通氣的加壓氣體驅(qū)動式促動器的制造方法
【專利摘要】一種通氣的加壓氣體驅(qū)動式促動器(10)，其包括具有中心縱向軸線(L1)和內(nèi)表面(12w)的殼體(12)。內(nèi)表面(12w)在垂直于軸線(L1)延伸的第一平面(s1)和第二平面(s2)之間具有恒定半徑。至少一個通氣溝槽(12v)從內(nèi)表面(12w)在離開軸線(L1)的方向上延伸。至少一個溝槽(12v)具有與第一平面(s1)相交的第一端(12v?a)。
【專利說明】通氣的加壓氣體驅(qū)動式促動器
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求了2013年6月7日提交的美國臨時申請序號61/832,553和2013年6月14日提交的61835515的權(quán)益，其全部公開內(nèi)容在此通過引用的方式并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]在此描述的實施例總體上涉及通氣的加壓氣體驅(qū)動式促動器和可用于控制該促動器的促動力曲線(actuat1n force profile)的方法和結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0004]多種類型的促動器可用于自動地移動車輛的某些部分。這些促動器可構(gòu)造為在預(yù)定范圍內(nèi)施加力或?qū)④囕v上的元件移動期望的距離或沿預(yù)定路徑移動。一些促動器設(shè)計利用了由加壓流體(例如加壓氣體)驅(qū)動的活塞和所附接的活塞桿。希望能夠在活塞桿行程的各個部分期間根據(jù)活塞或活塞桿的位置來控制由促動器施加的力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在本文描述的實施例的一個方面，提供了一種通氣的加壓氣體驅(qū)動式促動器。該促動器包括具有中心縱向軸線和內(nèi)表面的殼體。該內(nèi)表面在垂直于所述軸線延伸的第一和第二平面之間具有恒定的半徑。至少一個通氣溝槽從內(nèi)表面在離開所述軸線的方向上延伸。該至少一個溝槽具有與第一平面相交的第一端。
[0006]在本文描述的實施例的另一個方面，提供了一種通氣的加壓氣體驅(qū)動式促動器殼體。該殼體包括內(nèi)表面和從內(nèi)表面延伸到壁中的至少一個通氣溝槽。
【附圖說明】
[0007]圖1是在促動器被激活之前的、通氣的加壓氣動驅(qū)動式促動器的一個實施例的截面?zhèn)纫晥D。
[0008]圖2是在促動器被激活之后的、圖1中所示的促動器殼體的截面?zhèn)纫晥D。
[0009]圖3是包括如圖1和圖2的實施例中所示的單個通氣溝槽的殼體的橫截面端視圖。
[0010]圖4是圖1至圖3中所示的殼體實施例的截面?zhèn)纫晥D。
[0011 ]圖5是圖1和圖2中所不的殼體的外部的一部分的局部透視圖。
[0012]圖6是圖5中所示的殼體的透視端視圖。
[0013]圖7示出了如下促動器的一部分的橫截面端視圖:該促動器包括具有與圖3中所示的溝槽12 V類似的兩個沿直徑方向相對的通氣溝槽的殼體。
[0014]圖7A是包括圖7中所示的通氣溝槽布置結(jié)構(gòu)的殼體的示意圖。
[0015]圖8是促動器的一部分的橫截面端視圖，該促動器包括具有如圖1至圖6中所示的單個通氣溝槽的殼體。
[0016]圖9是殼體的一部分的截面?zhèn)纫晥D，該殼體合并了具有變化的橫截面積的通氣溝槽的實施例。
[0017]圖10是殼體的一部分的截面?zhèn)纫晥D，該殼體合并了具有變化的橫截面積的通氣溝槽的另一個實施例。
[0018]圖11是殼體的一部分的截面?zhèn)纫晥D，該殼體合并了具有變化的橫截面積的通氣溝槽的另一個實施例。
[0019]圖12是殼體的一部分的截面?zhèn)纫晥D，該殼體合并了具有變化的橫截面積的通氣溝槽的另一個實施例。
[0020]圖13是殼體的一部分的截面?zhèn)纫晥D，該殼體合并了具有變化的橫截面積的通氣溝槽的另一個實施例。
[0021]圖14示出了包括殼體的促動器的一部分的橫截面端視圖，該殼體包括具有三個等角度地間隔開的通氣溝槽。
[0022]圖14A示出了合并了圖14中所示的通氣溝槽布置結(jié)構(gòu)的殼體的示意圖。
[0023]圖15是另一個促動器殼體實施例的示意圖，該促動器殼體合并了一種替代的通氣溝槽布置結(jié)構(gòu)。
[0024]圖16是另一個促動器殼體實施例的示意圖，該促動器殼體合并了一種替代的通氣溝槽布置結(jié)構(gòu)。
[0025]圖17是另一個促動器殼體實施例的示意圖，該促動器殼體合并了一種替代的通氣溝槽布置結(jié)構(gòu)。
[0026 ]圖18示出了對于圖1至圖6中所示的實施例的一個示例的、由活塞桿施加的力與活塞在負Y方向上的位移之間關(guān)系的曲線圖。
[0027]圖19A至圖19C是示出了在促動器殼體的壁中形成通氣溝槽的過程的一個實施例的截面示意圖。
[0028]圖20是合并了示例性通氣溝槽的殼體的一部分的橫截面?zhèn)纫晥D，示出了在此所述的實施例的基本操作原理。
[0029]圖20A示出了殼體的一部分的橫截面?zhèn)纫晥D，該殼體合并了如圖1至圖6中所示的通氣溝槽的特定實施例。
[0030]圖21A是合并了根據(jù)本文所述另一個實施例的通氣溝槽的殼體的截面?zhèn)纫晥D。
[0031]圖21B是圖21A中所示的殼體的橫截面端視圖。
[0032]圖22A是合并了根據(jù)本文所述另一個實施例的通氣溝槽的殼體的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0033]圖22B是圖22A中所示的殼體的橫截面端視圖。
[0034]圖23是根據(jù)本文所述實施例的、安裝在車輛中且包括引擎蓋提升裝置(hood-lifting device)的行人保護系統(tǒng)的一部分的示意圖。
【具體實施方式】
[0035]遍及附圖的多個圖的描述，類似的附圖標記指示類似的部件。另外，雖然對于在此所述的多種特征的尺寸陳述了目標值，但應(yīng)理解的是這些值可能由于制造公差的因素而略微變化，且也應(yīng)理解的是這些變化處在此處所述的實施例的考慮范圍內(nèi)。
[0036]圖1至圖22示出了一般地標記為10的通氣的加壓氣體驅(qū)動式促動器的多種實施例。促動器10可(經(jīng)由活塞桿50，在后文中詳細描述)操作地聯(lián)接到任何合適的裝置或機構(gòu)，用于將力傳遞到該裝置或機構(gòu)。響應(yīng)于將加壓氣體引入到促動器的殼體中而以下文描述的方式生成促動力。加壓氣體可在該殼體內(nèi)生成(例如，由合并到殼體中的氣體發(fā)生器)，或者該氣體可從與殼體內(nèi)部流體連通的外部氣體源引入到殼體中。在此所述的促動器的一種可能的應(yīng)用是提升汽車的引擎蓋的一部分。
[0037]在此所述的促動器的任何實施例的任一元件均可由任何合適的材料或多種材料形成。例如，殼體12可由金屬材料(例如，不銹鋼)、聚合物或任何其它合適的一種材料或多種材料形成。
[0038]在圖1至圖6所示的實施例中，促動器10具有殼體12、以可滑動方式定位在殼體內(nèi)的活塞30、以及附接到活塞以與活塞一起移動的活塞桿50。在所示的實施例中，殼體12是圓柱形的且具有最外側(cè)殼體壁12d，該殼體壁12d限定了第一端12a、第二端12b以及將該第一端與第二端連接的主體12c。壁12d也限定了殼體的中空內(nèi)部12e。在圖1至圖6所示的實施例中，殼體的第一端12a徑向向外擴口，以容納通過壓接、粘接或任何其它合適的方法而插入并保持在該端部中的合適的氣體發(fā)生器14(例如，已知的微型氣體發(fā)生器)。替代地，氣體發(fā)生器14可使用合適的保持方法附接到殼體的第一端。氣體發(fā)生器14的氣體發(fā)出部分14a定位在殼體內(nèi)，使得在氣體發(fā)生器被激活之后、所生成的氣體流入到殼體的內(nèi)部12e中。如果需要，可提供合適的密封件(例如，環(huán)氧樹脂密封件、O型環(huán)密封件或其它密封手段；未示出)，以最小化或防止所生成的氣體在氣體發(fā)生器14和殼體12之間泄漏到殼體的外部。
[0039]壁12d的內(nèi)表面12w具有從殼體的中心縱向軸線LI測量的恒定半徑，且被構(gòu)造為允許彈性密封件40沿著內(nèi)表面12w的滑動接合，如下文中更詳細描述的。密封件40安裝在活塞30上。在此處所示的實施例中，殼體的內(nèi)表面12w限定了圓柱形空間，并且，本文所述的通氣溝槽處于該圓柱形空間外側(cè)，但與該圓柱形空間相鄰。
[0040]在圖1至圖6所示的實施例中，殼體的第二端12b具有開口12f，所述開口 12f構(gòu)造為接收穿過該開口 12f的活塞桿50，所述活塞桿50附接到活塞30(下文中更詳細地描述)，所述活塞30以可滑動方式定位在殼體的內(nèi)部12e中。開口 12f可被設(shè)定尺寸或以其他方式構(gòu)造為在活塞桿50的各個部分通過開口 12f移入/移出該殼體時側(cè)向約束或支撐到活塞桿50。在圖1至圖6所示的特定實施例中，端壁12g由殼體12的一部分形成，且開口 12f被鉆孔在或以其他方式形成在壁12g中。如果希望，可將強化蓋(未示出)通過焊接或任何其它合適的手段固定到殼體的端部12b，以針對由在活塞行程結(jié)束時與端壁12g接觸的活塞30施加的撞擊力來強化殼體的該端部。
[0041]活塞30以可滑動方式定位在殼體的內(nèi)部12e中。參考圖1和圖2，該活塞具有帶有外壁30b的基部30a。溝槽30c形成在壁30b中且構(gòu)造為在溝槽30c內(nèi)接收彈性的氣密密封件40(例如，合適的O型環(huán))ο以已知的方式，密封件40彈性地接合或接觸殼體壁12d的內(nèi)表面，從而在活塞30和壁12d之間提供大致氣密的密封。當活塞30定位在殼體12中且密封件40接觸殼體壁的內(nèi)表面時，密封件和殼體壁之間的接觸區(qū)形成了活塞的較高壓力側(cè)Pl與活塞的較低壓力側(cè)P2之間的邊界。因此，只要沿著溝槽(多個溝槽)行進的氣體從活塞的較高壓力側(cè)Pl經(jīng)過密封件40的下方(在密封件和殼體壁之間)到達活塞的較低壓力側(cè)P2，則將通過溝槽(多個溝槽)12v(將在后文中詳細描述)發(fā)生通氣。
[0042]在圖1至圖6所示的實施例中，突出部30d從活塞基部30a延伸。突出部30d被構(gòu)造為通過過盈配合來接合(或合適地附接到)相關(guān)的活塞桿50，或以其他的方式允許或便于活塞桿50到活塞30的附接。
[0043]在特定實施例中，腔30e形成在基部30a內(nèi)。腔30e提供了活塞中的空閑空間，所述空閑空間被構(gòu)造為在其中容納氣體發(fā)生器14的碎肩或松脫部分(例如，由于氣體發(fā)生器的激活和所生成的氣體的排出而導(dǎo)致的氣體發(fā)生器的分裂的部分)，且被構(gòu)造為限制所生成的氣體的初始膨脹。這使得能夠在氣體發(fā)生器中使用相對少量的所生成的氣體來產(chǎn)生給定的效果。
[0044]活塞桿50是通過其將促動器力傳遞到與活塞桿連接的元件(例如，車輛的引擎蓋的一部分(如圖23中被不意性地不出為元件902))的機構(gòu)?；钊麠U50具有第一端50a，第一端50a被附接到活塞以與活塞一起移動?；钊麠U的與該第一端相反的第二端50b可構(gòu)造為附接到將促動器力傳遞到其上的元件或機構(gòu)。在圖1至圖6所示的實施例中，活塞桿50是中空的。替代地，活塞桿可以是實心的，或者活塞和活塞桿可以彼此一體地形成為單個件?；钊麠U也可以具有適合于特定應(yīng)用或所述特定應(yīng)用所需的任何特定的長度、直徑、形狀和/或其它特征(多個特征)。
[0045]參考圖1至圖6，至少一個通氣溝槽12v沿著殼體壁12d的內(nèi)表面12w形成。在圖1至圖6所示的實施例中，通過成形操作而產(chǎn)生溝槽12v，所述成形操作將殼體壁的一部分12x在離開軸線LI和內(nèi)壁表面12w的方向上向外壓，且壓入到壁厚度中，以使壁的相關(guān)部分向外伸展或變形。當壁12d的外展部分12x被向外推時，形成了溝槽12v。在此處所示的實施例中，通氣溝槽(除去圖21A至圖22B中所示的溝槽12k的實施例)平行于殼體的縱向軸線LI延伸。
[0046]在圖1至圖6所示的實施例中，溝槽12v具有與垂直于軸線LI延伸的第一平面Si相交的第一端12v_a以及與垂直于軸線延伸的第二平面s2間隔開的第二端12v-b。平面Si和s2示意性地代表了殼體內(nèi)表面12w的恒定半徑部分的縱向端部或縱向極限，可通過沿殼體提供通氣溝槽而允許從較高壓力側(cè)Pl沿著所述內(nèi)表面12w向較低壓力側(cè)P2通氣。即，內(nèi)表面12w(除了沿通氣溝槽的部分外)在平面Si和s2之間位于距軸線LI的恒定半徑處?；钊诜较騐上移動，且活塞行程在平面Si處或附近開始且在平面s2處或附近結(jié)束。在所示的實施例中，也可看到平面Si和s2延伸通過內(nèi)表面12w且垂直于通氣溝槽的縱向軸線。
[0047]在此處所述的實施例中，平面si和s2也示意性地表示了殼體內(nèi)表面12w的恒定半徑部分的縱向端部或縱向極限，可通過沿殼體提供通氣溝槽來允許從較高壓力側(cè)Pl沿所述內(nèi)表面12w向較低壓力側(cè)P2通氣。即，內(nèi)表面12w(除了沿通氣溝槽的部分外)在平面Si和s2之間位于距軸線LI的恒定半徑處?；钊谌鐖D1至圖4所示的方向V上移動，使得活塞行程在平面Si處或附近開始且在平面s2處或附近結(jié)束。沿著形成到表面12w中的溝槽發(fā)生通氣。
[0048]圖19A至圖19C示出了通過使用一種可能的溝槽形成方法來形成從殼體主體部分12c的端部開始的通氣溝槽12v的過程。在所示的實施例中，形成工具800被成形為產(chǎn)生具有期望的形狀和尺寸的溝槽，這通過當工具從殼體的端部在方向Vl上插入到殼體內(nèi)部中時將殼體壁的材料在由箭頭W指示的方向(從殼體中心軸線離開且到殼體壁中的方向)上移位來進行。沿殼體壁的外部移位的殼體壁材料的一部分12z在方向W上流動且流動到相關(guān)的成形模具DlOO的腔ClOO中。
[0049]在此處所示的實施例中，形成在殼體12中的通氣溝槽中的至少一個通氣溝槽的端部延伸到主體部分12c的端部，使得通氣溝槽的端部在殼體端部12a或12b中的一個殼體端部處敞開。因此，殼體的內(nèi)部可在此位置處通氣到殼體的外部。
[0050]在形成溝槽或溝槽的一部分的替代方法中，殼體12定位為使得其長度沿縱向基部延伸且安放在所述縱向基部上，且將殼體外部的與內(nèi)部溝槽12v相反的一部分定位在成形模具腔(例如，如上所描述的腔C100)上。壓制工具然后被插入到殼體的端部中。壓制工具具有溝槽形成部分，所述溝槽形成部分被成形為在溝槽形成部分壓入到殼體壁12d的內(nèi)部的表面中時產(chǎn)生具有期望的形狀(包括深度和寬度)和長度的溝槽或溝槽部分。工具的溝槽形成部分在與殼體12的縱向軸線LI垂直的方向上壓入到壁12d中，由此形成溝槽且使得殼體壁的一部分向外變形到如前所述的成形模具腔中。使用這種方法，溝槽的不同部分可形成為沿垂直于軸線LI通過殼體12截取的平面具有不同的橫截面積。這使得能夠在沿溝槽的任何點處控制氣體圍繞彈性密封件40所流過的溝槽的部分的橫截面積(例如，如圖9至圖13中所示)。此方法也使得能夠形成與殼體12的任一端間隔開的溝槽。
[0051 ]在另一種替代方法中，通過在殼體壁的內(nèi)表面上執(zhí)行的擴寬操作來形成溝槽12V。以已知的方式，該擴寬操作將期望量的材料從壁的內(nèi)表面移除，因此減小了與溝槽相對的殼體壁的厚度t。
[0052]在形成溝槽或溝槽的一部分的另一種替代方法中，殼體12由合適的聚合物形成。溝槽12v中的任何溝槽可通過前述方法之一形成，或所述溝槽(多個溝槽)例如可通過將制造為期望的溝槽輪廓形狀(例如，在此所示的溝槽形狀之一)的插入件模制到聚合物殼體的壁中來形成。該插入件然后可在模制的殼體已冷卻到足夠程度之后被從形成到殼體中的溝槽移除。
[0053]圖20是包括示例性通氣溝槽12v’的殼體的一部分的截面視圖，示出了在此所述的實施例的基本操作原理。圖中示出了安裝到活塞的密封件40，在激活之后，所述密封件40在方向V上沿殼體內(nèi)表面12w從其激活前位置前進。在位置I，該密封件尚未達到溝槽12v’。因此，利用該密封件通過該密封件和殼體壁的內(nèi)表面12w之間的接觸來防止較高壓力側(cè)Pl的氣體達到活塞的較低壓力側(cè)P2。在位置2，在密封件40已經(jīng)越過溝槽12v’的端部12v’-a之后，活塞的Pl側(cè)的氣體具有沿著該溝槽且圍繞密封件到達活塞的較低壓力側(cè)P2的路徑。該氣體沿通氣溝槽12v ’繼續(xù)流動，如箭頭Z所示，直至該密封件到達溝槽端部12v ’ -b。在密封件的位置3中，密封件已經(jīng)越過溝槽端部12v ’ -b，溝槽不再處在密封件下方或外側(cè)。因此，通過溝槽的氣體流動路徑被阻斷。
[0054]通過控制溝槽端部的橫截面尺寸和溝槽的在端部之間的部分的橫截面尺寸來控制沿該溝槽的流體流速(且因此，促動器力曲線)。這些參數(shù)可以如上所述地在沿溝槽的各個位置處變化，以實現(xiàn)期望的力曲線。
[0055 ]圖20A示出了圖1至圖6中所示的通氣溝槽的特定實施例12 V，所述通氣溝槽從殼體的恒定內(nèi)徑部分的一個端部沿內(nèi)壁12w延伸了該殼體長度的至少一部分。在所示的實施例中，溝槽12v在靠近殼體第一端12a的平面Si處相交且敞口。溝槽12v延伸到壁12w中且沿所述壁12w延伸了在平面Si和s2之間的殼體長度的一部分?？梢姡瑥幕钊?0的運動初始的時間起(通過如所示的密封件位置I和2)，通氣沿溝槽12v發(fā)生，直至密封件達到溝槽端部12v-b。在密封件的位置3，密封件已經(jīng)越過溝槽端部12v’-b，溝槽不再處在密封件下方或外側(cè)。因此，阻斷了通過溝槽的氣體流動路徑。
[0056]通過控制溝槽端部的橫截面尺寸和溝槽的在端部之間的部分的橫截面尺寸來控制沿溝槽的流體流速(且因此促動器力曲線)。這些參數(shù)可以如上所述地在沿溝槽的各個位置處變化，以實現(xiàn)期望的力曲線。
[0057]可通過控制促動器的結(jié)構(gòu)特征來控制促動器力曲線(在此被定義為作為時間的函數(shù)的、由活塞桿50施加在與活塞桿50連接的元件上的力)，所述結(jié)構(gòu)特征例如是通氣溝槽的數(shù)目、通氣溝槽(多個通氣溝槽)的面積(對于每個通氣溝槽，其被限定為由在溝槽上滑動的密封件40和殼體壁12d的在殼體的任何給定橫截面處限定了溝槽邊緣的部分界定的面積，例如，在圖3中被示出為面積A)、通氣溝槽的長度(多個長度)、氣體發(fā)生器的氣體輸出特性和其它相關(guān)的因素。這些特征的尺度可被修改，以控制如下特性，例如沿通氣溝槽的氣體的總流速和允許通氣的時間量。
[0058]例如，在圖1至圖6所示的實施例中，因為溝槽12v在殼體壁內(nèi)表面12w的剩余部分外側(cè)延伸或延伸超過所述剩余部分，所以，溝槽12v提供了用于在密封件定位在如圖20A所示的通氣溝槽上時使加壓氣體從較高壓力側(cè)Pl越過密封件40向較低壓力側(cè)P2的流動路徑(或通氣)。沿溝槽12v流動到活塞30的較低壓力側(cè)的氣體然后通過殼體開口 12f自由地流出殼體。
[0059]只要溝槽延伸到密封件40的較高壓力側(cè)Pl和密封件的較低壓力側(cè)P2，就能夠在密封件40下通過溝槽的一部分通氣。換言之，在此處所述的實施例中，只要沿該溝槽存在氣體流動通道且所述氣體通道從較高壓力側(cè)Pl越過密封件40到達較低壓力側(cè)P2，就能夠沿溝槽通氣。
[0060]在此處所述的實施例中，通氣溝槽的長度和位置可以規(guī)定為使得能夠沿活塞行程長度的僅一部分通氣。在此實施例中，將僅對于活塞行程的與通氣溝槽的長度和位置對應(yīng)的一部分允許進行所生成的氣體的一部分沿通氣溝槽和越過密封件40的流動。在溝槽的其它實施例中，通氣溝槽的長度和位置可規(guī)定為使得能夠沿殼體的恒定內(nèi)徑部分的整個長度(即，沿活塞的大致整個行程長度)通氣。
[0061 ]在特定的實施例中，可規(guī)定溝槽(或多個溝槽)的端部的位置以便控制活塞行程中的發(fā)生通氣的開始和/或結(jié)束的點。例如，如圖1至圖6中所示的促動器殼體實施例包括溝槽12v，所述溝槽12v構(gòu)造為使得通氣能夠在活塞行程的開始處開始且沿殼體12的如下部分進行:即通氣部12v沿所述部分延伸。溝槽的第一端12v_a因此被設(shè)置為使得能夠在活塞行程的開始處通氣。在密封件40越過該溝槽的相反的另一端12v-b之后，不能進一步進行溝槽通氣，直至活塞達到殼體的端部12b。圖8是圖1至圖6中所示的促動器的平面圖。
[0062 ]圖4示出了圖1至圖3中所示的殼體實施例的截面?zhèn)纫晥D。在殼體的特定實施例中。在此實施例中，溝槽12v沿殼體的長度形成為使得溝槽端部12v_b距殼體端壁12g的內(nèi)表面的距離H為30毫米。也在促動器的此特定實施例中，溝槽端部12v-a沿平面Si設(shè)置。
[0063]在圖1至圖6所示的實施例中，殼體包括單個溝槽12v。使得通氣能夠在溝槽端部12v_a處開始且一直進行，直至活塞到達該溝槽的相反端部處的12v_b。
[0064]在其它實施例中，多個通氣溝槽可沿殼體壁內(nèi)表面間隔開。例如，圖7、圖7A、圖9、圖14、圖14A、圖15和圖16示出了具有多個間隔開的溝槽12v-l和12v-2的促動器殼體的示意性視圖。
[0065]圖7示出了具有兩個沿直徑方向相對的通氣溝槽12v-l和12v-2的促動器殼體的一部分的橫截面平面圖。圖7A示出了合并了圖7中所示的通氣溝槽布置結(jié)構(gòu)的殼體的示意性視圖。在特定實施例中，溝槽12v-l和12v-2的具有相等的長度且沿殼體共同延伸(S卩，沿與殼體縱向軸線LI垂直延伸的公共平面Si設(shè)置這些溝槽的起點，且沿垂直于殼體縱向軸線LI延伸且與第一平面間隔開的另一個公共平面s3設(shè)置溝槽的端部12v-lb和12v-2b)。因此，在此實施例中，當活塞在方向V上行進時，經(jīng)由兩個溝槽的通氣同時開始且同時結(jié)束。
[0066]在包括多個溝槽的任何實施例中，每個溝槽可以具有沿殼體12的長度的任何期望的長度和相對位置。即，根據(jù)特定應(yīng)用的促動力要求，溝槽可以具有或可以不具有相同長度，且可以彼此或可以不彼此共同延伸。也可以使用任何期望數(shù)目的通氣溝槽。另外，雖然溝槽12 v-1和12v-2角度上間隔開180度，但在任何溝槽組中的任何溝槽對之間的角度間隔(多個角度間隔)和/或其它距離可以相等或不相等。
[0067]可以使用任何期望的數(shù)目的通氣溝槽。另外，在任何溝槽組中的溝槽對之間的角度間隔(多個角度間隔)和/或其它距離可以相等或不相等。另外，任何通氣溝槽的長度和位置可以規(guī)定為使得能夠僅沿活塞的行程長度的一部分通氣或沿活塞行程的整個長度通氣。在此實施例中，將僅對于活塞行程的與通氣溝槽的長度和位置對應(yīng)的部分允許進行所生成的氣體的一部分沿通氣溝槽且越過密封件40的流動。
[0068]圖14示出了具有三個等角度地間隔開的通氣溝槽12v-l、12v-2和12v-3的促動器殼體的一部分的橫截面平面圖。圖14A示出了合并了圖14所示的通氣溝槽布置結(jié)構(gòu)的殼體的示意圖。在圖14和圖14A所示的實施例中，通氣溝槽12v-l、12v-2和12v-3都具有相等長度且共同延伸。溝槽端部12v-la、12v-2a和12v-3a與平面81相交，而相反的溝槽端部12￥-113、12v-2b和12v-3b與平面s3相交，所述平面s3位于平面si和s2之間且垂直于軸線LI延伸。
[0069]另一個實施例(圖15中所示)包括帶有重疊的端部的至少兩個溝槽12v-l和12v-2。因此，在圖15所示的實施例中，第一溝槽12v-l的一部分在位于第一平面Si和第二平面s2之間的第三平面s3和第四平面s4之間延伸。第二溝槽12v-2的一部分也在第三平面和第四平面之間延伸。溝槽12v-l構(gòu)造為使得能夠在活塞行程開始處在溝槽上的點12v-la處開始通氣。允許通過溝槽12v-l通氣，直至密封件越過12v-lb，所述12v-lb為溝槽12v-l的端部。然而，在密封件從點12v-la至12v-lb沿溝槽12v-l經(jīng)過期間，密封件沿溝槽12v-2在點12v-2a上(在溝槽12v-2的最靠近平面Si的端部處)經(jīng)過，因此能夠沿溝槽12v-2以及沿溝槽12v-l通氣?，F(xiàn)在允許沿兩個溝槽通氣，直至密封件40沿溝槽12v-l經(jīng)過點12v-lb，在此之后僅允許沿著溝槽12v-2通氣，直至此溝槽的端部12v-2b。
[0070]雖然圖15示出了具有一對重疊溝槽的實施例，但也可按需要使用任何數(shù)目的重疊溝槽以實現(xiàn)期望的促動力曲線。例如，在活塞行程的第一部分期間允許通氣的單個第一溝槽能夠以圖15所示的方式與多個第二溝槽重疊，以便能夠在活塞行程的隨后部分中通過這些第二溝槽通氣。類似地，允許在活塞行程的第一部分期間通氣的多個第一溝槽能夠以圖15所示的方式與單個第二溝槽重疊，以便能夠在活塞行程的隨后部分中通過此第二溝槽通氣。
[0071]另一個實施例(圖16中示出)包括至少兩個溝槽12v-l和12v-2，所述至少兩個溝槽12v-l和12v-2具有沿延伸經(jīng)過中心軸線LI的公共平面X ’布置的中心縱向軸線，而在溝槽的相鄰端部之間具有距離D’。兩個溝槽的縱向軸線沿平面X’設(shè)置，所述平面X’從殼體縱向軸線LI延伸到殼體的一側(cè)，如圖16中所示。在圖16所示的特定實施例中，溝槽12v-l和12v-2是同軸的。溝槽12v-l構(gòu)造為使得能夠在活塞行程開始處在點12v-la處開始通氣。允許通過溝槽通氣直至密封件經(jīng)過12v_lb，所述12v_lb是溝槽12v_l的端部且與垂直于軸線LI延伸的平面s3相交。然后，不允許通氣，直至密封件達到溝槽12v-2的端部12v-2a，所述端部12v-2a是溝槽12v-2的端部且與另一個平面s4相交，該另一個平面s4與平面s3間隔開且垂直于軸線LI延伸。然后允許沿溝槽12v-2通氣，直至到達溝槽12v-2的端部12v-2b。
[0072]在圖17所示的實施例中，類似于圖1至圖2中所示的通氣溝槽的單個通氣溝槽112v被形成為從殼體12的第二端12b延伸，而非從殼體的第一端12a延伸。在活塞密封件40到達與垂直于軸線LI延伸的平面s3相交的溝槽端部112v-a時，允許沿此溝槽通氣。如果希望，則多個通氣溝槽可形成為從殼體第二端12b以類似于圖14A中所示的方式延伸。
[0073]在圖1至圖6所示的實施例中，溝槽12v沿其整個長度具有恒定的橫截面積(在制造公差的極限之內(nèi))。在此處所述的實施例中的任何實施例中，溝槽(其中殼體包括多個溝槽)可具有相同或不同的橫截面積。
[0074]另外，作為影響促動器力曲線的另一個手段，任何特定的溝槽的橫截面積可以沿溝槽的長度變化。對于使氣體流動通過的面積的控制允許隨著活塞沿溝槽行進而對氣體流動或通氣速度的變化進行控制。
[0075]例如，在圖9所示的實施例中，溝槽112v的深度d，沿溝槽的長度變化。溝槽深度d，的這種變化產(chǎn)生了沿溝槽長度的溝槽橫截面積的相應(yīng)變化。在圖9所示的實施例中，溝槽112v是漸縮的，使得溝槽的深度d，沿溝槽的長度具有均勻的變化率。然而，溝槽的橫截面積能夠以可制造的任何期望的方式變化。
[0076]另外(或替代地)，形成工具可形成為沿工具改變該工具的寬度。這使得可在殼體的制造期間相應(yīng)地改變在殼體壁中形成的溝槽的寬度。
[0077]在其它實施例中，任何溝槽可形成為具有不同特性的相鄰部分或分成具有不同特性的“區(qū)域”。例如，在圖10和圖11所示的實施例中，溝槽112v的第一部分Rl具有恒定的橫截面積，且溝槽的與第一部分相鄰的第二部分R2具有沿溝槽的長度變化的橫截面積。
[0078]在圖12所示的實施例中，溝槽112v的第一部分Rl具有第一恒定的橫截面積且溝槽的與第一部分相鄰的第二部分R2具有與第一橫截面積不同的第二恒定的橫截面積。
[0079]在圖13所示的實施例中，溝槽112v的第一部分Rl具有沿溝槽的長度變化的橫截面積，且溝槽的第二部分R2具有沿溝槽的長度變化的橫截面積。
[0080]考慮到以上情況，可見，使用在此所述的方法和結(jié)構(gòu)存在多種選擇來提供各種促動器力曲線中的任一種促動器力曲線。
[0081]在促動器操作期間，氣體發(fā)生器或其它加壓氣體源被激活，以將加壓氣體在活塞的較高壓力側(cè)Pl上引入到殼體中。該加壓氣體迫使活塞在負V(-V)方向上移動，因此通過活塞桿50在附接到活塞桿50的元件或機構(gòu)上施加了力。促動器力曲線將涉及通過溝槽(多個溝槽)從活塞的較高壓力側(cè)Pl到較低壓力側(cè)P2通氣的加壓氣體的量。在活塞行程結(jié)束時和/或在密封件已經(jīng)過溝槽(多個溝槽)且齊平地接觸殼體壁的無溝槽的表面時，較高壓力側(cè)中剩余的氣體可繼續(xù)從較高壓力區(qū)向較低壓力區(qū)在殼體壁和密封件之間逸出一定的程度，直至較高壓力區(qū)中的壓力幾乎與大氣壓相等。結(jié)果，產(chǎn)生了在促動器展開數(shù)秒內(nèi)完全卸壓的促動器。
[0082]也在特定實施例中，在激活促動器之前，活塞30定位為使得至少一個通氣溝槽的一部分處在密封件40的較高壓力側(cè)Pl(即氣體發(fā)生器側(cè))和較低壓力側(cè)(即活塞的在其上活塞桿50離開殼體12的側(cè))兩者上。這使得活塞的側(cè)Pl和P2上的殼體內(nèi)部壓力能夠在促動器組裝期間和在促動器激活前相等。
[0083]圖18示出了對于圖1至圖6中所示的實施例的、在促動器已完全展開(S卩，處于活塞的最大行程)之后由活塞桿施加的力與活塞在圖中的負V方向上的位移之間關(guān)系的曲線圖。如圖18中可見，隨著活塞桿50被壓回到殼體中，抵抗活塞30在負V方向上的位移的力穩(wěn)定地增加，直至活塞密封件40達到沿溝槽12v剛好經(jīng)過點12v-b的點。在此點處，允許再次進行在活塞的側(cè)Pl上儲存的加壓氣體的通氣。氣體通過溝槽12v通氣，因此，導(dǎo)致抵抗活塞30在負V方向上的進一步移動的力迅速下降，如圖18中所示。
[0084]現(xiàn)在參考圖21A至圖22B，在通氣溝槽的另一個實施例12K中，溝槽的長度沿著處在與殼體軸線LI垂直的平面上的軸線K延伸。溝槽的橫截面尺寸可被控制，以隨著密封件40在溝槽上經(jīng)過而提供從較高壓力側(cè)Pl向較低壓力側(cè)P2的相對迅速或“脈沖”地釋放期望量的氣體。溝槽12k可沿壁12w的表面延伸360度，因此形成連續(xù)的“環(huán)”，如圖22A和圖22B中所示。替代地，溝槽12k可僅沿表面12w的特定部分或沿表面12w的所包括的角度程度M延伸，如圖21A和圖21B中所示。這些變化使得能夠增加控制促動器力曲線的靈活性。溝槽12k可使用在此所述的溝槽形成方法的一個來形成。
[0085]圖23是根據(jù)在此所述的實施例的在車輛880中安裝且包括引擎蓋提升裝置10的行人保護系統(tǒng)900的一部分的示意圖。在行人保護系統(tǒng)900的此實施例中，安裝在車輛上的傳感器810檢測車輛和行人(未示出)之間的接觸。響應(yīng)于檢測到的此接觸，將激活信號發(fā)送到引擎蓋提升機構(gòu)10，從而導(dǎo)致氣體發(fā)生器的激活或?qū)е乱云渌绞綄⒓訅簹怏w釋放到殼體12的內(nèi)部中，以產(chǎn)生活塞桿50從殼體的延伸，如前文所述。延伸的活塞桿50然后提升該引擎蓋902的一部分。引擎蓋提升器激活信號可從傳感器810或從合適地構(gòu)造的控制器(未示出)發(fā)送，所述控制器從傳感器810接收車輛-行人接觸信號并作為其響應(yīng)而生成激活信號。
[0086]將理解的是，多種實施例的前述描述僅用于闡述目的。因此，在此公開的多種結(jié)構(gòu)和操作特征可進行各種修改，所述修改都未脫離所附權(quán)利要求的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種通氣的加壓氣體驅(qū)動式促動器，包括: 殼體，所述殼體具有中心縱向軸線和內(nèi)表面，所述內(nèi)表面在垂直于所述軸線延伸的第一平面和第二平面之間具有恒定半徑;和 至少一個通氣溝槽，所述至少一個通氣溝槽從所述內(nèi)表面在離開所述軸線的方向上延伸，所述至少一個溝槽具有與所述第一平面相交的第一端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促動器，其中，所述內(nèi)表面限定了圓柱形空間，并且其中，所述溝槽處在所述圓柱形空間外側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促動器，其中，所述至少一個溝槽具有第二端，所述第二端與所述第一端相反且與位于所述第一平面和所述第二平面之間的第三平面相交。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促動器，還包括從所述內(nèi)表面在離開所述軸線的方向上延伸的另一個溝槽。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的促動器，其中，所述另一個溝槽的縱向軸線處在與所述殼體的縱向軸線垂直的平面上。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的促動器，其中，所述另一個溝槽具有與所述第一平面間隔開的Λ-Λ-上山7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的促動器，其中，所述另一個溝槽具有與所述第二平面間隔開的第二端，并且其中，所述另一個溝槽的第二端離所述第二平面比離所述第一平面近。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的促動器，其中，所述另一個溝槽具有與所述第二平面相交的第_-上山9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的促動器，其中，所述另一個溝槽與所述至少一個溝槽同軸。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的促動器，其中，所述另一個溝槽被定位成與所述至少一個溝槽在直徑方向上相對。11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的促動器，其中，所述至少一個溝槽的一部分在位于所述第一平面和所述第二平面之間的第三平面和第四平面之間延伸，并且其中，所述另一個溝槽的一部分在所述第三平面和所述第四平面之間延伸。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促動器，還包括氣體發(fā)生器和活塞，所述活塞以可移動方式定位在所述殼體內(nèi)，所述活塞具有腔，所述腔沿著所述活塞的面向所述氣體發(fā)生器的一側(cè)形成在所述活塞中。13.—種通氣的加壓氣體驅(qū)動式促動器的殼體，所述殼體包括內(nèi)表面和至少一個通氣溝槽，所述至少一個通氣溝槽從所述內(nèi)表面延伸到壁中。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的殼體，其中，所述內(nèi)表面具有恒定的半徑，并且其中，所述至少一個溝槽具有與第一平面相交的第一端和與第二平面相交的第二端，所述第一平面延伸經(jīng)過所述內(nèi)表面且垂直于所述至少一個溝槽的縱向軸線，所述第二平面延伸經(jīng)過所述內(nèi)表面且垂直于所述至少一個溝槽的縱向軸線。15.—種促動器，其包括根據(jù)權(quán)利要求12所述的殼體。16.—種車輛，其包括根據(jù)權(quán)利要求12所述的促動器。17.—種車輛，其包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的促動器。
【文檔編號】F15B15/19GK105874219SQ201480032547
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年6月9日
【發(fā)明人】拉里·M·威爾莫特, 拉奇德·哈穆德
【申請人】Tk控股公司