主动式螺栓松脱装置 |
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| 申请号 | CN201280077001.5 | 申请日 | 2012-11-13 | 公开(公告)号 | CN104781564B | 公开(公告)日 | 2016-10-26 |
| 申请人 | 奥托立夫开发公司; | 发明人 | A·阿尔奎斯特; R·安德森; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及主动式 螺栓 松脱装置，所述主动式螺栓松脱装置包括 螺母 (11)、 套管 部(17)、烟火 致动器 ，螺母(11)具有适于径向移动的螺母分部，套管部(17)环绕螺母(11)并且具有与螺母分部相 接触 的接触分部(18)，以防止螺母分部径向移动，烟火致动器适于在部署后使套管部(17)相对于螺母(11)移动到松脱 位置 ，从而形成松脱空间，松脱空间允许螺母分部径向移动。烟火致动器被布置成在部署后使套管部(17)转动预定的旋转距离到松脱位置，使得螺母分部的径向移动通过形成松脱空间被允许，从而使连接到螺栓松脱装置(19)的螺栓松脱。 | ||||||
| 权利要求 | 1.主动式螺栓松脱装置，包括： |
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| 说明书全文 | 主动式螺栓松脱装置技术领域背景技术[0002] 主动式(active)螺栓组件已用于多种应用，并且通常响应于用来使被固定好的零件松脱的信号。主动式螺栓组件经常包括烟火致动器，使烟火致动器工作来使零件松脱。典型的组件可以包括螺母，螺母具有适于径向移动的分部。在组件内布置螺母分部来正常地保持螺栓。当以烟火方式使致动器工作时，螺母分部响应于螺栓上的轴向载荷向外移动。进而，使螺栓松脱。 [0003] US 2010/0021265公开了一种主动式螺栓组件。这种组件包括能移动的元件。能移动的元件在第一位置抑制螺母段径向膨胀。螺母段在第二位置被允许径向膨胀，从而使螺栓组件松脱。 [0004] 关于先前已知的解决方案，希望提供一种更省空间的松脱装置。 发明内容[0005] 本发明的目的是克服上述缺点并提供一种改进的主动式螺栓松脱装置。 [0006] 从下文的概要和描述中浮现的该目的和其它目的由根据本发明的主动式螺栓松脱装置来实现。 [0007] 根据本公开的一个方面，提供了一种主动式螺栓松脱装置，该主动式螺栓松脱装置包括螺母、套管部和烟火致动器。螺母具有适于径向移动的螺母分部；套管部环绕螺母并且具有与螺母分部接触的接触分部，以防止螺母分部径向移动；烟火致动器适于在部署之后使套管部相对于螺母移动到松脱位置，从而形成允许螺母分部径向移动的松脱空间，其中，烟火致动器被布置成在部署之后，使套管部转动预定的旋转距离到松脱位置，使得螺母分部的径向移动通过形成松脱空间被允许，从而使连接到螺栓松脱装置的螺栓松脱。 [0008] 这种主动式螺栓松脱装置可以(例如)用来松脱主动式螺栓组件的螺栓，主动式螺栓组件将车辆的结构部件连接到其底盘。只要松脱装置没有被激活，套管部就被保持在适当的位置，其在该位置通过抑制螺母分部径向移动(即通过将螺母保持在适当的位置)来螺母的连接功能得到保证。当需要破坏主动式螺栓组件的连结功能时，基于(例如)传感器信号激活松脱装置。在激活主动式螺栓松脱装置后，将套管部元件从一个位置(其在该位置抑制螺母分部径向膨胀)转动到松脱位置(其在该位置不再抑制螺母段径向膨胀)。因此，因为不需要套管部的线性移动来使连接到松脱装置的螺栓松脱，所以实现了省空间的松脱装置，这种松脱装置具有紧凑的安装高度。烟火致动器使连接到松脱装置的螺栓能够迅速地且稳健地松脱。 [0009] 根据一个实施例，套管部具有用于使套管部转动到松脱位置的转动部件。 [0010] 根据一个实施例，该装置包括壳体，壳体围绕套管部并且具有内表面，该内表面为处于松脱位置的转动部件充当止动表面。因此，止动表面限定了套管部需要被转动以形成松脱空间的预定的旋转距离。 [0013] 根据一个实施例，套管部包括两个平行的环并且是蛤壳的形式，并且转动部件连接这两个环。 [0014] 根据一个实施例，螺母沿纵向轴线具有被弱化的截面。因此，相邻的螺母分部可以在断裂线处互相连接，从而形成易破的螺母。 [0016] 根据一个实施例，烟火致动器包括被集成为单件式的致动器壳体和活塞。该实施例的优点是：在部署期间，烟火致动器所产生的压缩气体可以留在致动器内。从而可以提供气密性松脱装置。 [0017] 根据一个实施例，壳体具有至少一个向内延伸的突出物，突出物被布置成防止螺母关于壳体旋转。因此，可以是嵌齿或齿状物形式的向内延伸的突出物防止螺母在螺栓旋拧期间和拧松期间进行旋转，从而促进了螺栓到松脱装置的连接。 [0020] 根据本公开的另一个方面，提供了一种使主动式螺栓组件的螺栓松脱的方法，主动式螺栓组件包括螺母、螺栓和套管部，螺母具有适于径向移动的螺母分部，螺栓具有连结到螺母的一端，套管部环绕螺母并且具有与螺母分部接触的接触分部，以防止螺母分部径向移动，其中，该方法包括使套管部转动预定的旋转距离到松脱位置，使得允许螺母分部径向移动的松脱空间被形成，从而使螺栓从螺母松脱。 [0022] 下文将参考所附示意性附图对本发明进行更详细的描述。 [0023] 图1是一部分机动车辆结构的侧视图。 [0024] 图2是示出主动式螺栓组件的示意性横截面视图。 [0025] 图3是根据本公开实施例的示出部分主动式螺栓松脱装置的示意性立体分解图。 [0026] 图4是图3所示的松脱装置的示意性局部截面图。 [0027] 图5a-图5c是示出图3和图4所示的松脱装置的功能的示意性立体图。 [0028] 图6a-图6b是进一步示出图3和图4所示的松脱装置的功能的示意性俯视图。 具体实施方式[0029] 图1示出车辆结构1的一些部分，车辆结构1包括前副车架(subframe)2和底盘3。主动式螺栓组件可以被布置成将前副车架2的后端能松脱地连接到底盘3。前副车架2包括纵向且横向延伸的结构部件，前副车架2是车辆前端结构1a的重要部件。前端车辆结构1a还包括可塌陷的纵向结构部件6，纵向结构部件6适于形成变形区7，在撞击事件期间(例如与另一辆车或另一个对象碰撞时)碰撞能量在变形区7被吸收。在撞击事件期间，客厢1b里的乘员经受的加速度由于变形区7而减小。从而降低了伤害到乘员的风险。在优化前端结构1a的刚度时，考虑了不同载荷的情况。 [0030] 图2示意性地示出一部分车辆前副车架2，其后端2a凭借主动式螺栓组件9连接到车辆底盘3。主动式螺栓组件9包括壳体8、有螺纹的螺栓10以及具有内部螺纹的螺母11，螺母11示出在图3中。螺母11被置于壳体8的腔体中，后文将进行描述。螺栓10穿过形成在前副车架2后端2a的套管2b且穿过底盘3的孔延伸，并且能螺纹地与螺母11接合。根据本公开实施例的主动式螺栓松脱装置19被布置成使主动式螺栓组件9的螺栓10松脱，后文将进行详细的描述。 [0031] 主动式螺栓组件9还包括形式为杠杆臂12的能枢转的构件，该构件在其前端13被安装到前副车架2的后端2a，并且在其后端14被安装到底盘3，用于当螺栓组件9的连接功能被破坏时(即当使螺栓10松脱时)帮助螺栓10从底盘3的松脱。壳体8凭借螺栓连接附接到车辆底盘3，螺栓(未示出)在螺栓连接处穿过壳体8的底部伸出部分的孔延伸。 [0032] 可以理解的是，在碰撞情况下，需要使螺栓10迅速松脱。为此，主动式螺栓松脱装置19包括烟火致动器33。因此，可以使主动式螺栓组件9建立的前副车架2后端2a与底盘3之间的连接迅速松脱。 [0033] 现在参考图3，进一步描述主动式螺栓组件9和主动式螺栓松脱装置19。图3是示意性地示出主动式螺栓组件9和松脱装置19的一些部分的分解立体图。主动式螺栓组件9包括垫片5、壳体8、螺母11、套管部17、烟火致动器33和盖子21。主动式螺栓松脱装置19包括螺母11、套管部17和烟火致动器33。 [0034] 螺母11适于径向移动。为此，螺母11可以包括通过断裂线(即被弱化的截面)彼此连接的多个螺母分部，使得螺母11是易破螺母。然而，对于在本教导范围内的其它应用，可替换地，多个分部可以是多个分离分部。在该实施例中，螺母11包括四个螺母分部，即11a、11b、11c、11d，图6a中示出地最清楚。螺母11的相邻的螺母分部在断裂线12处互相连接，并且螺母分部11a、11b、11c、11d一起形成易破的螺母11。易破的螺母11可以由粉末金属工艺制造。粉末金属工艺可以生产出具有高抗压强度低伸长值的螺母11，从而得到具有易裂特性的零件。可替换地，可以用能够起到本文所描述的作用的任何其它合适的材料来制造螺母11。 [0035] 螺母11在其外围具有若干齿状物14(在此情况下有8个齿状物)，这些齿状物形成接触分部。因此，螺母11具有齿轮(cogwheel)的形状。 [0036] 套管部17环绕螺母11，并且适于防止螺母分部11a、11b、11c、11d径向移动。为此，套管部17在其内围具有若干接触分部，这些接触分部的形式是齿状物18，从而形成齿轮形状。套管部17能移动到松脱位置(示出在图5a-图5b和图6a中)，在松脱位置允许螺母分部11a、11b、11c、11d的径向移动，后文将参考图5a-图5c进行详细的描述。 [0037] 在该实施例中，套管部17包括通过C形元件17c彼此连接的两个平行的环17a、17b。这两个环17a、17b和连接元件17c集成地形成。C形元件17c形成用于使套管部17相对于螺母 11转动的转动部件。两个套管部环17a、17b中的每一个都具有齿轮状内围，该齿轮状内围具有8个齿状物18。可替换地，套管部17可以由一个单个套管形元件形成，该套管形元件凭借(例如)挤压拥有转动元件。 [0038] 壳体8具有用于容纳烟火致动器33的容纳分部35。而且，壳体8具有4个向内延伸的突出物20，这些突出物20的形式是嵌齿(cog)，在图3中可以看见其中三个突出物，在(例如)拧紧主动式螺栓组件9的螺栓10时这些突出物20防止螺母11关于壳体8旋转。 [0039] 如前文所述，希望使螺栓10从螺母11迅速松脱。因此，使用了烟火致动器33。烟火致动器33能使套管部17相对于螺母11迅速转动到松脱位置，以使螺栓10和螺母11形成的螺栓联结系统所建立的连接迅速松脱。烟火致动器33包括致动器壳体32和本领域已知类型的引爆器件(未示出)，该引爆器件的形式是烟火传爆管(squib)。收纳在致动器壳体32中的烟火传爆管包括烟火炸药(charge)和电点火器。烟火致动器33凭借电缆39连接到控制单元37，如图2示意性示出的。电点火器可以由来自控制单元37的信号激活。激活电点火器之后，烟火炸药产生压缩气体。 [0040] 在部署(deployment)之后，烟火致动器33被布置成使套管部17转动到松脱位置。为此，烟火炸药适于生成足够的压缩气体来使套管部17的转动部件17c移动，使得将套管部 17转动预定的旋转距离R1，从第一位置(图6a所示)到松脱位置(图6b所示)。 [0041] 在该实施例中，烟火致动器33包括活塞34。活塞34是单向作用的活塞，意即活塞34只在一个方向延伸。在壳体8的容纳分部35容纳传爆管32和活塞34，如图6a所示。致动器活塞34被布置成在部署致动器33之后使套管部17的转动部件17c移动，从而使套管部17转动到松脱位置。在点燃传爆管之后，产生一个压力，这个压力起作用以在离开致动器壳体32的方向上推动致动器活塞34。传爆管的烟火炸药适于产生足够的压缩气体来使活塞34延伸经过期望长度的冲程，从而使套管部17转动到松脱位置。 [0042] 主动式螺栓组件9还包括形式为塑料盖子的盖子21。盖子21可以由热塑弹性体形成，保护松脱装置19不受(例如)水的影响。 [0043] 现在参考图4进一步描述主动式螺栓组件9和松脱装置19。图4是示意性示出了当套管部17防止螺母分部11a、11b、11c、11d径向移动的螺栓松脱装置19的局部立体截面图。此时，每个套管部接触分部(即套管部齿状物18)与相应的螺母接触分部(即螺母齿状物14)相接触，从而防止螺母分部11a、11b、11c、11d径向移动。因此，套管部17被配置成将螺母11保持在适当的位置以使其功能得到保证，直到希望使连结到螺母11的螺栓10松脱。套管部 17能移动到松脱位置，在松脱位置允许螺母分部11a、11b、11c、11d的径向移动，后文将进行描述。 [0044] 如图4所示，一些螺母齿状物14的部分14b与壳体8的嵌齿20协同工作，从而锁定螺母11以防其相对于壳体8旋转。因此，例如在拧紧螺栓10期间，壳体8的嵌齿20防止螺母11相对于壳体8旋转。 [0045] 在主动式螺栓组件9组装之后，壳体8的底部反作用螺母11和螺栓10的扭矩。在组装期间，会引入低水平的扭矩以使螺母11断裂。按照该方式，在激活松脱装置19之前，螺母11可以是预裂开的。可替换地，螺母11可以在激活松脱装置19期间是断裂的。 [0046] 现在参考图5a-图5c，将对主动式螺栓松脱装置19的功能进行描述。 [0047] 图5a示出了当套管部17防止螺母分部11a、11b、11c、11d径向移动的主动式螺栓松脱装置19。 [0048] 在部署烟火致动器33之后，致动器活塞34在转动部件17c上应用一个力，如图5b中的箭头A所示。由于作用在转动部件17c上的力，套管部17被转动，如图5b中的箭头B所示。将套管部17转动预定的旋转距离到松脱位置，如图5b所示，从而形成允许螺母分部11a、11b、11c、11d径向移动的松脱空间29。在松脱位置，套管部17的接触分部18不再与螺母分部11a、 11b、11c、11d的齿状物14接触。在该阶段，螺栓10在其径向方向由于碰撞力而经受一些力。 结果，螺母分部11a、11b、11c、11d通过来自螺栓10的力彼此分离并且与螺栓10分离，如图4c中的箭头C所示。因此，螺母11的连接功能遭到破坏，这使得螺栓10移位(如图5c中的箭头D所示)，从而前副车架2的后端2a相对于车辆底盘3移位。 [0049] 现在参考图6a-图6b，将进一步描述主动式螺栓松脱装置19的功能。如图6a所示，壳体8的向内延伸的突出物20防止螺母11相对于壳体8旋转。因此，螺栓可以连结到螺母11。 [0050] 图6b示出了处于松脱位置的主动式螺栓松脱装置19。在松脱位置，转动部件17c紧靠壳体8的内表面8a。因此，内表面8a形成限制套管部17旋转的止动表面，使得活塞34将套管部17转动预定的距离R1(图6b所示)到松脱位置。 [0051] 本领域技术人员可以认识到，为了提供其它可替换的实施例，本文所公开的各种实施例的特征可以彼此结合。 [0052] 上文描述了烟火致动器33包括致动器壳体32和分离的活塞34。可以理解的是，致动器壳体32和活塞34可以被集成为单件式。在部署期间烟火致动器所产生的压缩气体被保持在致动器壳体中。从而可以提供气密性松脱装置。 [0053] 烟火致动器可以是(例如)与EP 1 532 370中所描述的其中一个线性致动器相似的类型。 [0054] 上文描述了烟火致动器33包括被布置成使套管部17的转动部件17c移动的活塞。因此，烟火致动器所产生的压缩气体使活塞34移动。可以理解的是，套管部17和烟火致动器 33可以被布置，使得压缩气体自身使套管部17通过作用在转动部件17c上的压力转动。 |
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