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    • 专利摘要:
    Es wird eine Betätigungsvorrichtung vorgeschlagen, die wenigstens einen Kontraktionsantrieb (1) mit einem sich zwischen zwei Endstücken (5a, 5b) erstreckenden Kontraktionsschlauch (2) aufweist. Der Kontraktionsantrieb (1) ist mit einem Druckspeicher (7) ausgestattet, dem Auslösemittel (15) zum schlagartigen Freigeben einer Fluidverbindung zwischen einem mit komprimiertem Antriebsgas gefüllten Speicherraum (8) des Druckspeichers (7) und dem Schlauch-Innenraum (6) zugeordnet sind.
    公开号:DE102004015629A1
    申请号:DE200410015629
    申请日:2004-03-31
    公开日:2005-11-03
    发明作者:Roland Dipl.-Ing. Blees；Johannes Böheim；Jochem Fischer；Stefan GLÄSER；Stefan Hilgenberg；Stefan Dipl.-Ing. Schwarz；Roland Steidle
    申请人:Peguform-Werke GmbH；Festo AG and Co KG；Benteler Automobiltechnik GmbH；Eto Magnetic GmbH；
    IPC主号:B60R21-34
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung,mit mindestens einem Kontraktionsantrieb, der einen sich zwischenzwei Endstückenerstreckenden Kontraktionsschlauch aufweist, wobei eine Fluidbeaufschlagungdes Schlauch-Innenraumes eine Längenkontraktiondes Kontraktionsantriebes hervorruft.
    [0002] Eineaus der DE 20205653U1 bekannte Betätigungsvorrichtungdieser Art ist mit einem Kontraktionsantrieb ausgestattet, der einensich aus einem gummielastischen Schlauchkörper und einer koaxial in denSchlauchkörpereingebetteten Zugfaseranordnung zusammensetzenden Kontraktionsschlauch aufweist,der stirnseitig unter Abdichtung an zwei Endstücken befestigt ist. Die beidenEndstückesind mit Befestigungsmitteln versehen, über die ein externer Kraftabgrifferfolgen kann. Ein im Innern des Kontraktionsantriebes angeordneterpyrotechnischer Gasgenerator erzeugt bei seiner Zündung einsich in dem vom Kontraktionsschlauch umgrenzten Schlauch-Innenraumschlagartig ausbreitendes Antriebsgas, das eine radiale Aufweitungdes Kontraktionsschlauches hervorruft, verbunden mit einer axialenAnnäherungder beiden Schlauchendabschnitte, sodass die beiden Endstücke zueinandergezogen werden und der Kontraktionsantrieb letztlich eine Längenkontraktionerfährt.Auf diese Weise können anden beiden Endstückenfixierte beliebige Strukturen bzw. Bauteile in kürzester Zeit mit hoher Kraftrelativ zueinander bewegt werden. Ein mögliches Anwendungsfeld istdie Automobilindustrie, wo auf diese Weise beispielsweise für den Fußgängerschutz einschlagartiges Anheben der Motorhaube vorgenommen werden kann, umden zur Verfügungstehenden Deformationsweg zu vergrößern.
    [0003] EinNachteil der aus der DE20205653 U1 bekannten Technologie besteht darin, dass dieErzeugung des fürdie Betätigungdes Kontraktionsantriebes erforderlichen Gasvolumens mit einer starken Wärmeentwicklungverbunden ist, wobei die hohen Temperaturen den Kontraktionsschlauchbeeinträchtigenkönnen,sodass der Kontraktionsantrieb aus Sicherheitsgründen meist nur für eine einzigeBetätigungverwendet werden kann.
    [0004] Esist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kurzzeitige Hochkraftaktivierungeines Kontraktionsantriebes mit verringerter Beanspruchung des Kontraktionsschlaucheszu ermöglichen.
    [0005] ZurLösungist vorgesehen, dass der Kontraktionsantrieb mit einem Druckspeicherausgestattet ist, dem Auslösemittelzum schlagartigen Freigeben einer Fluidverbindung zwischen minde stenseinem mit einem komprimierten Antriebsgas gefüllten Speicherraum des Druckspeichersund dem Schlauch-Innenraum zugeordnet sind.
    [0006] Somitfindet sich an Bord des Kontraktionsantriebes ein Druckspeicher,der das fürwenigstens eine Aktivierung ausreichende Volumen an Antriebsgasin entsprechend komprimierter Form in unmittelbarer Nähe des Schlauch-Innenraumesbereithält. Sollder Kontraktionsantrieb aktiviert werden, wird durch die zweckmäßigerweiseebenfalls an Bord des Kontraktionsantriebes vorgesehenen Auslösemittel eineFluidverbindung zwischen dem das komprimierte Antriebsgas enthaltendenSpeicherraum des Druckspeichers und dem Schlauch-Innenraum freigegeben,sodass das Antriebsgas schlagartig in den Schlauch-Innenraum einströmt und inkürzesterZeit mit hoher Kraft die gewünschteLängenkontraktion desKontraktionsantriebes hervorruft. Da das Antriebsgas nicht auf pyrotechnischemWege erzeugt wird, bleibt die bei der Betätigung auftretende Wärmeentwicklungbeherrschbar, sodass der Kontraktionsantrieb in der Regel bei Bedarfohne Einschränkungder Sicherheitsstandards mehrfach betrieben werden kann.
    [0007] Alssolches ist es zwar aus der DE 10125200 A1 bereits bekannt, die Entleerungeines Druckspeichers durch Zerstörungeines beispielsweise als metallischer Faltenbalg ausgeführten Trennungselementeszu bewirken. Allerdings erfolgt die Freisetzung des gespeichertenMediums dort nicht zur Betätigung einesAktors, sondern zur Entsorgung des Mediums nach Betriebsende. Einunmittelbares Ausstatten eines Antriebes mit einem solchen Druckspeicherist ebenfalls nicht vorgesehen.
    [0008] VorteilhafteWeiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
    [0009] Zweckmäßigerweiseist der Druckspeicher mit einer Berstwand ausgestattet, die denjeweiligen Speicherraum normalerweise vom Schlauch-Innenraum abschottetund deren durch die Auslösemittel hervorrufbareZerstörungdie erforderliche Fluidverbindung freigibt.
    [0010] Beispielsweisekann die Berstwand mechanisch durch einen Stößel zerstört werden, der mit ausreichenderBewegungsenergie gegen die Berstwand gestoßen werden kann. Die hierbeidem Stößel zugeordnetenAntriebsmittel sind zweckmäßigerweiseelektrisch aktivierbar und enthalten vorzugsweise mindestens einenElektromagnetantrieb.
    [0011] Aucheine pyrotechnische Explosiveinheit kommt zur Erzeugung der erforderlichenZerstörungsenergiein Frage. Da diese, anders als im Falle der DE 20205653 U1 , nicht für die Erzeugungdes Antriebsgases als solches zuständig ist, sondern nur eineFluidverbindung freizugeben hat, lässt sich die freigesetzte Energieauf einem niedrigen Pegel halten, sodass der Kontrak tionsantriebnicht beschädigt wirdund ohne weiteres mehrfach wiederverwendet werden kann.
    [0012] Eineweitere Möglichkeitzur Realisierung der Auslösemittelbesteht darin, ein Abstützelement vorzusehen,das die Berstwand normalerweise stabilisiert und durch Magnetkraftan Ort und Stelle gehalten wird. Zum Freigeben der Fluidverbindungkann die Magnetkraft abgeschwächtwerden, wodurch die abstützendeWirkung verringert wird, sodass der Druck des Antriebsgases in derLage ist, die Berstwand zu zerstören.
    [0013] Prinzipiellkann die Berstwand ein einstückigerBestandteil des Wandung des Druckspeichergehäuses sein, beispielsweise miteiner herabgesetzten Wandstärkeund/oder mit einer Sollbruchstelle. Unter dem Gesichtspunkt derWiederverwertbarkeit ist es allerdings empfehlenswert, die Berstwandals gesondertes Berstelement auszuführen, das am Druckspeichergehäuse angeordnetist und das sich nach der Zerstörungersetzen lässt,sodass der Druckspeicher erneut verwendet werden kann.
    [0014] Einebesonders kompakte Anordnung ergibt sich, wenn der Druckspeicherwenigstens teilweise im Schlauch-Innenraum angeordnet ist. Auf diese Weiselassen sich auch besonders kurze Strömungswege für den Übertritt des Antriebsgasesaus dem Druckspeicher in den Schlauch-Innenraum realisieren. Einweiterer damit verbundener Vorteil liegt darin, dass das Totraumvolumendes Schlauch-Innenraumes reduziert wird, so dass zur Aktivierungdes Kontraktionsantriebes eine relativ geringe Menge an Antriebsgasausreicht und sich eine extrem kurzzeitige Betätigung des Kontraktionsantriebesrealisieren lässt.
    [0015] Istder Druckspeicher auswechselbar an einem der Endstücke desKontraktionsantriebes fixiert, kann er nach der Betätigung sehreinfach durch einen neuen Druckspeicher ersetzt werden. Auf dieseWeise kann bei Bedarf sehr kurzfristig eine neuerliche Betriebsbereitschafthergestellt werden.
    [0016] BeiBedarf kann der Druckspeicher mehrere Speicherkammern beinhalten,um beispielsweise eine mehrstufige Aktivierung und/oder – ohne zwischenzeitlichenAustausch des Druckspeichers – einemehrmalige Aktivierung des Kontraktionsantriebes zu ermöglichen.
    [0017] Einesder Endstückeist zweckmäßigerweise mitAblassmitteln, insbesondere einen Ablaßkanal enthaltend, ausgestattet,die ein kontrolliertes Abführendes freigesetzten Antriebsgases nach der Aktivierung des Kontraktionsantriebesermöglichen. Über dieseAblassmittel kann beispielsweise die Zeit gesteuert werden, nachder der Vorgang des Druckabbaus beginnt. Es besteht ferner bei entsprechenderAusgestaltung die Möglichkeit,das fürdas Abführendes freigesetzten Antriebsgases zur Verfügung gestellte Zeitintervallzu beeinflussen sowie bei Bedarf die Anzahl der Abführintervallesowie den beim Abführenzugelassenen Volumenstrom.
    [0018] Nachfolgendwird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Indieser zeigen:
    [0019] 1 eineerste möglicheBauform der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtungin schematischer Darstellung bei deaktiviertem Kontraktionsantrieb,
    [0020] 2 dieAnordnung aus 1 im aktivierten Zustand desKontraktionsantriebes,
    [0021] 3 eineDraufsicht auf die bei der Anordnung gemäß 1 und 2 vorgeseheneBerstwand des Druckspeichers,
    [0022] 4 denin 1 strichpunktiert markierten Ausschnitt IV invergrößerter Darstellung,
    [0023] 5 und 6 einealternative Ausführungsformder Betätigungsvorrichtungim deaktivierten und aktivierten Zustand,
    [0024] 7 eineweitere Ausführungsformder Betätigungsvorrichtungin schematischer Darstellung und im deaktivierten Zustand und
    [0025] 8 erneuteine möglichealternative Bauform der Betätigungsvorrichtungim deaktivierten Zustand, wobei der Druckspeicher über mehrereSpeicherkammern verfügt.
    [0026] Dieaus der Zeichnung ersichtlichen Betätigungsvorrichtungen enthaltenals Kernkomponente jeweils einen Kontraktionsantrieb 1,der fürbeliebige Anwendungen geeignet ist, bei denen wenigstens zwei Körper oderStrukturen relativ zueinander verlagert werden sollen.
    [0027] Inbevorzugter Ausgestaltung verfügtder Kontraktionsantrieb 1 über ein lineare Erstreckung aufweisendes,schlauchähnlichgestaltetes Gebilde, das als Kontraktionsschlauch 2 bezeichnetsei. Dieser setzt sich bei den Ausführungsbeispielen aus einemaus gummielastischem Material bestehenden Schlauchkörper 3 undeiner zu dem Schlauchkörper 3 koaxialen,zweckmäßigerweisezumindest partiell und insbesondere vollständig in die Wandung des Schlauchkörpers 3 eingebettetenZugfaseranordnung 4 zusammen. Dieser Aufbau ist in einemin 1 etwas vergrößert gezeichnetenAusschnitt des Kontraktionsschlauches 2 angedeutet.
    [0028] DerKontraktionsschlauch 2 erstreckt sich zwischen zwei einenexternen Kraftabgriff ermöglichendenEndstücken 5a, 5b.An diesen ist er mit seinen beiden Endabschnitten jeweils so be festigt,dass der vom Kontraktionsschlauch 2 umgrenzte Schlauch-Innenraum 6 zurUmgebung hin abgedichtet ist und dass ferner eine Zugkraftübertragungvon der Zugfaseranordnung 4 auf die Endstücke 5a, 5b möglich ist.
    [0029] Stirnseitigist der Schlauch-Innenraum 6 durch die beiden Endstücke 5a, 5b dichtabgeschlossen.
    [0030] Anjedem Endstück 5a, 5b sindnicht näher dargestellteBefestigungsmittel vorgesehen, überdie eine Fixierung an relativ zueinander zu bewegenden Bauteilenoder Strukturen möglichist, die in der Zeichnung ebenfalls nicht näher dargestellt sind. Beispielsweisekönnendie Befestigungsmittel als Durchgangslöcher oder als Gewindelöcher ausgeführt sein.
    [0031] Wirdder Schlauch-Innenraum 6 mit einem unter Druck stehendenFluid beaufschlagt, erfährt derKontraktionsantrieb 1 eine Längenkontraktion, wobei diebeiden Endstücke 5a, 5b zueinandergezogen werden. Die 1, 5, 7 und 8 zeigenden Kontraktionsantrieb 1 jeweils in einer deaktiviertenStellung, in der der Schlauch-Innenraum 6 noch nicht unter Überdrucksteht, sodass der Kontraktionsantrieb 1 seine Ausgangslänge einnimmt. Die 2 und 6 zeigenexemplarisch einen aktivierten Zustand des Kontraktionsantriebes 1 mitgegenüberder AusgangslängeverkürzterLänge.Die Endstücke 5a, 5b sindhier im Vergleich zur Ausgangslängeunter einem geringeren Abstand zueinander angeordnet.
    [0032] DieAktivierung des Kontraktionsantriebes 1 erfolgt durch einin den Schlauch-Innenraum 6 eingeleitetes, unter hohemDruck stehendes Antriebsgas. Der sich dabei im Schlauch-Innenraumaufbauende hohe Überdruckbewirkt eine radiale Aufweitung des Kontraktionsschlauches 2,verbunden mit einer axialen Verkürzung,sodass die beiden Endstücke 5a, 5b zueinandergezogen werden und der Kontraktionsantrieb 1 letztlichden beispielsweise aus 2 und 6 ersichtlichenBetätigungszustandeinnimmt.
    [0033] DieLängenkontraktionbasiert bei den Ausführungsbeispielenmaßgeblichauf der Zugfaseranordnung 4, die sich beim Ausführungsbeispielaus einer Vielzahl hoch zugfester, gleichzeitig aber biegbarer Fasernzusammensetzt, die zweckmäßigerweise eine Überkreuzkonfigurationaufweisen, sodass sich, in radialer Richtung betrachtet – gemäß dem vergrößerten Ausschnittder 1 –,eine Art Gitterstruktur ergibt. Bei der Innendruckbeaufschlagungdes Schlauchkörpers 3 verändert sichder Gitterwinkel und folglich die Neigung zwischen den einzelnen Zugfasern,was letztlich die gewünschteLängenkontraktionhervorruft. Da sich bei der Längenkontraktion dieEndstücke 5a, 5b einanderannähern,kann auf die daran fixierten externen Komponenten und Struktureneine Kraft ausgeübtwerden, die eine Relativbewegung erzeugt. Hierdurch kann beispielsweisedie Motorhaube eines Kraftfahrzeuges gegenüber der restlichen Karosserieangehoben oder eine im Fahrzeug- Innenraumangeordnete Kopfstützein eine sicherheitsrelevante Position verbracht werden. Letzteresinsbesondere in Verbindung mit einer bevorstehenden oder bereitsstattgefundenen Kollision des Kraftfahrzeuges mit einem Fußgänger odereinem anderen beliebigen Fremdkörper.
    [0034] Dasfür dieFluidbeaufschlagung des Schlauch-Innenraumes 6 vorgeseheneAntriebsgas wird in komprimierter Form in mindestens einem von einemDruckspeicher 7 definierten Speicherraum 8 bereitgestellt.Der Druckspeicher 7 ist unmittelbarer Bestandteil des Kontraktionsantriebes 1 undist zweckmäßigerweiseso in den Kontraktionsantrieb 1 integriert, dass er sichwenigstens teilweise in dem Schlauch-Innenraum 6 befindet.Mit dieser Anordnung ist der Vorteil verbunden, dass das bei derBetätigungmit einem Antriebsgas tatsächlichzu füllendeVolumen innerhalb des Schlauch-Innenraumes 6 verglichenmit einem unbestücktenSchlauch-Innenraum 6 beträchtlich verringert ist, waseine Aktivierung mit einer relativ geringen Gasmenge ermöglicht. Aufdiese Weise lässtsich auch ein sehr gutes Ansprechverhalten erzielen.
    [0035] Beiallen Ausführungsbeispielenist der Druckspeicher 7 ein längliches, patronenartig schlankesGebilde, das an dem einen Endstück 5a fixiertist und ausgehend von dort, insbesondere koaxial, in den Schlauch-Innenraum 6 hineinragt.Der im Schlauch-Innenraum 6 liegende Längenabschnitt des Druckspeichers 7 erforderthierbei keine weitere Abstützunggegenüber demKontraktionsantrieb 1. Insgesamt ist die Baulänge desDruckspeichers 7 so ausgelegt, dass seine dem anderen Endstück 5b zugewandteStirnfläche 12 soweit vom betreffenden Endstück 5b beabstandetist, dass dieses beim Kontraktionsvorgang nicht auf den Druckspeicher 7 aufprallt.Auch im Betätigungszustandliegt daher zweckmäßigerweisenoch ein gewisser, zumindest minimaler axialer Abstand zwischendem Druckspeicher 7 und dem nicht zu Befestigungszweckendienenden Endstück 5b vor.
    [0036] Wieinsbesondere aus 8 hervorgeht, kann das zur Befestigungdienende Endstück 5a über eineaxiale Durchbrechung 13 verfügen, durch die hindurch derDruckspeicher 7 in den Kontraktionsantrieb 1 einsetzbarist, wobei durch die Durchbrechung 13 gleichzeitig eineAbstützungdes zu Befestigungszwecken dienenden Fußabschnittes 14 desDruckspeichers 7 erfolgen kann.
    [0037] Beispielsweisekann sich die Durchbrechung 13 zum Speicherraum 8 hinkonisch verjüngen,wobei der Fußabschnitt 14 einekomplementäre,kegelstumpfförmigeGestalt hat, sodass sich im eingesetzten Zustand eine zentrierendeWirkung ergibt (vgl. 1, 2, 5, 6 und 7).In diesem Falle ist die Montage des Druckspeichers 7 zweckmäßigerweiseeine reine Steckmontage, wobei nicht näher dargestellte Sicherungsmittelvorhanden sind, um den eingesteckten Fußabschnitt 14 am betreffendenEndstück 5a zufixieren.
    [0038] Möglich istallerdings auch eine Einschraubbefestigung in der Durchbrechung 13.In diesem Fall kann, wie dies in 8 exemplarischdargestellt ist, die Durchbrechung 13 zylindrisch ausgebildetund mit einem Innengewinde versehen sein, während der ebenfalls zylindrischkonturierte Fußabschnitt 14 über einAußengewindeverfügt,das in die Durchbrechung 13 einschraubbar ist.
    [0039] Alldiese Bauformen haben gegenübereiner prinzipiell ebenfalls möglicheneinstückigenRealisierung eines Endstückes 5a unddes Druckspeichers 7 den Vorteil, dass der Druckspeicher 7 beiBedarf auswechselbar ist, ohne den Kontraktionsantrieb 1 zerlegenzu müssen.
    [0040] Während beimAusführungsbeispielder 8 innerhalb des Druckspeichers 7 mehrere – hier:zwei Stück – Speicherräume 8 ausgebildetsind, verfügendie Druckspeicher 7 bei den anderen Ausführungsbeispielen über jeweilsnur einen einzigen Speicherraum 8. Die mehreren Speicherräume 8 sindinsbesondere in axialer Richtung des Druckspeichers 7 aufeinanderfolgendangeordnet. Bei allen Ausführungsbeispielenist der Druckspeicher 7 außen zweckmäßigerweise rohrförmig konturiert.
    [0041] JederKontraktionsantrieb 1 ist mit Auslösemitteln 15 ausgestattet,die bei Bedarf ein schlagartiges Freigeben einer Fluidverbindungzwischen mindestens einem Speicherraum 8 des Druckspeichers 7 unddem Schlauch-Innenraum 6 ermöglichen. Den Auslöseimpulsliefert eine bei einigen Ausführungsbeispielenschematisch angedeutete Steuereinrichtung 16, die einenBestandteil der Betätigungsvorrichtungbildet und die anwendungsspezifisch ausgelegt sein kann. Bei demAusführungsbeispielder 5 ist die Steuereinrichtung 16 so ausgebildet, dasseine manuelle Aktivierung zu jedem beliebigen Zeitpunkt möglich ist.Es ist ein manuell betätigbarer Schalter 17 vorgesehen,der an die Auslösemittel 15 angeschlossenist und beispielsweise eine Tastbetätigung ermöglicht.
    [0042] DieSteuereinrichtung 16 könnteaber auch, wie dies in 1 angedeutet ist, über elektronische Steuerungsmittel 18 verfügen, andie mindestens ein Sensor 22 angeschlossen ist und dieauf der Basis der Sensorbetätigungdie Aktivierung der Auslösemittel 15 steuert.Vor allem bei einer derartigen Ausführungsform sollten die Auslösemittel 15 elektrisch betätigbar sein.
    [0043] AllenAusführungsbeispielenist gemeinsam, dass der Druckspeicher 7 eine den jeweiligenSpeicherraum 8 normalerweise vom Schlauch-Innenraum 6 fluiddichtabtrennende Berstwand 23 aufweist, deren Zerstörung durchdie Auslösemittel 15 veranlasst werdenkann, wenn die Fluidbeaufschlagung des Schlauch-Innenraumes 6 gewünscht ist.
    [0044] Beiden Ausführungsbeispielender 1 bis 6 ist die Berstwand 23 alsbevorzugt scheibenförmigesBerstelement ausgeführtund so am Druckspeichergehäuse 24 befestigt,dass es eine mit dem Speicherraum 8 kommunizierende Austrittsöffnung 25 fluiddichtverschließt.Die Festigkeit der Berstwand 23 ist ausreichend, um demin dem durch sie verschlossenen Speicherraum 8 herrschendenInnendruck zu widerstehen. Durch nutartige Vertiefungen oder einesonstige Strukturierung ihrer Oberfläche verfügt die Berstwand 23 allerdings über mindestenseine Sollbruchstelle 26, die für mechanische Beanspruchungenweniger widerstandsfähigist als benachbarte Bereiche.
    [0045] Beiden Ausführungsbeispielenist die Austrittsöffnung 25 ander Stirnseite des nicht befestigten Endabschnittes des Druckspeichers 7 vorgesehen understreckt sich in einer zur Längsachsedes Kontraktionsantriebes 1 rechtwinkeligen Ebene.
    [0046] DieAuslösemittel 15 enthalteneinen in koaxialer Verlängerungder Berstwand 23 angeordneten, axial beweglichen Stößel 27,dem elektrisch aktivierbare Antriebsmittel 28 zugeordnetsind. Letztere bestehen bei den Ausführungsbeispielen aus einem Elektromagnetantrieb.Der Stößel kannhierbei mit dem beweglichen Anker verbunden sein, der bei Betätigung desElektromagnetantriebes eine Hubbewegung ausführt.
    [0047] Imdeaktivierten Zustand der Auslösemittel 15 istder Stößelkopf 32 mitAbstand zur Berstwand 23 angeordnet. Durch Betätigung derAntriebsmittel 28 wird der Stößel 27 zu einer axialgerichteten Stoßbewegungangetrieben, wobei sein Stößelkopf 32 nacheiner kurzen Wegstrecke auf die Berstwand 23 stößt und dieseaufgrund seiner Bewegungsenergie zerstört. Dadurch wird die Austrittsöffnung 25 freigegeben,und das bis dahin im Speicherraum 8 eingeschlossene Antriebsgaskann schlagartig in den Speicherraum 8 ausströmen, umden Kontraktionsschlauch 2 in der geschilderten Weise zubeaufschlagen.
    [0048] BeimAusführungsbeispielder 1 bis 4 sind die Auslösemittel 15 inaxialer Verlängerungdes Druckspeichers 7 an dem der Stirnfläche 12 gegenüberliegendenEndstück 5b angeordnet,wobei der Stößel 27 ausgehendvon diesem Endstück 5b zu derstirnseitig am Druckspeicher 7 angeordneten Berstwand 23 ragt.Bei dem Ausführungsbeispielder 5 und 6 hingegen befindet sich derStößel 27 innerhalbdes Speicherraumes 8, wobei sein Stößelkopf 32 zu derdem Speicherraum 8 zugewandten Innenfläche der Berstwand 23 ragt.Die Antriebsmittel 28 befinden sich hier beispielsweiseim Bereich des Fußabschnittes 14,wobei sie wenigstens teilweise im Innern des Speicherraumes 8 angeordnetsein können.
    [0049] ZumAktivieren des Kontraktionsantriebes 1 wird folglich dieBerstwand 23 bei den Ausführungsbeispielen der 1 bis 4 vonaußennach innen und beim Ausführungsbeispielder 5 und 6 von innen nach außen durchstoßen.
    [0050] DasAusführungsbeispielder 7 ist in Bezug auf die Anordnung der Berstwand 23 amstirnseitig offenen Druckspeichergehäuse 24 mit der Bauformder 1 bis 6 identisch. Allerdings istdie Berstwand 23 so ausgelegt, dass ihre Festigkeit nicht ausreicht,um dem im verschlossenen Speicherraum 8 herrschenden Gasdruckzu widerstehen. Zum Erhalt der gewünschten Festigkeit ist daheraxial außen aufdie Berstwand 23 ein bevorzugt scheibenförmiges Abstützelement 33 aufgesetzt,das wenigstens partiell überpermanentmagnetische Eigenschaften verfügt und unter Zwischenschaltungder Berstwand 23 an dem wenigstens im Bereich der Austrittsöffnung 25 ferromagnetischausgebildeten Druckspeichergehäuse 24 haftet.Die aufgrund der herrschenden Magnetkraft auf die Berstwand 23 ausgeübte Abstützkraftreicht aus, um das Bersten bzw. Zerstören der Berstwand 23 normalerweisezu verhindern.
    [0051] DemAbstützelement 33 isteine Schwächungseinrichtung 34 zugeordnet,die so elektrisch ansteuerbar ist, dass sie eine Schwächung derdas Abstützelement 33 amDruckspeichergehäuse 24 haltendenMagnetkraft hervorruft. Beim Ausführungsbeispiel verfügt die Schwächungseinrichtung 34 über wenigstenseine das Abstützelement 33 koaxialumschließendeSpule 35, die derart bestrombar ist, dass das von ihr erzeugteMagnetfeld demjenigen des Abstützelementes 33 entgegengesetztist, sodass dessen Wirkung ganz oder teilweise aufgehoben und somitdie magnetische Haltekraft des Abstützelements 33 abgeschwächt wird.
    [0052] ZumAktivieren des Kontraktionsantriebes 1 wird durch Bestromungder Spule 35 die auf das Abstützelement 33 einwirkendeMagnetkraft reduziert, sodass die auf die Berstwand 23 ausgeübte abstützende Wirkungauf ein Maß verringertist, welches nicht mehr ausreicht, um die Berstwand 23 ausreichendzu stabilisieren. Folglich wird die Berstwand 23 durchden auf sie einwirkenden Innendruck des benachbarten Speicherraumes 8 zerstört.
    [0053] DieSchwächungseinrichtung 34 istbeim Ausführungsbeispielaußerhalbdes Kontraktionsschlauches 2, diesen konzentrisch umschließend, angeordnet,wobei sie zweckmäßigerweisean einem der beiden Endstücke 5a, 5b fixiertist. Allerdings könntedie Schwächungseinrichtung 34 auchim Schlauch-Innenraum 6 angeordnet sein.
    [0054] BeimAusführungsbeispielder 8 wird die Berstwand 23 zum Freigebeneiner Fluidverbindung durch pyrotechnische Maßnahmen zerstört.
    [0055] EinWandabschnitt des Druckspeichergehäuses 24 ist von einemAusströmkanal 36 durchsetzt,der von einer im Speicherraum 8 angeordneten Berstwand 23 größeren Querschnittsabgedeckt ist. Die Berstwand 23 ist zweckmäßigerweise,wie auch bei den anderen Ausführungsbeispielen,als scheibenförmigesBerstelement ausgeführt.In dem Ausströmkanal 36 sitzteine pyrotechnische Explosiveinheit 37, an die nach außen geführte elektrischeLeiter 38 angeschlossen sind, die eine ferngesteuerte elektrischeZündungermöglichen.
    [0056] ZumAktivieren des Kontraktionsantriebes 1 wird durch elektrischeZündungeine Explosion der Explosiveinheit 37 hervorgerufen, wobeidie freigesetzte Energie eine Zerstörung der benachbarten Berstwand 23 verursacht,sodass das im benachbarten Speicherraum 8 eingeschlosseneAntriebsgas durch den freigegebenen Ausströmkanal 36 hindurch inden Schlauch-Innenraum 6 überströmen kann.Die Explosiveinheit muss nicht notwendigerweise in dem Ausströmkanal 36 sitzen,sondern kann auch an anderer Stelle in der Nähe der Berstwand platziertsein.
    [0057] Esversteht sich, dass sich mit Hilfe pyrotechnischer Maßnahmenauch auf andere als die abgebildete Weise ein Fluiddurchgang für das eingesperrte Antriebsgasfreisprengen lässt.
    [0058] Beidem Ausführungsbeispielsind zwei Speicherräume 8 vorgesehen.Indem die beiden Explosiveinheiten 37 selektiv auslösbar sind,kann bei Bedarf eine mehrstufige oder mehrfache Aktivierung desKontraktionsantriebes 1 vorgenommen werden. Da bei wirdzunächstdie Verbindung zwischen dem dem freien Endbereich des Druckspeichers 7 zugeordnetenvorderen Speicherraum 8 und dem Schlauch-Innenraum 6 freigegeben.Anschließend erfolgtdas Freigeben des mit dem axial benachbarten Speicherraumes 8 kommunizierendenAusströmkanals 36,wobei das ausströmendeGas durch den vorderen Speicherraum 8 hindurch in den Schlauch-Innenraum 6 gelangenkann.
    [0059] Esversteht sich, dass die Ausströmkanäle 36 auchso, insbesondere seitlich, angeordnet werden können, dass jeder Speicherraum 8 direktmit dem Schlauch-Innenraum 6 in Verbindung setzbar ist.
    [0060] Beieiner Mehrfachanordnung von Speicherräumen 8 können beiBedarf jeweils nur ein einzelner oder gleichzeitig mehrere odersämtlicheSpeicherräume 8 mitdem Schlauch-Innenraum 6 fluidisch verbunden werden. DieArt der Betätigungkann insbesondere durch eine entsprechend ausgelegte Steuereinrichtung 16 beeinflusstwerden.
    [0061] Esist von Vorteil, wenn der Kontraktionsantrieb 1 über Ablassmittel 42 verfügt, dienach der Aktivierung des Kontraktionsantriebes 1 ein kontrolliertesAbführendes im Schlauch-Innenraum 6 freigesetztenAntriebsgases zur Umgebung ermöglichen, sodassder Kontraktionsantrieb 1 wieder in die anfänglicheStrecklage zurückkehrenkann.
    [0062] Beidem konstruktiv sehr einfachen Ausführungsbeispiel der 8 bestehendie Ablassmittel 42 aus einem das eine Endstück 5b durchsetzendenAblasskanal 43, der als Drosselkanal ausgeführt ist,indem er von Hause aus einen sehr geringen Strömungsquerschnitt aufweist oderindem in seinem Verlauf eine Drosselstelle 44 vorgesehenist. Bei der schlagartigen Gasexpansion im Innern des Schlauch-Innenraumes 6 istder Ablasskanal 43 aufgrund des geringen Strömungsquerschnittespraktisch wirkungslos, sodass dadurch der Kontraktionsvorgang nichtbeeinträchtigtwird. Anschließendjedoch kann das Antriebsgas allmählich über denAblasskanal 43 zur Umgebung ausströmen.
    [0063] Esversteht sich, dass die Ablassmittel 42 auch so ausgebildetsein können,dass sie eine individuelle Kontrolle der Gasabführung ermöglichen. Auf diese Weise kannman beispielsweise den Zeitraum vorgeben, der nach der Aktivierungdes Kontraktionsantriebes verstreicht, bis das Gas aus dem Schlauch-Innenraum 6 entweichenkann. Auch kann das fürden Abströmvorgangzur Verfügungstehende Zeitintervall variiert werden, wie auch die Anzahl der Zeitintervalleund/oder die Strömungsratedes Abströmvorganges.
    [0064] DielösbareFixierung des Druckspeichers 7 hat bei allen Ausführungsbeispielenden Vorteil, dass der Druckspeicher 7 nach Ausgebrauchdurch einen funktionsfähigenneuen Druckspeicher ersetzt werden kann, ohne die anderen Komponentendes Kon traktionsantriebes 1 auswechseln zu müssen. Dies ermöglicht einenkostengünstigenMehrfachbetrieb.
    权利要求:
    Claims (22)
    [1] Betätigungsvorrichtung,mit mindestens einem Kontraktionsantrieb (1), der einensich zwischen zwei Endstücken(5a, 5b) erstreckenden Kontraktionsschlauch (2)aufweist, wobei eine Fluidbeaufschlagung des Schlauch-Innenraumes(6) eine Längenkontraktiondes Kontraktionsantriebes (1) hervorruft, dadurch gekennzeichnet,dass der Kontraktionsantrieb (1) mit einem Druckspeicher(7) ausgestattet ist, dem Auslösemittel (15) zumschlagartigen Freigeben einer Fluidverbindung zwischen mindestenseinem mit einem komprimierten Antriebsgas gefüllten Speicherraum (8)des Druckspeichers (7) und dem Schlauch-Innenraum (6)zugeordnet sind.
    [2] Betätigungsvorrichtungnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher(7) eine den jeweiligen Speicherraum (8) vom Schlauch-Innenraum(6) abtrennende Berstwand (23) aufweist, derenZerstörungdurch die Auslösemittel(15) veranlasst werden kann, um die Fluidverbindung freizugeben.
    [3] Betätigungsvorrichtungnach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösemittel(15) einen Stößel (27)aufweisen, der zu einer gegen die Berstwand (23) stoßenden Stoßbewegungantreibbar ist.
    [4] Betätigungsvorrichtungnach Anspruch 3, gekennzeichnet durch elektrisch aktivierbare Antriebsmittel(28) fürden Stößel (27).
    [5] Betätigungsvorrichtungnach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel(28) einen Elektromagnetantrieb umfassen.
    [6] Betätigungsvorrichtungnach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösemittel(15) mindestens eine im Bereich der Berstwand (23)angeordnete pyrotechnische Explosiveinheit (37) aufweisen,deren bei der Zündungfreigesetzte Energie die Zerstörungder Berstwand (23) hervorrufen kann.
    [7] Betätigungsvorrichtungnach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die pyrotechnischeExplosiveinheit (37) elektrisch zündbar ausgebildet ist.
    [8] Betätigungsvorrichtungnach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösemittel(15) ein die Berstwand (23) abstützendes,durch Magnetkraft gehaltenes Abstützelement (33) undeine bei Bedarf eine Schwächungder Magnetkraft hervorrufende und dadurch die Abstützung derBerstwand (23) verringernde Schwächungseinrichtung (34)aufweisen.
    [9] Betätigungsvorrichtungnach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement(33) permanentmagnetische Eigenschaften besitzt und unterAbstützungder Berstwand (23) aufgrund der Magnetkraft am Druckspeichergehäuse (24)haftet, und dass die Schwächungseinrichtung(34) mindestens eine Spule (35) aufweist, beideren Bestromung ein Magnetfeld erzeugt wird, das eine Schwächung derdas Abstützelement(33) haltenden Magnetkraft hervorruft.
    [10] Betätigungsvorrichtungnach einem der Ansprüche2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Berstwand (23)mindestens eine Sollbruchstelle (26) aufweist.
    [11] Betätigungsvorrichtungnach einem der Ansprüche2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Berstwand (23)als am Druckspeichergehäuse(24) angeordnetes scheibenförmiges Berstelement ausgebildetist.
    [12] Betätigungsvorrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (7)wenigstens teilweise im Schlauch-Innenraum (6) angeordnetist.
    [13] Betätigungsvorrichtungnach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher(7) an dem einen der Endstücke (5a) des Kontraktionsantriebes(1) befestigt ist und ausgehend von dort, insbesonderefrei endend, in den Schlauch-Innenraum (6) hineinragt.
    [14] Betätigungsvorrichtungnach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösemittel(15) an dem anderen Endstück (5b) angeordnetsind.
    [15] Betätigungsvorrichtungnach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Berstwand(23) an der Stirnseite des in den Schlauch-Innenraum (6)hineinragenden Endabschnittes des Druckspeichergehäuses (24)angeordnet ist.
    [16] Betätigungsvorrichtungnach einem der Ansprüche12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (7)auswechselbar an einem der Endstücke(5a) des Kontraktionsantriebes (1) fixiert ist.
    [17] Betätigungsvorrichtungnach einem der Ansprüche12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (7)patronenartig in den Kontraktionsantrieb (1) eingesetztist.
    [18] Betätigungsvorrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (7)mehrere individuelle Speicherräume(8) aufweist, wobei durch die Auslösemittel (15) einausgewähltesFreigeben der Fluidverbindung zwischen den einzelnen Speicherräumen (8)und dem Schlauch-Innenraum (6) hervorrufbar ist.
    [19] Betätigungsvorrichtungnach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der Speicherräume (8)zeitlich aufeinanderfolgend und/oder gleichzeitig mit dem Schlauch-Innenraum(6) verbindbar sind.
    [20] Betätigungsvorrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontraktionsschlauch(2) einen aus gummielastischem Material bestehenden Schlauchkörper (3)und eine zum Schlauchkörper(3) koaxiale, zweckmäßigerweisein die Wandung des Schlauchkörpers(3) eingebettete Zugfaseranordnung (4) aufweist.
    [21] Betätigungsvorrichtungnach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugfaseranordnung(4) in Überkreuzkonfigurationangeordnete Zugfasern aufweist.
    [22] Betätigungsvorrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Endstücke (5b)mit Ablassmitteln (42) zum kontrollierten Abführen desim Schlauch-Innenraum (6) freigesetzten Antriebsgases nachder Aktivierung des Kontraktionsantriebes (1) versehenist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004015629B4|2008-01-03|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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