PL196432B1 - Akumulator sprężynowy uruchamiany elektrycznie - Google Patents

Abstract

1. Akumulator sprezynowy uruchamiany ele- ktrycznie, w którym rozmieszczone parami elementy toczne, z osadzonym mi edzy nimi j ezyczkiem zwalniaj acym, jako ca la jednostka wprowadzone s a w rowek zatrzaskowy trzpie- nia, podtrzymywanego przez spr ezyn e naci- skow a, przy czym j ezyczek zwalniaj acy, jest osadzony przesuwnie w kierunku osiowym poprzez zwor e cewki elektrycznej, a elementy toczne s a osadzone przesuwnie w rowku za- trzaskowym, znamienny tym, ze o s cewki elektrycznej (28) j ezyczka zwalniaj acego (30), stanowi acego element zwalniaj acy, i przyna- le znej spr ezyny dociskowej (23), utrzymuj acej elementy toczne (21, 22) w rowku zatrzasko- wym (20), jest usytuowana pod k atem 45° w stosunku do osi g lównej trzpienia (12) i spr e- zyny naciskowej (16). PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 196432 (21) Numer zgłoszenia: 349367 ^{(13) B1} (22) Data zgłoszenia: 27.01.2000 ^{(51) Int.Cl.}

B60N 2/427 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: B60R 21/02 (2006.01)

27.01.2000, PCT/DE00/00287 F16B 2/16 (2006.01) (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

03.08.2000, WO00/44583 PCT Gazette nr 31/00 (54)

Akumulator sprężynowy uruchamiany elektrycznie

(30) Pierwszeństwo: 27.01.1999,DE,29901916.0	(73) Uprawniony z patentu: INNOTEC FORSCHUNGS-UND ENTWICKLUNGS-GMBH,Marktredwitz,DE
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	(72) Twórca(y) wynalazku:
15.07.2002 BUP 15/02	Max ^spert,Marktredwitz,DE Hilmar Brodler,Trostau,DE
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.01.2008 WUP 01/08	(74) Pełnomocnik: Irena Misztak, PATPOL Sp. z o.o.

⁽⁵⁷⁾ 1. Akumulator sprężynowy uruchamiany elektrycznie, w którym rozmieszczone parami elementy toczne, z osadzonym między nimi języczkiem zwalniającym, jako cała jednostka wprowadzone są w rowek zatrzaskowy trzpienia, podtrzymywanego przez sprężynę naciskową, przy czym języczek zwalniający, jest osadzony przesuwnie w kierunku osiowym poprzez zworę cewki elektrycznej, a elementy toczne są osadzone przesuwnie w rowku zatrzaskowym, znamienny tym, że oś cewki elektrycznej (28) języczka zwalniającego (30), stanowiącego element zwalniający, i przynależnej sprężyny dociskowej (23), utrzymującej elementy toczne (21, 22) w rowku zatrzaskowym (20), jest usytuowana pod kątem 45° w stosunku do osi głównej trzpienia (12) i sprężyny naciskowej (16).

PL 196 432 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest akumulator sprężynowy uruchamiany elektrycznie, stosowany zwłaszcza w pojazdach samochodowych.

Akumulatory sprężynowe są zasadniczo znane w różnych postaciach wykonania, jednak w różnych dziedzinach zastosowania nie spełniają one pożądanych lub wymaganych funkcji.

Zagłówki stosowane często w pojazdach samochodowych, a zwłaszcza w samochodach osobowych, mają tę znaczącą wadę, że podczas uderzenia innego pojazdu w tylną część samochodu, wyposażonego w zagłówki, głowa pasażera uderza z dużą siłą w zagłówek, znajdujący się w położeniu normalnym w pewnej odległości od potylicy. W wielu przypadkach powoduje to niebezpieczne urazy, o znacznych następstwach wtórnych, wywołane reakcją siły bezwładności. Gdy zdarzy się ewentualny wypadek drogowy, konieczne byłoby szybkie dosunięcie cofniętego zagłówka do głowy pasażera, a tym samym pełne podparcie głowy w momencie wypadku. Istnieją również liczne inne sytuacje, w których konieczna jest szybko wyzwalana siła i wywołany nią, szybko realizowany ruch.

Obecnie uzyskuje się to za pomocą układów pirotechnicznych, w których wprawdzie jest zapewniony krótki czas reakcji. Układy te jednak mają tę wadę, że zasadniczo mogą być uruchamiane tylko jednorazowo, a ponowne ich uruchomienie wymaga znacznych starań. Z opisu DE 41 05 829/C2 jest znane kompleksowe urządzenie zabezpieczające, które można w prosty sposób wycofać, po uruchomieniu przeprowadzonym do celów badawczych.

Przedmiotem wynalazku jest akumulator sprężynowy uruchamiany elektrycznie, w którym rozmieszczone parami elementy toczne, z osadzonym między nimi języczkiem zwalniającym, jako cała jednostka wprowadzone są w rowek zatrzaskowy trzpienia, podtrzymywanego przez sprężynę naciskową. Języczek zwalniający jest osadzony przesuwnie w kierunku osiowym poprzez zworę cewki elektrycznej, a elementy toczne są osadzone przesuwnie w rowku zatrzaskowym.

Istota wynalazku polega na tym, że oś cewki elektrycznej języczka zwalniającego, stanowiącego element zwalniający, i przynależnej sprężyny dociskowej, utrzymującej elementy toczne w rowku zatrzaskowym, jest usytuowana pod ką tem 45° w stosunku do osi gł ównej trzpienia i sprężyny naciskowej.

Korzystnie, dwie sprężyny naciskowe są usytuowane w układzie równoległym, a elementy toczne stanowią krążki cylindryczne lub kulki.

Akumulator według wynalazku zawiera dwa aktywatory, składające się z cewki elektrycznej, języczka zwalniającego i sprężyny naciskowej, które są przestawione o kąt 45° w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara do gł ównej osi trzpienia i sprężyny naciskowej i o ką t 45° w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, a zatem przestawione względem siebie o kąt 90°.

Trzpień akumulatora połączony jest bezpośrednio z uruchamianym elementem lub jest połączony z cięgnem Bowdena, przenoszącym ruch trzpienia na uruchamiany element.

Akumulator sprężynowy według wynalazku, przy zachowaniu krótkiego czasu reakcji, może ponownie zadziałać przy użyciu stosunkowo niewielkich nakładów.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny elektrycznie uruchamianego akumulatora sprężynowego ze sprężyną naciskową, fig. 2 - inny przykład wykonania wynalazku z dwiema równoległymi sprężynami naciskowymi, które są sterowane przez jedno urządzenie zwalniające, w przekroju, fig. 3 - przykład wykonania według fig. 2, w widoku z boku, fig. 4 - przykład wykonania według fig. 2 i 3, w przekroju poprzecznym wzdłuż linii III-III na fig. 2, fig. 5 - przekrój wzdłużny szybu z krążkami cylindrycznymi i języczkiem zwalniającym, a fig. 5a - widok perspektywiczny urządzenia zwalniającego z cewką, języczkiem zwalniającym, krążkami cylindrycznymi i szybem ustalającym.

Na figurze 1 jest przedstawiony elektrycznie uruchamiany akumulator sprężynowy 10, który jest ukształtowany jako cylindryczny wydrążony korpus 11 i wewnątrz posiada trzpień 12, który korzystnie jest wykonany z ebonitowego rdzenia 13 z umieszczoną na dwóch bokach, płaską blachą stalową 14, przykrywającą rdzeń 13, która w swoim dolnym obszarze posiada zagięte pod kątem prostym powierzchnie podporowe 15 dla talerzyka oporowego 15a sprężyny naciskowej 16. W górnym obszarze, obie boczne powierzchnie blachy stalowej 14 są połączone ze sobą poprzez łuk 17, dzięki czemu ebonitowy rdzeń 13 jest tam całkowicie przykryty przez blachę stalową 14. W obszarze dolnym rdzeń 13 wystaje na wystarczającą odległość poza stalową blachę. Wystająca część 18 rdzenia 13 służy w przypadku uruchomienia akumulatora sprężynowego 10, jako człon tłumiący, gdy trzpień 12 uderza o dolną część 19 akumulatora sprężynowego 10.

PL 196 432 B1

Blacha stalowa 14 w swoim obszarze górnym posiada z boku rowek zatrzaskowy 20, w który wciskany jest jeden z cylindrycznych krążków 21 i 22 pod wpływem siły sprężyny dociskowej 23. Dzięki cylindrycznemu krążkowi 21, wchodzącemu w rowek zatrzaskowy 20, uniemożliwia się przesuwanie trzpienia 12 w kierunku do dołu w kierunku strzałki A pod wpływem działania sprężyny naciskowej 16. Sprężyna dociskowa 23 opiera się z jednej strony na płytce podporowej 24 elektromagnesu 26, a z drugiej strony na płytce przykrywającej 25. Elektromagnes posiada umieszczoną w nim zworę 27, przesuwającą się w kierunku osiowym. Ponadto elektromagnes 26 posiada cewkę elektryczną 28 z wychodzą cym na zewną trz przyłączem 29.

W przypadku uruchomienia akumulatora sprężynowego przez impuls prądu, zwora 27 jest przesuwana za pomocą cewki 28 do góry w kierunku strzałki B. Jednocześnie jest również przesuwany do góry płaski języczek zwalniający 30, umieszczony między obydwoma krążkami cylindrycznymi 21, 22 i wywołuje ruch toczenia krążków cylindrycznych 21, 22 z jednej strony po języczku zwalniającym 30, a z drugiej strony po powierzchniach ograniczających 31 szybu 32. Dzięki temu krążek cylindryczny 21 jest wyprowadzany, a dokładniej mówiąc wytaczany z rowka zatrzaskowego 20, a tym samym trzpień 12 zostaje uwolniony w ten sposób, że pod wpływem działania sprężyny naciskowej 16 jest on przesuwany do dołu w kierunku strzałki A. Złączka linowa 33, umieszczona wewnątrz trzpienia 12 i przylegająca do wewnętrznej strony rowka zatrzaskowego 20 w blasze stalowej 14 oraz połączony z nim rdzeń 34 cięgna Bowdena 35 nadążają za tym ruchem.

W ten sposób ruch trzpienia 12 może być przenoszony nawet na oddalone elementy konstrukcyjne.

W przypadku odpowiednio ukształtowanej powierzchni dolnej trzpienia 12, może on bezpośrednio, bez pośredniego włączenia cięgna Bowdena 35, przenosić swój ruch na inny element konstrukcyjny, jak jest to przedstawione przykładowo na fig. 3. Wydrążony korpus 11 ma kształt cylindryczny, natomiast szyb jest zasadniczo równoległościenny, o prostokątnym lub kwadratowym przekroju poprzecznym, aby krążki cylindryczne 21, 22 mogły toczyć się po jego wewnętrznej powierzchni ograniczającej 31. Jeżeli zamiast krążków cylindrycznych 21, 22 stosuje się kulki, wówczas kształt szybu 32 należy dopasować do tych elementów tocznych.

Kąt α, pod którym oś urządzenia zwalniającego, utworzonego ze zwory 27 i języczka zwalniającego 30, jest nachylona do głównej osi wydrążonego korpusu 11 i sprężyny naciskowej, można dobrać swobodnie w szerokich granicach. Jako bardzo korzystny okazał się kąt o wartości około 45°. W przypadku zastosowania drugiego urzą dzenia zwalniają cego (drugiego aktywatora) dla uzyskania zwiększonego bezpieczeństwa działania, to drugie urządzenie zwalniające (drugi aktywator) może wykazywać kąt -45° względem osi głównej wydrążonego korpusu 11 i sprężyny naciskowej 16, a tym samym może wykazywać przestawienie wynoszące 90° wobec pierwszego urządzenia zwalniającego (pierwszego aktywatora). Dzięki temu zapewniono, że uwarunkowane udarem, mechaniczne impulsy zakłócające nie mogą prowadzić do błędnych uruchomień. Składowa siły udarowej, która działa w peł ni skutecznie w kierunku jednego urzą dzenia zwalniają cego (pierwszego aktywatora), nie dział a w kierunku drugiego urządzenia zwalniającego (drugiego aktywatora), ponieważ mechaniczna składowa siły udarowej, która działa tylko w kierunku osi pierwszego aktywatora, nie może uruchomić, w sposób niepożądany, drugiego aktywatora, przestawionego o 90°. Uruchomienie tylko jednego urządzenia zwalniającego (aktywatora) nie powoduje jednak zwolnienia trzpienia 12 i jego wychylenia za pomocą sprężyny naciskowej 16. Do tego konieczne jest jednoczesne uruchomienie obu urządzeń zwalniających (aktywatorów).

Centralna część środkowa trzpienia 12 może być wykonana zasadniczo jako pełna i nie musi posiadać ebonitowego rdzenia 13. Ze względu na technikę wytwarzania, koszty wytwarzania i ze względu na konieczność zachowania możliwie niewielkiej masy, korzystnie jest wykonanie części wewnętrznej z gumy, zwłaszcza z ebonitu, przy czym część ta jest przykryta przez blachę stalową 14 lub taśmę metalową o odpowiedniej jakości. Można stosować ewentualnie hartowaną taśmę stalową.

W przypadku zastosowania ebonitowego rdzenia 13, celowe jest umieszczenie na wewnę trznej powierzchni rowka zatrzaskowego 20 złączki linowej, która jest bezpośrednio połączona z rdzeniem 24 cięgna Bowdena 35. Dzięki temu, między rowkiem zatrzaskowym 20 a cięgnem Bowdena 35 siła jest przenoszona bezpośrednio.

W przypadku doboru cewki 28 aktywatora należ y zwrócić uwagę na to, że aby nawet najkrótszy impuls prądu był wystarczający do uruchomienia. Dzięki temu zapewniona jest szybka reakcja. Dolna część 19 wydrążonego korpusu 11 akumulatora sprężynowego 10 służy jako zderzak i ogranicznik posuwu.

PL 196 432 B1

Na figurze 2 jest przedstawiony przykład wykonania akumulatora sprężynowego 10 według fig. 1, w którym umieszczone są obok siebie dwie sprężyny naciskowe 16a i 16b. Dzięki temu w przypadku jednakowej sił y sprężystoś ci można uzyskać w jednym kierunku nieco szerszą postać wykonania, a jednocześnie w drugim kierunku bardziej spłaszczoną. Poza tym elementy są w znacznej mierze dopasowane do siebie.

Zamiast języczka zwalniającego 30, w tej postaci wykonania zastosowano dwa języczki zwalniające 30a i 30b, które są przesuwane poprzez wspólny element zwory 27. Jeżeli na cewkę 28 jest podawany impuls prądu, wówczas element zwory, a tym samym również języczki zwalniające 30a, przesuwają się ku górze. Krążki cylindryczne 21, 22 są tym samym przesuwane w sposób wymuszony na prawo (ukośnie ku górze lub ukośnie do dołu) i są wyprowadzane z rowków zatrzaskowych 20. Wydrążony korpus 38, który otacza podwójny układ sprężyn naciskowych 16a i 16b, jest przesuwany energicznie do dołu pod wpływem ich siły sprężystości. Odnosi się to również do trwale z nimi połączonej dolnej części akumulatora sprężynowego 10.

Na figurze 3 jest przedstawiony akumulator sprężynowy 10 według fig. 2, w widoku z boku, o pł askiej konstrukcji z zaznaczeniem długoś ci wysunię cia H trzpienia 12.

Na figurze 4 jest przedstawiony przekrój akumulatora sprężynowego 10 z fig. 2 wzdłuż linii III-III.

Po uruchomieniu akumulatora sprężynowego 10, dzięki cofnięciu do położenia wyjściowego jest on ponownie naprężany i w pełni gotowy do ponownego zastosowania.

Kąt osiowy α umożliwia odpowiednią dla danych wymagań, korzystną geometrię zazębiania z rowkiem zatrzaskowym 20 w obszarze zazębienia krążków cylindrycznych 21, 22, 21a, 21b. Uzyskuje się ruchy toczenia krążków cylindrycznych po języczku zwalniającym 30 i po wewnętrznych ściankach szybu 32, bez poślizgu.

Mechanizm zwalniający, który powinien mieć możliwie niewielkie wymiary, ma niewielką masę a czas jego uruchamiania nie przekracza 1 ms. W ukł adzie wedł ug wynalazku konieczne jest wykorzystanie tylko niewielkich sił zwalniających.

Ponadto kąt osiowy umożliwia proces mijania krążków cylindrycznych 21, 22 podczas naprężania układu, w ten sposób, że rolki cylindryczne powyżej trzpienia 12 wracają po procesie zwalniania w położenie wysunięte. Można je bez problemu osadzić w poprzednim położeniu, gdy trzpień 12 zetknie się swoim łbem z krążkami cylindrycznymi 21, 22. Po osiągnięciu położenia końcowego trzpienia 12 krążki cylindryczne przyjmują położenie odciążone i położenie gotowości.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Akumulator sprężynowy uruchamiany elektrycznie, w którym rozmieszczone parami elementy toczne, z osadzonym między nimi języczkiem zwalniającym, jako cała jednostka wprowadzone są w rowek zatrzaskowy trzpienia, podtrzymywanego przez sprężynę naciskową, przy czym języczek zwalniający, jest osadzony przesuwnie w kierunku osiowym poprzez zworę cewki elektrycznej, a elementy toczne są osadzone przesuwnie w rowku zatrzaskowym, znamienny tym, że oś cewki elektrycznej (28) języczka zwalniającego (30), stanowiącego element zwalniający, i przynależnej sprężyny dociskowej (23), utrzymującej elementy toczne (21, 22) w rowku zatrzaskowym (20), jest usytuowana pod kątem 45° w stosunku do osi głównej trzpienia (12) i sprężyny naciskowej (16).
2. 2. Akumulator według zastrz. 1, znamienny tym, że dwie sprężyny naciskowe (16a, 16b) są usytuowane w układzie równoległym.
3. 3. Akumulator według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy toczne (21, 22) stanowią krążki cylindryczne.
4. 4. Akumulator według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy toczne (21, 22) stanowią kulki.
5. 5. Akumulator według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera dwa aktywatory, składające się z cewki elektrycznej (28), języczka zwalniającego (30) i sprężyny naciskowej, które są przestawione o kąt 45° w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara do głównej osi trzpienia (12) i sprężyny naciskowej (16), i o kąt 45° w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, a zatem przestawione względem siebie o kąt 90°.
6. 6. Akumulator według zastrz. 1 albo 5, znamienny tym, że trzpień (12) jest połączony bezpośrednio z uruchamianym elementem.
7. 7. Akumulator według zastrz. 1 albo 5, znamienny tym, że trzpień (12) jest połączony z cięgnem Bowdena, przenoszącym ruch trzpienia (12) na uruchamiany element.