加压致动器的制造方法
【专利说明】加压致动器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年8月12日提交的美国临时申请N0.61/864,955的优先权。本申请还要求提交日为2014年8月12日的美国专利申请N0.14/458，112的优先权。
技术领域
[0003]本发明总体上涉及一种气体生成系统和一种改进的线性致动器。
【背景技术】
[0004]本发明涉及在与行人碰撞或撞击的情况下采用线性致动器来升高车辆表面(例如引擎罩)的车辆乘员保护系统或其它安全系统。已知的线性致动器典型地采用了烟火式装置来启动致动器内的活塞。考虑到气体生成成分必须在插入到致动器内之前制造出来，这增加了制造成本。此外，由于输送和相关的管理要求，运输和处理可能更加复杂和困难。另夕卜，典型的烟火成分可能具有不能维持的湿气敏感度并且由于致动器内的储存要求而增大了致动器的尺寸。因此，提供典型烟火致动式活塞的替代方案将是一种改进。
【发明内容】
[0005]—种烟火式致动器，包括具有第一端和第二端的壳体。点火室被形成为邻近壳体的第一端。引发器以已知的方式固定在第一端。中空活塞或管位于壳体内并且基本上与其共同延伸，该活塞具有第三端和第四端，由此第三端接近壳体的第一端，并且第四端接近第二端，在启动该致动器之前活塞从第一端延伸到第二端。所储存的气体被容纳在附接到活塞的中空活塞杆内。爆裂垫片或密封件可以固定成横跨形成在活塞组件第三端的、活塞杆或管的外部或内部的通道，由此把气体密封在活塞杆内。在启动该致动器时，引发器使爆裂垫片破裂，由此气体离开活塞并且同时沿着与气体释放相反的方向向前驱动活塞。以这种方式，活塞从壳体的第一端被推进到壳体的第二端。
[0006]总之，本发明的活塞组件包括具有第一端和第二端的壳体。中空活塞杆被容纳在壳体内，其中该活塞杆具有第三端和第四端，该第三端接近所述第一端，并且该第四端接近所述第二端。填充有储存气体的密封气体室形成在中空活塞杆内并大致构成了中空活塞杆的内部。引发器被固定在接近活塞杆第三端的第一端，并用来使活塞杆上的密封件爆裂，由此使储存气体从中空室中释放并推动活塞杆从第一端到壳体的第二端。
[0007]固定到活塞杆的活塞可以由形成在第三端上的第一凸缘限定，第一凸缘具有第一外径，在启动该致动器时该第一外径以可滑动方式与壳体的内壁或直径接合。第二凸缘可以形成在第三端上，第二凸缘被定位成更接近引发器，并且第二凸缘具有比第一凸缘的第一外径小的第二外径。由于第一外径和第二外径的不同尺寸，因此在壳体的内径或内壁与第二凸缘之间形成了环形管道。因此，气体可以通过该管道分流到形成在环形腔室(该环形腔室被创建在第一和第二凸缘以及形成于它们之间的环形壁之间)中的表面区域，从而驱动活塞组件通过该壳体。
【附图说明】
[0008]图1示出了根据本发明的加压的烟火式致动器；
[0009]图1A示出了如图1中的区域A所表示的点火室和爆裂垫片界面的放大视图；
[0010]图2示出了根据本发明的启动前的烟火式致动器；
[0011]图3示出了致动器启动之后的图1和2的烟火式致动器。
【具体实施方式】
[0012]如图1的第一实施例所示，线性致动器10包括壳体12。该壳体12包括第一端14和第二端16。引发器或点火器18以例如通过本体孔密封(body bore seal)的已知方式固定在第一端14内。点火室20形成为接近点火器18。爆裂垫片(burst shim)或密封件22可以固定成邻近所述室20，由此把加压气体保持在活塞杆的内部30。管或中空活塞杆23被容纳在壳体12内并从紧邻点火室20处延伸到第二端16(在致动器启动之前)。应该理解，活塞第一端26的一部分32因此可具有大致与由内壁25限定的壳体12的内径相等的外径。活塞23的外壁23a可几乎与壳体12的长度等长地延伸。活塞23的该部分或第一活塞凸缘32齐平地抵靠装配在本体12的环形内壁25上，由此使凸缘32密封抵靠壳体12的内壁。第一活塞凸缘32具有与壳体12的内壁25以可滑动方式接合的第一外径37。前表面32d与第一凸缘32—体形成并在致动器10被启动时提供对活塞杆组件23的向前作用的止挡。环形腔室28形成在第一活塞端26内，如下文所解释的，该环形腔室28在致动器10启动时在后部32e(该后部32e与第一活塞凸缘32—体形成)上提供环形气体力。
[0013]第二活塞凸缘32b形成在第一端26上，与第一凸缘32相比更靠近点火器18，由此，第一凸缘32和第二凸缘32b把形成于它们之间的腔室28夹在中间。表面区域32e被限定在腔室40内，并且一旦该致动器被启动，区域32e就以可操作方式与所储存的气体33连通，由此驱动活塞杆23穿过壳体12。与第一活塞凸缘32的第一外径相比，第二活塞凸缘32b具有相对稍小的第二外径39。由此，在第二凸缘32b的环形外表面与壳体12的内壁25之间形成环形间隙或腔室40，由此在致动器1启动时允许气体在第二凸缘32b与壳体12的内壁25之间流动。如下面详细解释的，当气体流入到腔室40中时，随着气体压力增大并在第一凸缘32的表面区域或后部32e上施加力，活塞杆组件23被向前驱动。
[0014]活塞、盖或塞99被固定在活塞杆组件的第一端26内，并包括第一凸缘32、第二凸缘32e、以及与第一凸缘和第二凸缘一体形成的中央壁99a，并且通常由第一凸缘32、第二凸缘32e和中央壁99a限定。在中央壁99a内限定了环形气体通道99b，且该通道99从第一端99c穿过活塞99延伸到活塞杆组件23的内部30中。第一环形端99c形成在盖99中，靠近所述点火器，并且，第二环形端99d形成在盖99中，更靠近壳体12的第二端16。在致动器10启动时，环形通道99b提供了出口或管道，用于气体从内部30中膨胀出来进入室20内，通过间隙40并进入腔室28中。爆裂垫片或密封件22可以固定到第一环形端99c或第二环形端99d，或者固定到这两者上。
[0015]安装件103可以围绕壳体12的外周定位并固定，用于安装到车辆(未示出)上。
[0016]第二活塞或盖101被焊接、压配合或以其它方式连接到第二活塞端27并至少部分处于第二活塞端27内，由此在该端27处将活塞杆或管23密封。连接部29形成在壳体12的圆形部分与活塞23的外壁23a相遇的点处。活塞盖101的一部分1la在第二活塞端27处延伸到内部30中。活塞盖101的第二部分1lb优选具有比该部分1la大的直径，该直径可以大致等于壳体12的直径。
[0017]在制造该致动器10时，可以通过优选在压力下焊接“塞”孔密封组件99/22来提供所储存的气体33，例如氩气、氮气、氦气、其它惰性气体及其组合。活塞杆被填充有加压气体，然后，会在压力下把已安装有爆裂垫片或密封件22的塞孔密封组件99焊接到管或活塞杆23。焊接压力当然不超过垫片22的爆裂压力。因此，可以在加压条件下填充该管或活塞的内部30，其中，爆裂垫片22被相应地固定到端部99c或99d，然后视需要在环境压力条件下以已知的方式把引发器18固定到壳体12的端部14。活塞杆23和壳体12可以由金属形成，如本领域已知的，例如冷拉金属；另一方面，如果活塞23和/或壳体12是聚合物或塑料的，则这些部分可以被注射成型或以本领域已知的其它方式形成。引发器或点火器18可以是本领域已知的任何现有技术的引发器。所述气体可以由已知的供应商(例如Praxair)提供。总之，致动器10的各个组成部分如现有技术中已知的那样进行制造，但具有如上所述的新颖结构。
[0018]在操作中，如现有技术中已知的那样建立的传感器(未示出)感测出诸如相关的车辆引擎罩即将被行人