加壓致動器的制造方法
【專利說明】加壓致動器
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年8月12日提交的美國臨時申請N0.61/864,955的優(yōu)先權(quán)。本申請還要求提交日為2014年8月12日的美國專利申請N0.14/458，112的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明總體上涉及一種氣體生成系統(tǒng)和一種改進的線性致動器。
【背景技術(shù)】
[0004]本發(fā)明涉及在與行人碰撞或撞擊的情況下采用線性致動器來升高車輛表面(例如引擎罩)的車輛乘員保護系統(tǒng)或其它安全系統(tǒng)。已知的線性致動器典型地采用了煙火式裝置來啟動致動器內(nèi)的活塞?？紤]到氣體生成成分必須在插入到致動器內(nèi)之前制造出來，這增加了制造成本。此外，由于輸送和相關(guān)的管理要求，運輸和處理可能更加復(fù)雜和困難。另夕卜，典型的煙火成分可能具有不能維持的濕氣敏感度并且由于致動器內(nèi)的儲存要求而增大了致動器的尺寸。因此，提供典型煙火致動式活塞的替代方案將是一種改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]—種煙火式致動器，包括具有第一端和第二端的殼體。點火室被形成為鄰近殼體的第一端。引發(fā)器以已知的方式固定在第一端。中空活塞或管位于殼體內(nèi)并且基本上與其共同延伸，該活塞具有第三端和第四端，由此第三端接近殼體的第一端，并且第四端接近第二端，在啟動該致動器之前活塞從第一端延伸到第二端。所儲存的氣體被容納在附接到活塞的中空活塞桿內(nèi)。爆裂墊片或密封件可以固定成橫跨形成在活塞組件第三端的、活塞桿或管的外部或內(nèi)部的通道，由此把氣體密封在活塞桿內(nèi)。在啟動該致動器時，引發(fā)器使爆裂墊片破裂，由此氣體離開活塞并且同時沿著與氣體釋放相反的方向向前驅(qū)動活塞。以這種方式，活塞從殼體的第一端被推進到殼體的第二端。
[0006]總之，本發(fā)明的活塞組件包括具有第一端和第二端的殼體。中空活塞桿被容納在殼體內(nèi)，其中該活塞桿具有第三端和第四端，該第三端接近所述第一端，并且該第四端接近所述第二端。填充有儲存氣體的密封氣體室形成在中空活塞桿內(nèi)并大致構(gòu)成了中空活塞桿的內(nèi)部。引發(fā)器被固定在接近活塞桿第三端的第一端，并用來使活塞桿上的密封件爆裂，由此使儲存氣體從中空室中釋放并推動活塞桿從第一端到殼體的第二端。
[0007]固定到活塞桿的活塞可以由形成在第三端上的第一凸緣限定，第一凸緣具有第一外徑，在啟動該致動器時該第一外徑以可滑動方式與殼體的內(nèi)壁或直徑接合。第二凸緣可以形成在第三端上，第二凸緣被定位成更接近引發(fā)器，并且第二凸緣具有比第一凸緣的第一外徑小的第二外徑。由于第一外徑和第二外徑的不同尺寸，因此在殼體的內(nèi)徑或內(nèi)壁與第二凸緣之間形成了環(huán)形管道。因此，氣體可以通過該管道分流到形成在環(huán)形腔室(該環(huán)形腔室被創(chuàng)建在第一和第二凸緣以及形成于它們之間的環(huán)形壁之間)中的表面區(qū)域，從而驅(qū)動活塞組件通過該殼體。
【附圖說明】
[0008]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的加壓的煙火式致動器；
[0009]圖1A示出了如圖1中的區(qū)域A所表示的點火室和爆裂墊片界面的放大視圖；
[0010]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的啟動前的煙火式致動器；
[0011]圖3示出了致動器啟動之后的圖1和2的煙火式致動器。
【具體實施方式】
[0012]如圖1的第一實施例所示，線性致動器10包括殼體12。該殼體12包括第一端14和第二端16。引發(fā)器或點火器18以例如通過本體孔密封(body bore seal)的已知方式固定在第一端14內(nèi)。點火室20形成為接近點火器18。爆裂墊片(burst shim)或密封件22可以固定成鄰近所述室20，由此把加壓氣體保持在活塞桿的內(nèi)部30。管或中空活塞桿23被容納在殼體12內(nèi)并從緊鄰點火室20處延伸到第二端16(在致動器啟動之前)。應(yīng)該理解，活塞第一端26的一部分32因此可具有大致與由內(nèi)壁25限定的殼體12的內(nèi)徑相等的外徑?；钊?3的外壁23a可幾乎與殼體12的長度等長地延伸。活塞23的該部分或第一活塞凸緣32齊平地抵靠裝配在本體12的環(huán)形內(nèi)壁25上，由此使凸緣32密封抵靠殼體12的內(nèi)壁。第一活塞凸緣32具有與殼體12的內(nèi)壁25以可滑動方式接合的第一外徑37。前表面32d與第一凸緣32—體形成并在致動器10被啟動時提供對活塞桿組件23的向前作用的止擋。環(huán)形腔室28形成在第一活塞端26內(nèi)，如下文所解釋的，該環(huán)形腔室28在致動器10啟動時在后部32e(該后部32e與第一活塞凸緣32—體形成)上提供環(huán)形氣體力。
[0013]第二活塞凸緣32b形成在第一端26上，與第一凸緣32相比更靠近點火器18，由此，第一凸緣32和第二凸緣32b把形成于它們之間的腔室28夾在中間。表面區(qū)域32e被限定在腔室40內(nèi)，并且一旦該致動器被啟動，區(qū)域32e就以可操作方式與所儲存的氣體33連通，由此驅(qū)動活塞桿23穿過殼體12。與第一活塞凸緣32的第一外徑相比，第二活塞凸緣32b具有相對稍小的第二外徑39。由此，在第二凸緣32b的環(huán)形外表面與殼體12的內(nèi)壁25之間形成環(huán)形間隙或腔室40，由此在致動器1啟動時允許氣體在第二凸緣32b與殼體12的內(nèi)壁25之間流動。如下面詳細解釋的，當氣體流入到腔室40中時，隨著氣體壓力增大并在第一凸緣32的表面區(qū)域或后部32e上施加力，活塞桿組件23被向前驅(qū)動。
[0014]活塞、蓋或塞99被固定在活塞桿組件的第一端26內(nèi)，并包括第一凸緣32、第二凸緣32e、以及與第一凸緣和第二凸緣一體形成的中央壁99a，并且通常由第一凸緣32、第二凸緣32e和中央壁99a限定。在中央壁99a內(nèi)限定了環(huán)形氣體通道99b，且該通道99從第一端99c穿過活塞99延伸到活塞桿組件23的內(nèi)部30中。第一環(huán)形端99c形成在蓋99中，靠近所述點火器，并且，第二環(huán)形端99d形成在蓋99中，更靠近殼體12的第二端16。在致動器10啟動時，環(huán)形通道99b提供了出口或管道，用于氣體從內(nèi)部30中膨脹出來進入室20內(nèi)，通過間隙40并進入腔室28中。爆裂墊片或密封件22可以固定到第一環(huán)形端99c或第二環(huán)形端99d，或者固定到這兩者上。
[0015]安裝件103可以圍繞殼體12的外周定位并固定，用于安裝到車輛(未示出)上。
[0016]第二活塞或蓋101被焊接、壓配合或以其它方式連接到第二活塞端27并至少部分處于第二活塞端27內(nèi)，由此在該端27處將活塞桿或管23密封。連接部29形成在殼體12的圓形部分與活塞23的外壁23a相遇的點處?；钊w101的一部分1la在第二活塞端27處延伸到內(nèi)部30中?；钊w101的第二部分1lb優(yōu)選具有比該部分1la大的直徑，該直徑可以大致等于殼體12的直徑。
[0017]在制造該致動器10時，可以通過優(yōu)選在壓力下焊接“塞”孔密封組件99/22來提供所儲存的氣體33，例如氬氣、氮氣、氦氣、其它惰性氣體及其組合?；钊麠U被填充有加壓氣體，然后，會在壓力下把已安裝有爆裂墊片或密封件22的塞孔密封組件99焊接到管或活塞桿23。焊接壓力當然不超過墊片22的爆裂壓力。因此，可以在加壓條件下填充該管或活塞的內(nèi)部30，其中，爆裂墊片22被相應(yīng)地固定到端部99c或99d，然后視需要在環(huán)境壓力條件下以已知的方式把引發(fā)器18固定到殼體12的端部14?；钊麠U23和殼體12可以由金屬形成，如本領(lǐng)域已知的，例如冷拉金屬；另一方面，如果活塞23和/或殼體12是聚合物或塑料的，則這些部分可以被注射成型或以本領(lǐng)域已知的其它方式形成。引發(fā)器或點火器18可以是本領(lǐng)域已知的任何現(xiàn)有技術(shù)的引發(fā)器。所述氣體可以由已知的供應(yīng)商(例如Praxair)提供。總之，致動器10的各個組成部分如現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣進行制造，但具有如上所述的新穎結(jié)構(gòu)。
[0018]在操作中，如現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣建立的傳感器(未示出)感測出諸如相關(guān)的車輛引擎罩即將被行人