 6' receiving chamber of the piston 2 ' with a chamber 9' , of which at least one wall part by the surface of the piston 2 'is formed, from which the piston rod 7' protrudes ,
  • the igniter 6 ' is inserted into an opening at the bottom of the piston 2' or the flange 15 , which faces away from the piston side, from which the piston rod 7 ' protrudes.
  • the piston 2 ' in this case has the channels 8' or holes which connect the gas outlet of the igniter 6 ' with the piston surface from which the piston rod 7' protrudes.
  • connection bore 25 ' in the bottom of the piston 2' and in the flange 15 is provided, and the channel 26 ' also in the piston 2' is arranged.
  • a valve 24, 24' used which is preferably designed as a check valve.
  • a second actuator 17 is arranged displaceably parallel to the direction of the piston and sealed against the jacket of the housing.
  • a seal 18 is provided between the outer jacket of the cup-shaped sleeve 10 and the inner jacket of the second actuator 17 .
  • a sealed chamber 20 is formed between a wall 19 of the second actuator 17 and the attacked by the piston rod 7 wall of the housing 1 and 10 .
  • the seal is made via the seals 18 and 21.
  • This chamber 20 is connected via channels 22 or holes with the cavity 3 , in which the piston 2 is slidably disposed.
  • the second actuator 17 is formed as a cup-shaped sleeve which is pushed onto the housing 1 and the cup-shaped sleeve 10 and whose bottom is penetrated by the piston rod 7 sealed.
  • the second actuator 17 outwardly projecting functional surfaces 23, by means of which when moving the second actuator 17 relative to the housing 1 or 10, a process can be triggered, so certain with the functional surfaces 23 coupled elements are actuated.
  • the functional surfaces 23 are formed by an outwardly projecting flange edge of the cup-like sleeve formed second actuator.
  • the movement of the piston 2 in the end position can be damped in order to reduce excess kinetic energy. This can be done by one or more deformation elements, which lie in the direction of movement of the piston.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen pyrotechnischen Aktor entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Ein solcher Aktor ist beispielsweise in der DE 102 03 710 C1 beschrieben. Solche Aktoren weisen eine kompakte Bauform auf und eine hohe Funktionssicherheit. Aktoren werden beispielsweise eingesetzt, um in der Kfz-Technik Airbags, Gurtstraffer, Überrollbügel oder dergleichen auszulösen. In jüngerer Zeit ist es auch üblich, dass solche Aktoren zur Auslösung anderer Sicherheitseinrichtungen, insbesondere zum Personenschutz genutzt werden, um nämlich bei einem Aufprall einer Person auf die Haube eines Kraftfahrzeuges die Haube hochzustellen und somit die Wirkung des Aufpralls für die Person derart zu dämpfen, dass zumindest ein gewisser Personenschutz erreicht wird.
  • Des Weiteren ist aus der US-A- 4 054 032 ein pyrotechnischer Aktor dieser Art vorbekannt.
  • Es besteht ein Bedarf dahin, bei solchen Aktoren eine zerstörungsfreie Funktionsprüfung durchführen zu können. Sofern solche Aktoren derart eingebaut sind, dass die mechanischen Elemente des mit der Kolbenstange zusammenwirkenden Sicherheitsteils zugänglich sind, kann dies in einfacher Weise geschehen. Falls aber eine Zugänglichkeit nicht gegeben ist, ist die Überprüfung des Aktors nur dann möglich, wenn die entsprechenden Teile ausgebaut werden.
  • Aus der US-A- 3 597 919 ist eine ähnliche Einrichtung bekannt, bei der eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit des pyrotechnischen Aktors mittels einer zusätzlichen Druckmittelzuführleitung bekannt ist. Hierbei wird durch das zusätzliche Druckmittel der entsprechende Kolben betätigt und dessen Funktion überprüft.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Aktor gattungsgemäßer Art zu schaffen, bei dem in der Einbausolllage eine zerstörungsfreie Funktionsprüfung auch bei schwer zugänglicher Einbaulage möglich ist. Zudem soll auch eine Funktionsprüfung in einfacher Weise vor dem Einbau möglich sein. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen pyrotechnischen Aktor gattungsgemäßer Art zu schaffen, der eine zweifache Aktion ermöglicht, nämlich gleichzeitig oder zeitversetzt eine drückende und ziehende Aktion.
  • Die Lösung der Aufgabe wird durch die konstruktive Lösung gemäß Anspruch 1 realisiert.
  • Durch diese Ausbildung ist es möglich, für die zerstörungsfreie Funktionsprüfung an die Anschlussbohrung oder den Anschlusskanal eine Druckmittelzufuhrleitung anzuschließen. Durch diese Druckmittelzufuhrleitung kann dann ein Druckmedium, beispielsweise Gas oder Luft, zugeführt werden und der Aktor entsprechend beaufschlagt werden, so dass eine Zündung des Zünders simuliert ist. Es ist hierdurch eine mechanische Prüfung des Aktors zerstörungsfrei sowohl vor dem Einbau als auch nach dem Einbau in schwer zugänglicher Lage ermöglicht. Gemäß der erfindungsgemäßen Ausbildung wird nämlich das zur Prüfung zugeführte Druckgas anstelle der vom Zünder freigegebenen Gasmenge zugeführt und der Kolben entsprechend beaufschlagt, so dass der Kolben in die Endposition überführt wird. Anschließend kann das Druckgas abgelassen werden und der Aktor beispielsweise durch eine Rückstellfeder oder dergleichen in die Ausgangslage zurückgeführt werden.
  • Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass bei der Verstellung des Kolbens gleichzeitig oder zeitlich versetzt eine Verstellung des zweiten Stellgliedes erfolgt. Dieses zweite Stellglied kann beispielsweise bei einer Auslösung des Zünders und bei entsprechend zurückgezogener Kolben/Kolbenstangeneinheit mittels des Druckgases des Zünders entgegen der Zurückzugsbewegung der Kolbenstange vorverlagert werden, um weitere Funktionen auslösen zu können. Es wird damit ein doppelwirkender Aktor realisiert, der ziehend und drückend arbeitet. Auch bei einer solchen Version ist die zerstörungsfreie Prüfung in der eingangs beschriebenen Art und Weise möglich.
  • Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Anschlussbohrung oder der Anschlusskanal durch ein Verschlussteil verschließbar ist.
  • Das Verschlussteil kann beispielsweise eine Verschlussschraube oder dergleichen sein, die zum Zwecke der Prüfung entfernt und nach erfolgter Prüfung wieder eingesetzt wird, um den von der Gasmenge des Zünders beaufschlagten Raum gegen außen abzudichten.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass in die nach außen freiliegende Mündung der Anschlussbohrung oder des Anschlusskanals ein Ventil, insbesondere ein Rückschlagventil eingesetzt ist. Hierdurch kann die Druckmittelzufuhrleitung in einfacher Weise an die Mündung der Anschlussbohrung oder des Anschlusskanals angeschlossen werden, wobei das Rückschlagventil die Zuströmung des Prüfgases ermöglicht, nach abgeschlossener Prüfung aber den Raum, der von der Gasmenge des Zünders beaufschlagt wird, nach außen abdichtet.
  • Die erfindungsgemäße Ausbildung ist nicht nur bei üblichen drückenden Aktoren möglich, sondern auch bei ziehenden Aktoren. Hierzu ist vorgesehen, dass die Kolbenstange in der Ausgangslage aus dem Gehäuse vorragend angeordnet ist und in der Endlage in das Gehäuse teilweise oder vollständig zurückverlagert ist, und dass Mittel vorgesehen sind, mittels derer die bei Zündung des Zünders frei werdende Gasmenge zu der Seite des Kolbens geleitet ist und die Seite des Kolbens beaufschlagt, von der die Kolbenstange abragt.
  • Bei dieser Anordnung ist ein ziehender pyrotechnischer Aktor realisiert, der also in der Ausgangslage eine gegenüber dem Gehäuse vorragende Positionierung der Kolbenstange hat, wobei in der Endlage die Kolbenstange in Richtung auf das Gehäuse verschoben ist, so dass die Kolbenstange ziehend beaufschlagt ist. Auch hierbei ist entsprechende zerstörungsfreie Funktionsprüfung durch Zuführung von Druckgas oder Luft möglich.
  • Bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass die Mittel durch Kanäle gebildet sind, die eine den Zünder und die Anschlussbohrung oder den Anschlusskanal aufnehmende Kammer mit einer Kammer verbinden, von der mindestens ein Wandteil durch die Fläche des Kolbens gebildet ist, von der die Kolbenstange abragt.
  • Die Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der Zünder in eine Öffnung des Gehäusebodens eingesetzt ist, der der Gehäuseseite abgewandt ist, die von der Kolbenstange durchgreifbar ist, wobei das Gehäuse als Massivkörper mit darin ausgebildetem Hohlraum zur Aufnahme des Kolbens ausgebildet ist und der Gehäusekörper Kanäle oder Bohrungen aufweist, die den Gasauslass des Zünders mit der dem Gehäuseboden abgewandten Fläche des Kolbens verbinden, wobei die Anschlussbohrung oder der Anschlusskanal neben der Öffnung zur Aufnahme des Zünders vorgesehen ist.
  • Eine alternative Ausbildung wird darin gesehen, dass der Zünder in eine Öffnung am Boden des Kolbens eingesetzt ist, der der Kolbenseite abgewandt ist, von der die Kolbenstange abragt, wobei der Kolben Kanäle oder Bohrungen aufweist, die den Gasauslass des Zünders mit der Kolbenfläche verbinden, dem Boden abgewandt ist und von der die Kolbenstange abragt, wobei die Anschlussbohrung oder der Anschlusskanal neben der Öffnung zur Aufnahme des Zünders vorgesehen ist.
  • Bei der erstgenannten Ausbildung sind die Kanäle oder Bohrungen in dem als Massivkörper ausgebildeten Gehäuse vorgesehen, während bei der zweitgenannten Weiterbildung die Kanäle in dem als Massivteil ausgebildeten Kolben vorgesehen sind. In beiden Fällen ist durch die entsprechende Ausstattung eine zerstörungsfreie Funktionsprüfung möglich, wie sie eingangs beschrieben ist.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass auf dem Gehäuse ein zweites Stellglied parallel zur Stellrichtung des Kolbens verschieblich angeordnet und gegenüber dem Mantel des Gehäuses abgedichtet ist, wobei zwischen einer Wandung des Stellgliedes und der von der Kolbenstange durchgreifbaren Wandung des Gehäuses eine abgedichtete Kammer gebildet ist, und dass die Kammer über Kanäle oder Bohrungen mit dem Hohlraum verbunden ist, in welchem der Kolben angeordnet ist.
  • Sofern eine gleichzeitige Bewegung des Kolbens samt Kolbenstange und des zweiten Stellgliedes nach Auslösung des Zünders oder bei der Hilfsprüfung erfolgen soll, ist vorgesehen, dass die Kanäle oder Bohrungen in einen Bereich des Hohlraumes einmünden, der in Ausgangslage des Kolbens oberhalb der Fläche des Kolbens liegt, von dem die Kolbenstange abragt.
  • Sofern die Verstellung des zweiten Stellgliedes erst dann erfolgen soll, wenn die Verstellung des Kolbens samt Kolbenstange teilweise oder vollständig vorgenommen ist, ist vorgesehen, dass die Kanäle oder Bohrungen in einen Bereich des Hohlraumes einmünden, der in Ausgangslage des Kolbens unterhalb der Fläche des Kolbens liegt, von der die Kolbenstange abragt. Zudem kann vorgesehen sein, dass das zweite Stellglied als topfartige Hülse ausgebildet ist, die auf das Gehäuse aufgeschoben ist und deren Boden von der Kolbenstange abgedichtet durchgriffen ist.
  • Auch kann vorgesehen sein, dass das zweite Stellglied außen abragende Funktionsflächen aufweist, mittels derer bei Verschiebung des Stellgliedes relativ zum Gehäuse ein Vorgang auslösbar ist. Solche Funktionsflächen können sich an Bauteilen oder Funktionselementen abstützen, die bei Betätigung des Zünders entsprechend verschoben werden können. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Funktionsflächen durch einen nach außen abragenden Flanschrand der topfartigen Hülse gebildet sind.
  • Zudem kann in an sich bekannter Weise vorgesehen sein, dass die Verstellung des Kolbens und/oder des zweiten Stellgliedes mittels der vom Zünder freigegebenen Gasmenge entgegen der Kraft einer an Bestandteilen des Aktors abgestützten Rückstellfeder erfolgt.
  • Auch kann in an sich bekannter Weise vorgesehen sein, dass in dem den Kolben aufnehmendem Hohlraum und/oder am Kolben Verformungsteile oder Bewegungsdämpfer angeordnet sind, die bei Bewegung des Kolbens in die Endlage die Bewegung des Kolbens abbremsen, vorzugsweise kurz vor Erreichen der Endlage.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt:
    • Figur 1 eine erste Ausführungsform eines pyrotechnischen Aktors im Mittellängsschnitt gesehen;
    • Figur 2 eine zweite Ausführungsform in gleicher Ansicht;
    • Figur 3 eine dritte Ausführungsform in gleicher Ansicht in der Ausgangslage;
    • Figur 4 desgleichen in einer ersten Stufe des Bewegungsablaufes bei in Endlagebefindlichem Aktor;
    • Figur 5 desgleichen bei zusätzlich verstellten Elementen des Aktors, nach der Auslösung des Zünders;
    • Figur 6 eine Variante in der Position analog Figur 4 gesehen.
  • In der Figur 1 ist eine erste Ausführungsform eines pyrotechnischen Aktors als ziehender Aktor gezeigt. Der Aktor weist ein Gehäuse 1 auf, in dem ein Kolben 2 in der Zeichnung vertikal verschiebbar gelagert ist. Dazu weist das Gehäuse 1 einen Hohlraum 3 auf, in welchem der Kolben 2 in Richtung des Bewegungspfeils 4 verschieblich ist, wobei der Kolben 2 umfangsseitig durch eine Dichtung 5 gegenüber dem Innenmantel des Hohlraumes 3 abgedichtet geführt ist.
  • Am in der Zeichnung unteren Ende der Baueinheit ist ein pyrotechnischer Zünder 6 angeordnet, dessen Gasauslass mit dem Hohlraum 3 in Verbindung steht, so dass der Kolben 2 durch eine bei der Zündung des Zünders 6 frei werdende Gasmenge aus der in Figur 1 gezeigten Ausgangslage in eine Endlage bewegbar ist. Eine mit dem Kolben 2 verbundene Kolbenstange 7 durchgreift eine Öffnung des Gehäuses 1 abgedichtet. Auf dem Weg des Kolbens 2 aus der dargestellten Ausgangslage zu seiner Endlage oder in der Endlage löst die Kolbenstange 7 einen Vorgang aus, entsperrt beispielsweise eine Sicherheitseinrichtung.
  • Die Kolbenstange 7 ist in der Ausgangslage gemäß Figur 1 aus dem Gehäuse 1 oben vorragend angeordnet. In der Endlage ist der Kolben 2 in der Zeichnungsfigur 1 nach unten verschoben und entsprechend auch die Kolbenstange 7 nach unten verlagert. Dabei sind Mittel vorgesehen, mittels derer die bei Zündung des Zünders 6 frei werdende Gasmenge zu der Seite des Kolbens 2 geleitet ist und die Seite des Kolbens beaufschlagt, von der die Kolbenstange 7 abragt.
  • Diese Mittel sind durch Kanäle 8 gebildet, die eine den Zünder 6 aufnehmende Kammer mit einer Kammer 9 verbinden, von der mindestens ein Wandteil durch die Fläche des Kolbens 2 gebildet ist, von der die Kolbenstange 7 abragt. Der Zünder 6 ist dabei in eine Öffnung des Gehäusebodens eingesetzt, der der Gehäuseseite abgewandt ist, die von der Kolbenstange 7 durchgreifbar ist. Das Gehäuse 1 ist als Massivkörper, beispielsweise aus zwei Halbschalen, mit darin ausgebildetem Hohlraum 3 zur Aufnahme des Kolbens 2 ausgebildet, wobei der Gehäusekörper die Kanäle 8 oder Bohrungen aufweist, die den Gasauslass des Zünders 6 mit der dem Gehäuseboden abgewandten Fläche des Kolbens 2 verbinden. Der beispielsweise als Steckeranschluss ausgebildete Anschluss für den Zünder 6 ist also auf der der Kolbenstange 7 abgewandte Gehäuseseite vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 1 von einer topfartigen Hülse 10 umgeben, deren Boden von der Kolbenstange 7 durchgriffen ist. Eine Flanschplatte 11 verschließt die dem Boden der topfartigen Hülse 10 abgewandte Mündung derselben. Verschlossen wird damit das Gehäuse 1 beziehungsweise auch die topfartige Hül-, se 10 durch Verstemmung, Verschweißung oder sonstige Verbindungsarten des Flansches 11 mit dem Gehäuse 1 und/oder der topfartigen Hülse 10.
  • Der Flansch 11 kann auch die Wandung der topfartigen Hülse 10 durchdringen und anschließend verstemmt sein. Diese äußere topfartige Hülse 10 bildet einen Schutz für die bestimmungsgemäße Verwendung des Aktors und insbesondere dient diese dazu, dass die Baueinheit vom Sprengstoffrecht befreit ist.
  • In dem Flansch 11 befindet sich insbesondere die Aufnahme für den Zünder 6. In der Hohlkammer 3 ist ein gehäusefester Anschlag 12 ausgebildet, der einen Wegbegrenzungsanschlag für den Weg des Kolbens 2 darstellt. Ferner ist in der Hohlkammer 3 eine Rückstellfeder 13 in Form einer Schraubendruckfeder vorgesehen, so dass gegebenenfalls der Kolben 2 nach der Auslösung wieder in die Grundstellung zurückgeführt werden kann. Die Anordnung einer solchen Rückstellfeder kann auch an anderer Stelle vorgesehen sein.
  • Im Boden des Gehäuses 1 und im Flansch 11 ist eine Anschlussbohrung 25 beziehungsweise ein Anschlusskanal ausgebildet, der nach außen offen ausmündet, so dass eine Druckmittelzufuhrleitung für Druckgas oder -luft angeschlossen werden kann. Die Anschlussbohrung 25 führt zu einer Kammer des Gehäuses 1, die über einen Kanal 26 mit den zum Hohlraum 3 führenden Kanälen 8 in offener Verbindung steht, die zur Führung der vom Zünder 6 freigegebenen Gasmenge bestimmt sind.
  • Zur zerstörungsfreien Funktionsprüfung des Aktors wird über die Anschlussbohrung 25 Druckgas oder Druckluft zugeführt. Hierdurch wird der Kolben 2 aus der Ausgangsposition in die Arbeitsposition verstellt und durch die Kolbenstange 7 eine entsprechende Funktion ausgelöst.
  • Nach der Funktionsprüfung kann das Druckgas oder die Druckluft über die Anschlussbohrung 25 abgelassen werden. Der Kolben 2 wird dann über die Rückstellfeder 13 wieder in die Ausgangsposition zurückverstellt. Analog ist die Funktion bei den Ausführungsformen gemäß der Figuren 2 bis 6 .
  • Bei der Ausführungsform nach Figur 2 ist das Gehäuse 1' als topfartige Hülse ausgebildet, wobei in deren Hohlraum der Kolben 2' entsprechend dem Bewegungspfeil 4'verschieblich angeordnet ist. Die Innenwandung des Gehäuses 1' weist eine Dichtung 5' auf, so dass eine Abdichtung gegenüber dem Kolben 2' erfolgt. Der Kolben 2' kann als einstückiges Massivelement ausgebildet sein. In der Ausführungsform ist der Kolben 2' durch zwei Halbelemente gebildet, die innerhalb eines weiteren topfartigen Gehäuses angeordnet und mit diesem fest verbunden sind. Gehalten wird die Einheit durch einen Flansch 15, der mit dem Element 14 verstemmt oder in sonstiger geeigneter Weise fest verbunden ist. Vom Kolben 2' ragt nach oben eine Kolbenstange 7' ab, die das Gehäuse 1' abgedichtet durchgreift. Es ist hierzu eine Dichtung 16 vorgesehen. Auch bei dieser Ausführungsform wird der Kolben 2' bei Zündung des mit dem Kolben verbundenen Zünders 6' durch die dann frei werdende Gasmenge aus einer Ausgangslage in eine Endlage verschoben. Die Kolbenstange 7' löst dabei beim Verfahren in die Endlage oder in der Endlage einen Funktionsvorgang aus. Auch hierbei ist die Kolbenstange 7' in der Ausgangslage gemäß Figur 2 auf dem Gehäuse 1' nach oben vorragend angeordnet, während sie in der Endlage nach unten verschoben teilweise in das Gehäuse zurückverlagert ist.
  • Auch hierbei sind wieder Mittel vorgesehen, um die bei Zündung des Zünders 6' frei werdende Gasmenge zu der Seite des Kolbens 2' zu führen, von der die Kolbenstange 7' abragt. Diese Mittel sind durch Kanäle 8' gebildet, die eine den Zünder 6' aufnehmende Kammer des Kolbens 2' mit einer Kammer 9' verbinden, von der mindestens ein Wandteil durch die Fläche des Kolbens 2' gebildet ist, von der die Kolbenstange 7' abragt.
  • Bei dieser Ausführungsform ist der Zünder 6' in eine Öffnung am Boden des Kolbens 2' beziehungsweise des Flansches 15 eingesetzt, der der Kolbenseite abgewandt ist, von der die Kolbenstange 7' abragt. Der Kolben 2' weist dabei die Kanäle 8' oder Bohrungen auf, die den Gasauslass des Zünders 6' mit der Kolbenfläche verbinden, von der die Kolbenstange 7' abragt.
  • Bei dieser Variante ist auch die Anschlussbohrung 25' im Boden des Kolbens 2' und im Flansch 15 vorgesehen, sowie der Kanal 26' ebenfalls im Kolben 2' angeordnet. Bei allen Ausführungsformen ist in die Anschlussbohrung 25, 25' ein Ventil 24, 24' eingesetzt, welches vorzugsweise als Rückschlagventil ausgebildet ist.
  • Bei den Ausführungsformen gemäß Figur 3 bis 6 ist auf dem Gehäuse 1 beziehungsweise auf der mit dem Gehäuse 1 eine Einheit bildenden topfartigen Hülse 10 ein zweites Stellglied 17 parallel zur Stellrichtung des Kolbens verschieblich angeordnet und gegenüber dem Mantel des Gehäuses abgedichtet. Im Ausführungsbeispiel ist dabei eine Dichtung 18 zwischen dem Außenmantel der topfartigen Hülse 10 und dem Innenmantel des zweiten Stellgliedes 17 vorgesehen. Zwischen einer Wandung 19 des zweiten Stellgliedes 17 und der von der Kolbenstange 7 durchgriffenen Wandung des Gehäuses 1 beziehungsweise 10 ist eine abgedichtete Kammer 20 gebildet. Die Abdichtung erfolgt über die Dichtungen 18 und 21. Diese Kammer 20 ist über Kanäle 22 oder Bohrungen mit dem Hohlraum 3 verbunden, in welchem der Kolben 2 verschieblich angeordnet ist.
  • Bei der Ausführungsform nach Figur 6 münden die Kanäle 22 oder Bohrungen in einen Bereich des Hohlraumes 3 ein, der in Ausgangslage des Kolbens 2 oberhalb der Fläche des Kolbens 2 liegt, von dem die Kolbenstange 7 abragt. Hierdurch wird erreicht, dass dann, wenn der Zünder 6 ausgelöst wird und das Druckgas durch den Kanal 8 zur Kammer 9 strömt, gleichzeitig über den Kanal 22 Druckgas in die Kammer 20 strömt. Es wird dabei also gleichzeitig der Kolben 2 in der Zeichnungsfigur 6 in die Ausgangslage nach unten verfahren und bei gestellfester Anordnung des Gehäuses 1 beziehungsweise 10 das zweite Stellglied 17 nach oben verschoben. Hierdurch ist ein doppelwirkender Aktor realisiert, der einerseits eine Zugbewegung auf ein Element mit der Kolbenstange 7 ausübt und andererseits eine Druckbewegung mit dem zweiten Stellglied 17 auf Bestandteile ausüben kann.
  • Bei der Ausführungsform nach Figur 3 bis 5 münden die Kanäle 22 oder Bohrungen in einen Bereich des Hohlraumes 3 ein, der in Ausgangslage des Kolbens 2, wie in Figur 3 ersichtlich, unterhalb der Fläche des Kolbens 2 liegt, von der die Kolbenstange 7 abragt. Hierdurch wird erreicht, dass erst dann, wenn der Kolben 2 nach Zündung des Zünders 6 aus der Position gemäß Figur 3 in die Position gemäß Figur 4 verschoben wird, der Kanal 22 freigegeben wird, so dass Druckgas über diesen Kanal 22 in die Kammer 20 strömen kann. Hierdurch erfolgt eine Verschiebung des zweiten Stellgliedes 17 aus der Position gemäß Figur 4 in die Position gemäß Figur 5.
  • Je nach Anordnung des Anschlusses des Kanals 22 an den Hohlraum 3 kann also eine gleichzeitige Betätigung der Kolbenstange 7 und des zweiten Stellgliedes 17 oder eine zeitlich aufeinander folgende Bewegung dieser Teile erfolgen.
  • Im Ausführungsbeispiel ist das zweite Stellglied 17 als topfartige Hülse ausgebildet, die auf das Gehäuse 1 beziehungsweise die topfartige Hülse 10 aufgeschoben ist und deren Boden von der Kolbenstange 7 abgedichtet durchgriffen ist. Zusätzlich weist das zweite Stellglied 17 nach außen abragende Funktionsflächen 23 auf, mittels derer bei Verschiebung des zweiten Stellgliedes 17 relativ zum Gehäuse 1 beziehungsweise 10 ein Vorgang auslösbar ist, also bestimmte mit den Funktionsflächen 23 gekoppelte Elemente betätigbar sind. Im Ausführungsbeispiel sind die Funktionsflächen 23 durch einen nach außen abragenden Flanschrand des als topfartige Hülse ausgebildeten zweiten Stellgliedes gebildet.
  • In an sich bekannter Weise kann die Bewegung des Kolbens 2 in der Endlage gedämpft werden, um überschüssige kinetische Energie abzubauen. Dies kann durch ein oder mehrere Verformungselemente erfolgen, die in Bewegungsrichtung des Kolbens liegen.

Claims (14)

  1. Pyrotechnischer Aktor mit einem Gehäuse (1, 1'), einem in einem Hohlraum (3, 9') des Gehäuses verschieblich angeordneten Kolben (2, 2') mit daran angeordneter Kolbenstange (7, 7'), sowie einem Zünder (6, 6'), wobei bei der Zündung des Zünders (6, 6') eine Gasmenge freigesetzt wird und mittels dieser der Kolben (2, 2') aus einer Ausgangsposition, der Ruheposition, in eine Endposition, die Arbeitsposition, bewegbar ist, wobei dessen Kolbenstange (7, 7') auf dem Weg von der Ausgangsposition in die Endposition oder in der Endposition einen Vorgang auslöst, und wobei der Zünder (6, 6') im Hohlraum (3, 9') angeordnet oder sein Gasauslass über Kanäle oder Bohrungen (8, 8') mit dem Hohlraum (3,9') verbunden ist,
    Dadurch gekennzeichnet, dass in einer Kammer des Gehäuses (1) oder des Kolbens (2') eine Anschlussbohrung (25, 25') oder ein Anschlusskanal vorgesehen ist, an die oder an den eine Druckmittelzufuhrleitung anschließbar ist, wobei die Kammer über Kanäle (26, 26') Bohrungen oder dergleichen Mittel mit dem Hohlraum (3, 9') oder mit den zum Hohlraum (3, 9') führenden Kanälen (8, 8') oder Bohrungen in Verbindung steht, die zur Führung der vom Zünder (6, 6') freigegebenen Gasmenge bestimmt sind, dass auf dem Gehäuse (1) ein zweites Stellglied (17) parallel zur Stellrichtung des Kolbens (2) verschieblich angeordnet und gegenüber dem Mantel des Gehäuses (1) abgedichtet ist, wobei zwischen einer Wandung des Stellgliedes (17) und der von der Kolbenstange (7) durchgreifbaren Wandung des Gehäuses (1) eine abgedichtete Kammer (20) gebildet ist, und dass die Kammer (20) über Kanäle (22) oder Bohrungen mit dem Hohlraum (3) verbunden ist, in welchem der Kolben (2) angeordnet ist.
  2. Aktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussbohrung (25, 25') oder der Anschlusskanal durch ein Verschlussteil verschließbar ist.
  3. Aktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die nach außen freiliegende Mündung der Anschlussbohrung (25, 25') oder des Anschlusskanals ein Ventil (24, 24'), insbesondere ein Rückschlagventil eingesetzt ist.
  4. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (7) in der Ausgangslage aus dem Gehäuse (1) vorragend angeordnet ist und in der Endlage in das Gehäuse (1) teilweise oder vollständig zurückverlagert ist, und dass Mittel vorgesehen sind, mittels derer die bei Zündung des Zünders (6) frei werdende Gasmenge zu der Seite des Kolbens (2) geleitet ist und die Seite des Kolbens (2) beaufschlagt, von der die Kolbenstange (7) abragt.
  5. Aktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel durch Kanäle (8) gebildet sind, die eine den Zünder (6) und die Anschlussbohrung (25) oder den Anschlusskanal aufnehmende Kammer mit einer Kammer (9) verbinden, von der mindestens ein Wandteil durch die Fläche des Kolbens (2) gebildet ist, von der die Kolbenstange (7) abragt.
  6. Aktor nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zünder (6) in eine Öffnung des Gehäusebodens eingesetzt ist, der der Gehäuseseite abgewandt ist, die von der Kolbenstange (7) durchgreifbar ist, wobei das Gehäuse (1) als Massivkörper mit darin ausgebildetem Hohlraum (3) zur Aufnahme des Kolbens (2) ausgebildet ist und der Gehäusekörper Kanäle (8) oder Bohrungen aufweist, die den Gasauslass des Zünders (6) mit der dem Gehäuseboden abgewandten Fläche des Kolbens (2) verbinden, wobei die Anschlussbohrung (25) oder der Anschlusskanal neben der Öffnung zur Aufnahme des Zünders (6) vorgesehen ist.
  7. Aktor nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zünder (6') in eine Öffnung am Boden des Kolbens (2') eingesetzt ist, der der Kolbenseite abgewandt ist, von der die Kolbenstange (7') abragt, wobei der Kolben (2') Kanäle (8') oder Bohrungen aufweist, die den Gasauslass des Zünders (6') mit der Kolbenfläche verbinden, dem Boden abgewandt ist und von der die Kolbenstange (7') abragt, wobei Anschlussbohrung (25) oder der Anschlusskanal neben der Öffnung zur Aufnahme des Zünders vorgesehen ist.
  8. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (22) oder Bohrungen in einen Bereich des Hohlraumes (3) einmünden, der in Ausgangslage des Kolbens (2) oberhalb der Fläche des Kolbens (2) liegt, von dem die Kolbenstange (7) abragt.
  9. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (22) oder Bohrungen in einen Bereich des Hohlraumes (3) einmünden, der in Ausgangslage des Kolbens (2) unterhalb der Fläche des Kolbens (2) liegt, von der die Kolbenstange (7) abragt.
  10. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stellglied (17) als topfartige Hülse ausgebildet ist, die auf das Gehäuse (1) aufgeschoben ist und deren Boden von der Kolbenstange (7) abgedichtet durchgriffen ist.
  11. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stellglied (17) außen abragende Funktionsflächen (23) aufweist, mittels derer bei Verschiebung des Stellgliedes (17) relativ zum Gehäuse (1) ein Vorgang auslösbar ist.
  12. Aktor nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsflächen (23) durch einen nach außen abragenden Flanschrand der topfartigen Hülse gebildet sind.
  13. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung des Kolbens (2) und/oder des zweiten Stellgliedes (17) mittels der vom Zünder (6) freigegebenen Gasmenge entgegen der Kraft einer an Bestandteilen des Aktors abgestützten Rückstellfeder (13) erfolgt.
  14. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem den Kolben (2) aufnehmendem Hohlraum (3) und/oder am Kolben (2) Verformungsteile oder Bewegungsdämpfer angeordnet sind, die bei Bewegung des Kolbens (2) in die Endlage die Bewegung des Kolbens (2) abbremsen, vorzugsweise kurz vor Erreichen der Endlage.
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