DE69818882T2 - Öffnungsmechanismus eines Druckbehälters - Google Patents

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Peter Metuchen Materna
John Flanders Soemer
Geoffrey Lawrence Ridgewood Mahon
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Description

  • Diese Erfindung betrifft Mechanismen zum Freigeben von Fluid von einem Druckbehälter.
  • Verschiedene Technologien, beispielsweise aufblasbare Fahrzeuginsassen-Zurückhalteeinrichtungen und Feuerunterdrückungssysteme, erfordern die schnelle Freigabe von verdichtetem Fluid von einem Druckbehälter. Es ist bekannt eine relativ weiche Zerberstungsplatte bereitzustellen, die selbst nicht in der Lage ist dem inneren Druck des verdichteten Fluids standzuhalten, und die wiederum von einer Strukturhalterung gehaltert wird. Wenn es gewünscht wird das verdichtete Fluid von dem Druckbehälter freizugeben wird die strukturelle Halterung etwas entfernt oder zerbrochen, wobei der Zerberstungsplatte ermöglicht wird zu zerbrechen bzw. zerbersten. Verschiedene Verfahren zum Entfernen der Strukturhalterung sind bekannt und umfassen eine mechanische Auslösung, eine thermische Auslösung, eine hydraulische/pneumatische Auslösung, eine Auslösung durch einen mechanischen Beschleunigungssensor, und eine Auslösung durch eine nicht eingeschränkte pyrotechnische Einrichtung. Eine pyrotechnische Einrichtung verwendet ein explosives pyrotechnisches Material. Typischerweise wird das explosive pyrotechnische Material durch ein elektrisches Signal gezündet. Für nicht eingeschränkte pyrotechnische Einrichtungen, die die einzigen sind, die bekannt sind, um in dem Stand der Technik verwendet zu werden, werden die Verbrennungsprodukte von der pyrotechnischen Einrichtung nach außen freigegeben.
  • Das US Patent 4203616 offenbart eine vollständig mechanische Airbag-Einrichtung für Fahrzeuge, bei der ein zerbrechbarer Deckel einen Behälter, der Gas unter Druck darin aufweist, abdichtet. Der zerbrechbare Deckel wird durch einen Druckdeckel in Kontakt mit einem Verbindungsmechanismus gehalten. Während eines Unfalls gibt eine Stoßerfassungs-Baugruppe den Verbindungsmechanismus frei, der wiederum den Druckdeckel freigibt, was dem zerbrechbaren Deckel erlaubt durch das Hochdruckgas zerbrochen zu werden, um den Ballon aufzublasen.
  • Gemäss der vorliegenden Erfindung ist ein Freigabemechanismus vorgesehen, wie im Anspruch 1 der hier angehängten Ansprüche aufgeführt. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine perspektivische Explosions-Baugruppenansicht des Freigabemechanismus dieser Erfindung, der als Falltür-Ausführungsform bezeichnet wird;
  • 2 eine Querschnittsansicht der Halterungshülse und der Schub-Umleitungseinheit der Falltür-Ausführungsform, entlang der longitudinalen Achse und mit der Falltür in einer geschlossenen Position gezeigt;
  • 3 eine Querschnittsansicht der Halterungshülse und der Schub-Umleitungseinheit, entlang der longitudinalen Achse unter einem geringfügig anderem Winkel als derjenige, der in 2 dargestellt ist;
  • 4 eine andere Ausführungsform dieser Erfindung, die als die Spin-und-Fall-Ausführungsform bezeichnet wird;
  • 5 noch eine andere Ausführungsform der Erfindung, die als die Zurückziehungseinheit-Ausführungsform bezeichnet wird;
  • 6 eine Querschnittsansicht der Halterungshülse und der Falltür der Falltür-Ausführungsform, wobei die Erfindung im Betrieb als ein Freigabeventil (Entlastungsventil) dargestellt ist;
  • 7 eine andere Ausführungsform dieser Erfindung, die als die Stift-und-Fall-Ausführungsform bezeichnet wird;
  • 8 eine Querschnittsansicht der Halterungshülse und eines Pfostens der Stift-und-Fall-Ausführungsform;
  • 9 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Falltür, die in der Falltür-Ausführungsform verwendet wird; und
  • 10 eine vergrößerte Baugruppenansicht einer alternativen Falltür.
  • Bezugnehmend nun auf die Zeichnungen, wobei die Zeichnungen lediglich für die Zwecke einer Illustration einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und nicht für die Zwecke einer Beschränkung dieser vorgesehen sind, zeigen die 13 den Freigabemechanismus 10 der vorliegenden Erfindung. Diese Erfindung arbeitet mit sowohl komprimierbaren als auch nicht-komprimierbaren Fluids über einen sehr großen Druck- und Temperaturbereich. Typische Anwendungen des Freigabemechanismus 10, der offenbart ist, umfassen Feuerunterdrückungssysteme, aufblasbare Fahrzeuginsassen-Zurückhalteeinrichtungen, und andere ähnliche Anwendungen, bei denen Fluids schnell freigegeben werden müssen.
  • Unter Bezugnahme auf 1 umfasst der Freigabemechanismus 10, der hier als die Falltür-Ausführungsform bezeichnet wird, ein Verbindungselement 12 zur Verbindung mit einem Druckbehälter (nicht gezeigt). Der Druckbehälter enthält Fluid unter einem hohen Druck. Das Verbindungselement 12 weist Gewinde 14 zum Aufschrauben auf den Druckbehälter auf, obwohl andere Verbindungseinrichtungen nach gründlicher technischer Beurteilung gewählt werden können. Das Verbindungselement weist eine im wesentlichen zylindrische Form mit einem Durchmesser D1 auf. Auf seinem Ende 16 weist das Verbindungselement 12 eine Öffnung (nicht sichtbar) auf, die konzentrisch angeordnet ist. Dübelstifte 18 sind an Dübellöchern (nicht sichtbar) in dem unteren Ende 16 des Verbindungselements 12 angebracht und werden nachstehend noch mit näheren Einzelheiten diskutiert. Es sei darauf hingewiesen, dass Dübelstifte nicht benötigt werden, aber in einigen Anwendungen vorteilhaft sein können, die mit einer gründlichen Beurteilung der Technik bestimmt werden.
  • Unter Bezugnahme nun auf die 13 umfasst der Freigabemechanismus 10 eine Halterungshülse 20, die eine im wesentlichen zylindrische Form mit einem Durchmesser D2 aufweist. Die Halterungshülse 20 weist eine erstes Ende 21 und eine zweites Ende 22 auf. Eine axiale Öffnung 24 ist mittig auf dem ersten Ende 21 angeordnet und ist konzentrisch zu der Öffnung (nicht sichtbar) auf dem Ende 16 des Verbindungselements 12. Auf dem ersten Ende 21 der Halterungshülse 12 sind auch Dübelstiftlöcher 26 und erste Bolzen- bzw. Schraublöcher 28 angeordnet. Wie voranstehend angegeben werden Dübelstifte nicht benötigt und somit sind auch Dübelstiftlöcher nicht wesentlich. Erste Bolzenlöcher 28 nehmen Bolzen bzw. Schrauben 29 auf, die sich durch die Halterungshülse 20 und in die zweiten Bolzenlöcher (nicht sichtbar) auf dem Ende 16 des Verbindungselements 12 hinein erstrecken. Die Bolzen bzw. Schrauben 29 halten die Halterungshülse 20 an dem Verbindungselement 12 durch Zusammenbringen des ersten Endes 21 und des Endes 16.
  • Die Halterungshülse 20 weist auch eine versetzte lineare Öffnung 30 auf, die Gewinde 31 zur Aufnahme eines in sich abgeschlossenen pyrotechnischen Auslösers (Betätigungselement bzw. Aktuator) aufweist, der in dieser Ausführungsform eine Verlängerungseinheit 32 ist. Die versetzte lineare Öffnung 30 wird als versetzt bezeichnet, weil sie von einer parallelen Linie (nicht gezeigt) versetzt ist, die sich radial durch die Halterungshülse 20 erstreckt. Jedoch kann ein äquivalentes Betriebsverhalten durch andere Öffnungskonfigurationen erreicht werden, beispielsweise durch lineare und krummlinige Pfade, die in Ebenen senkrecht oder zu der Ebene, die die Drehachse der Halterungshülse 20 enthält, verschoben liegen. Die Verlängerungseinheit 32, die manchmal als ein Gasmotor bekannt ist, kann von irgendeinem Typ sein, der gegenwärtig verfügbar ist, und kann mit gründlichen technischen Überlegungen gewählt werden. Die Verlängerungseinheit (der Protraktor) 32 enthält eine kleine Menge eines explosiven Materials, dass durch ein elektrisches Signal gezündet wird. Die Verbrennungsprodukte werden innerhalb des Körpers der Verlängerungseinheit 32 aufgenommen und weisen keinen Fluchtpfad auf. Dies bedeutet, dass die Verlängerungseinheit (der Protraktor) 32 nichts an die Umgebung freigibt und vollständig sauber und unabhängig bzw. getrennt ist. Häufig kann ein Protraktor 32 für die Versendung und für Behandlungszwecke als eine nicht-explosive Einrichtung klassifiziert werden. Der bevorzugte Protraktor 32 ist von ICI Nobel's Explosives aus Ayrshire, Schottland, erhältlich. Die geeignete Größe und der geeignete Typ des Protraktors 32 wird durch gründliche technische Überlegungen in Abhängigkeit von der Verwendung für den Freigabemechanismus 10 gewählt. Der Protraktor 32 weist eine elektrische Kontakteinrichtung 33 zum Empfangen eines elektrischen Steuersignals, welches den Protraktor 32 aktivieren würde, auf.
  • Unter fortgesetzter Bezugnahme auf die 13 umfasst der Freigabemechanismus 10 eine Schub-Umleitungseinheit 40, die eine im wesentlichen zylindrische Form mit einem Durchmesser D3 aufweist. Es sei darauf hingewiesen, dass in der bevorzugten Ausführungsform der Durchmesser D1 das Verbindungselements 12, der Durchmesser D2 der Halterungshülse 20, und der Durchmesser D3 in der Schub-Umwandlungseinheit 40 im wesentlichen die gleichen sind, aber für diese Erfindung gleiche Durchmesser nicht benötigt werden. Die Schub-Umleitungseinheit 40 weist ein erstes Ende 41 und ein zweites Ende 42 auf. Eine axiale Öffnung 44 ist zentral auf dem ersten Ende 41 angeordnet und ist konzentrisch zu der Öffnung 24 in dem Einfügungselement 20. Auf dem ersten Ende 41 sind ferner Bolzen- bzw. Schraubenlöcher 46 zum Empfangen von Bolzen bzw. Schrauben 47 angeordnet. Wie sich am besten der 2 entnehmen lässt erstrecken sich die Bolzen bzw. Schrauben 47 durch die Schub-Umleitungseinheit 40 und in zweite Bolzen- bzw. Schraubenlöcher 27 in der Halterungshülse 20 hinein, wobei sie die Schub-Umleitungseinheit 40 an dem Einfügungsring 20 durch zusammenpassende Ende halten, die das erste Ende 41 und das zweite Ende 42 der Halterungshülse 20 sind. Die Schub-Umleitungseinheit 40 weist auch eine Vielzahl von Löchern 49 zum Diffundieren bzw. Verteilen des Hochdruckfluids auf.
  • Unter fortgesetzter Bezugnahme der 13 umfasst der Freigabemechanismus (ein Entlastungsmechanismus) 10 auch eine Abdichtungsabrichtung, die in dieser Ausführungsform eine Abdichtungsplatte 35 ist, die zwischen dem Ende 16 des Verbindungselements 12 und dem ersten Ende 21 der Halterungshülse 20 angeordnet oder dazwischen eingebettet ist. Die Abdichtungsplatte 35 ist aus einem dünnen Metall, beispielsweise rostfreiem Stahl, Kupfer oder Messing, gebildet. Der Typ und die Dicke des Metalls wird in Abhängigkeit von dem gewünschten Druckbereich für die Einrichtung 10 gewählt. Diese Konstruktion erlaubt der Abdichtungsplatte 35 eine einfache flache Folie, die aus einem Blechmaterial herausgestanzt werden kann, oder eine flache Folie zu sein. Dies minimiert die Kosten. In jedem Fall ist die Abdichtungsplatte 35 so konstruiert, dass sie alleine vollständig den Fluiddruck in dem Druckbehälter (nicht gezeigt) aushalten kann. Für den Fall von sehr hohen Fluiddrucken würde es notwendig sein die Abdichtungsplatte 35 an einer Stelle zu befestigen, um zu verhindern, dass sie durch die axiale Öffnung 24 hindurchgedrückt wird. Eine Option besteht darin die Abdichtungsplatte 35 an das Verbindungselement 12 oder an die Halterungshülse 20 zu schweißen. Dies würde die Leckdichtigkeit der gesamten Einrichtung verbessern. Eine andere Option besteht darin die Abdichtungsplatte 35 unter Verwendung von Dübelstiften 18 zu befestigen. Andere Befestigungseinrichtungen können ebenfalls verwendet werden, wenn diese mit gründlichen technischen Überlegungen gewählt werden. Die Dübelstifte 18 erstrecken sich durch Dübelstiftlöcher (nicht gezeigt) in dem Ende 16 des Verbindungselements 12, durch Dübelstiftlöcher 36 in der Abdichtungsplatte 35 und durch Dübelstiftlöcher 26 in dem ersten Ende 21 der Halterungshülse 20. Da die Dübelstifte, wenn sie zuerst installiert werden, getrennte Teile sind, können sie zuerst in dem Verbindungselement 12 angebracht werden, wie in 1 gezeigt, oder sie können zunächst in die Halterungshülse 12 platziert werden, wie in den 13 gezeigt.
  • Unter Bezugnahme nun auf die 13, 6 und 910, wird eine Halterungseinrichtung, in diese Ausführungsform eine Falltür 50 mit ersten und zweiten Seiten 55, 56 verwendet, um die notwendige Halterung für die Abdichtungsplatte 35 bereitzustellen, so dass sie den Druck des Fluids in dem Druckbehälter aushalten kann. Die Falltür 50 weist ein im wesentlichen kreisförmiges Ende 51 auf, das, während es geschlossen ist, wie in den 2 und 6 gezeigt, koplanar zu dem ersten Ende 21 der Halterungshülse 20 ist und die Abdichtungsplatte 35 kontraktiert. Die Falltür 50 wird schwenkbar an ihrem ersten Ende 55 durch einen Gelenkstift 52 gehaltert, der fest an der Halterungshülse 20 befestigt ist. Die Falltür 50 wird ebenfalls auf ihrer zweiten Seite 56 durch ein verschiebbares Halterungselement gehaltert, das in dieser Ausführungsform ein T-förmiges Element 54 ist. Die Falltür 50, wie sich am besten in 9 ersehen lässt, kann als ein einzelnes Teil hergestellt werden. Alternativ und wie sich am besten der 10 entnehmen lässt, kann eine Falltür 53 aus zwei Komponenten gebildet werden – einer Kappe 13 mit einer Kerbe 17 und einem Stab 15, der innerhalb der Kerbe 17 aufgenommen wird. Dies ist ratsam, wenn der Freigabemechanismus erneut verwendet werden wird, weil der Spitzenabschnitt 19 des Stabs 15 sich von dem wiederholten Verschieben des verschiebbaren Halterungselements, wie beispielsweise des T-förmigen Elements 54, abnutzen kann. Sollte diese Abnutzung auftreten, kann der Stab 15 einfach ohne Ersetzen der gesamten Falltür 53 ersetzt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass das verschiebbare Halterungselement andere Formen aufweisen könnte, beispielsweise auch rechteckförmig. Das T-förmige Element 54 ist verschiebbar innerhalb eines Kanals 57 der Halterungshülse 20 positioniert. Der Kanal 57 ist so angeordnet, dass dessen longitudinale Achse parallel zu der longitudinalen Achse der versetzten linearen Öffnung 30 ist. In dieser bevorzugten Ausführungsform, wie am besten in 6, gezeigt ist der Durchmesser D4 des Endes 51 wesentlich und proportional kleiner als der Durchmesser D5 der axialen Öffnung 24. Während die tatsächlichen Dimensionen für die Durchmesser D4, D5 mit gründlichen technischen Überlegungen gewählt werden können, ist für die Zwecke dieser Ausführungsform festgestellt worden, dass für die meisten Anwendungen der Durchmesser D4 in den Bereich von 50–99% des Durchmessers D5 fallen sollte. Diese Anordnung stellt ein ringförmiges Gebiet 25 der Platte 35 über den Durchmesser D4 des Endes 51 bereit, das nicht gestützt bzw. gehaltert wird. Dieses ringförmige Gebiet 25 ist dasjenige, wo ein spontaner Bruch in einer Überdrucksituation auftritt. In dieser Weise wirkt der Freigabemechanismus 10 als ein Druckfreigabeventil (d. h. Druckentlastungsventil).
  • Unter Bezugnahme auf die 13, 6, gibt der Freigabemechanismus 10 selektiv das Fluid innerhalb des Druckbehälters über ein elektrisches Steuersignal frei, an das über eine elektrische Kontakteinrichtung 33 an den Protraktor 32 gesendet wird. Wenn der Protraktor 32 das elektrische Signal empfängt, dann schiebt der Protraktor 32 einen Kolben (in den 13 nicht gezeigt, aber bei 71 in 4) vor, der das T-förmige Element 54 entlang dem Kanal 57 verschiebt, bis die zweite Seite 56 der Falltür 50 nicht mehr von dem T-förmigen Element 54 gehaltert wird. Die Falltür 50 wird durch den Fluiddruck, der durch die Abdichtungsplatte 35 übertragen wird, belastet. Die Last veranlasst die Falltür 50 sich in der Uhrzeigerrichtung 59 zu drehen, wie in 3 gezeigt, und zwar über einen Gelenkstift 52, und die Falltür 50 wird innerhalb der Schub-Umleitungseinheit 40 eingefangen. Die Abdichtungsplatte 35, die den Fluiddruck alleine nicht halten kann, bricht, wodurch ermöglicht wird, dass das Fluid Flusspfade 60, 61 bildet, die durch die Öffnung in dem Verbindungselement 12 gehen, sich weiter bewegen durch die axiale Öffnung in der Halterungshülse 20, um über und um die Falltür 50 herum zu fließen, um durch die axiale Öffnung 44 in der Schub-Umleitungseinheit 40 zu gehen, um das Ende 43 abzubiegen und schließlich durch die Vielzahl von Löchern 49 in der Schub-Umleitungseinheit 40 herauszukommen. In dieser Weise öffnet der Protraktor 32 die Abdichtungsplatte 35, d. h. er wirkt als eine Öffnungseinrichtung zum selektiven Öffnen der Abdichtungseinrichtung. Eine andere Öffnungseinrichtung, die voranstehend diskutiert wurde, ist das ringförmige Gebiet 25, welches spontan reißt bzw. bricht, d. h. sich in einer Überdrucksituation öffnet.
  • Wie am besten in 3 ersichtlich treten die Flusspfade 60, 61 in gegengesetzten Richtungen aus, wodurch der Schub neutralisiert wird, der von dem Moment erschaffen wird, der von dem freigegebenen Fluid von dem Druckbehälter erzeugt wird. In dieser Weise leitet die Schub-Umleitungseinheit 40 den Schub der freigegebenen Flüssigkeit um und richtet diesen, wobei die Schubkraft neutralisiert und auf Null gesetzt wird.
  • Unter Bezugnahme auf die 13 sei darauf hingewiesen, dass Gewinde 14, Bolzen bzw. Schrauben 29 zusammen mit Schrauben- bzw. Bolzenlöchern 28 und Schrauben bzw. Bolzen 27 zusammen mit Schrauben- bzw. Bolzenlöchern 46 für diese Erfindung nicht benötigt werden. Es kann wünschenswert sein, einfach das Verbindungselement 12, die Halterungshülse 20 und die Schub-Umleitungseinheit 40 aneinander, an die Abdichtungsplatte 35 und an den Druckbehälter (nicht gezeigt) zu schweißen oder anders anzubringen, wie gegenwärtig in dem technischen Gebiet bekannt ist. Dies trifft zum Beispiel zu, wenn der Freigabemechanismus 70 als eine Einmalverwendungseinrichtung verwendet werden soll, beispielsweise für aufblasbare Fahrzeuginsassen-Zurückhalteeinrichtungen. Für andere Verwendungen, beispielsweise dann, wenn der Freigabemechanismus 70 erneut verwendet werden soll, sind jedoch die voranstehend erwähnten Bolzen bzw. Schrauben 29, 47 und Gewinde 14 zusammen mit den Dübelstiften 18 wünschenswert. Die Abdichtungsplatte 35 kann ersetzt werden, die Falltür 50 kann neu eingesetzt werden und ein neuer Protraktor 32 kann eingepasst werden. Dies kann zum Beispiel für Feuerunterdrückungssysteme wünschenswert sein.
  • In einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung zeigt 4 einen Freigabemechanismus 70, der nachstehend als die Spin-und-Fall-Ausführungsform bekannt ist, die eine Halterungshülse 62 mit einer axialen Öffnung 63 und einer versetzten linearen Öffnung 64, die einen Protraktor 32 wie voranstehend diskutiert aufnimmt, aufweist. Die Schub-Umleitungseinheit 65 weist eine ausgesparte Keilnut 67 mit einer gekrümmten inneren Oberfläche 37 und einer Vielzahl von Löchern 66 zum Diffundieren bzw. Verteilen des Hochdruckfluids auf. In dieser Ausführungsform wird die Abdichtungsplatte 35 (die in 4 nicht gezeigt ist, aber in dieser Ausführungsform wie in der Ausführungsform, die in den 1 und 3 dargestellt ist, positioniert und verwendet wird) durch eine axiale Öffnung 63 durch eine Säule 68 gehaltert, die einen ersten Flügel 69 aufweist. Es kann auch wünschenswert sein einen zweiten Flügel zu verwenden, der vorzugsweise symmetrisch 180° entfernt von dem ersten Flügel 69 angeordnet ist. Dieser zweite Flügel (nicht gezeigt) ist vorzugsweise so bemessen und ausgestaltet wie der erste Flügel 69 und passt deshalb in die Keilnut 67. Es sei auch darauf hingewiesen, dass es möglich sein würde, einen ersten Flügel 69 gehaltert von der Halterungshülse 62 anstelle einer Schub-Umleitungseinheit 65 bereitzustellen. Dieser Freigabe- bzw. Entlastungsmechanismus 70 arbeitet in der gleichen Weise wie die voranstehend erwähnte bevorzugte Ausführungsform, mit Ausnahme davon, dass dann, wenn der Protraktor 32 den Kolben 71 ausfährt, der Kolben 71 den ersten Flügel 69 kontaktiert, wobei die Säule 68 um ihre zentrale longitudinale Achse gedreht wird. Wenn sich die Säule 68 dreht kontaktiert sie die gekrümmte innere Oberfläche 37 in einer ähnlichen Weise wie die Drehung einer runden Welle innerhalb eines Traglagers. Sobald sich die Säule 68 um einen ausreichenden Winkel gedreht hat, ist der erste Flügel 69 zu der ausgesparten Keilnut 67 ausgerichtet. An diesem Punkt würde die Säule 68 in die ausgesparte Keilnut 67 fallen, wodurch die Halterung der Abdichtungsplatte durch die Säule 68 entfernt wird. Da die Abdichtungsplatte den Fluiddruck allein nicht halten kann, zerreißt sie. Das verdichtete Fluid würde dann von dem Druckbehälter in einer Weise freigegeben werden, die ähnlich zu derjenigen ist, die in der bevorzugten Ausführungsform diskutiert wurde.
  • In einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung zeigt 5 einen Freigabemechanismus 72, der nachstehend als die Zurückziehungseinheit-Ausführungsform bekannt ist und die eine Halterungshülse 73 mit einer axialen Öffnung 74 aufweist. Eine Schub-Umleitungseinheit 75 weist einen Hohlraum 77 und eine Vielzahl von Löchern 76 zum Diffundieren bzw. Verteilen des Hochdruckfluids auf. In dieser Ausführungsform wird die Abdichtungsplatte (die in 5 nicht gezeigt ist, aber in dieser Ausführungsform wie in der Ausführungsform, die in den 1 und 3 gezeigt ist, positioniert und verwendet wird) durch eine axiale Öffnung 74 durch einen Halterungspropfen 78 gehaltert, der an dem Kolben 79 eines separaten pyrotechnischen Aktuators angebracht ist, der in dieser Ausführungsform eine Zurückziehungseinheit (ein Retraktor 80) ist. Es sei darauf hingewiesen, dass der Retraktor 80 die statische Last, die er durch die Abdichtungsplatte empfängt (die hier nicht gezeigt ist) über die gesamte Speicherlebensdauer des Freigabemechanismus 72 halten muss und kann. Es sei auch darauf hingewiesen, dass der Retraktor 80 von der Halterungshülse 73 anstelle von der Schub-Umleitungseinheit 75 gehaltert werden könnte. Der Retraktor 80 kann von irgendeinem Typ sein, der gegenwärtig erhältlich ist, und in dieser Ausführungsform ist er von ICI Nobel's Explosives aus Ayrshire, Schottland, hergestellt. Die geeignete Größe und der Typ des Retraktors wird durch gründliche technische Überlegungen in Abhängigkeit von der Verwendung für den Freigabemechanismus 72 gewählt. Der Retraktor 80 weist eine elektrische Kontakteinrichtung 34 zum Empfangen eines elektrischen Steuersignals auf, dass ihn aktivieren würde. Der Retraktor 80 ist in dem Hohlraum 77 der Schub-Umleitungseinheit 75 positioniert. Im Betrieb des Freigabemechanismus 72, um das Fluid innerhalb des Druckbehälters selektiv freizugeben, wird ein elektrisches Steuersignal über die elektrische Kontakteinrichtung 34 an den Retraktor 80 gesendet. Wenn sie das elektrische Signal empfängt zieht der Retraktor seinen Kolben 79 zurück, was den Halterungspropfen 78 weg von der Abdichtungsplatte (nicht gezeigt) absenkt. Die Abdichtungsplatte, die den Fluiddruck alleine nicht halten kann, bricht bzw. zerreißt dann. Das verdichtete Fluid würde dann von dem Druckbehälter in einer Weise freigegeben werden, die ähnlich zu derjenigen ist, die in der bevorzugten Ausführungsform diskutiert wurde.
  • In noch einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung zeigen die 78 einen Freigabemechanismus 90, der hier nachstehend als die Stift-und-Fall-Ausführungsform bezeichnet wird und nicht mit der Spin-und-Fall-Ausführungsform verwechselt werden soll, die voranstehend diskutiert wurde. Der Freigabemechanismus 90 weist eine Halterungshülse 92 mit einer axialen Öffnung 93 und einer versetzten linearen Öffnung 94 auf, die einen Protraktor 32 aufnimmt, wie voranstehend diskutiert. Die Schub-Umleitungseinheit 95 weist einen Hohlraum 97 und eine Vielzahl von Löchern 96 zum Diffundieren bzw. Verteilen des Hochdruckfluids auf. In dieser Ausführungsform wird die Abdichtungsplatte 35 (in 8 gezeigt) durch eine axiale Öffnung 93 durch einen Pfosten 98 gehaltert, der eine Ausnehmung 99 um seinen Umfang aufweist und durch ein verschiebbares Halterungselement, welches in dieser Ausführungsform der Stift 100 ist, an der Stelle gehalten wird. Wie sich am besten der 8 entnehmen lässt, weist der Stift 100 einen im wesentlichen zylindrischen Querschnitt auf, was ihm erlaubt, in die Ausnehmung 99 des Pfostens 98 zu passen. Der Stift 100 ist verschiebbar innerhalb des Kanals 102 der Halterungshülse 92 positioniert. Der Kanal 102 ist so angeordnet, dass seine longitudinale Achse parallel zu der longitudinalen Achse der versetzten linearen Öffnung 94 ist. Dieser Freigabemechanismus 90 arbeitet in der gleichen Weise wie die bevorzugte Ausführungsform oben, mit Ausnahme davon, dass dann, wenn der Protraktor 32 den Kolben 71 vorschiebt, der Kolben 71 den Stift 100 entlang des Kanals 102 verschiebt, bis der Pfosten 98 nicht mehr von dem Stift 100 gehaltert wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die Ausrichtung des Kolbens 71 und des Stifts 100 von der Mitte versetzt (off-center) ist. Mit von der Mitte versetzt ist gemeint, dass die longitudinale Achse des Kolbens 71 und die longitudinale Achse des Stifts 100 nicht genau kollinear sind. Dies ist in 8 dargestellt, die das Kontaktgebiet 104 des Stifts 100 zeigt, wo der Kolben 71 den Stift 100 kontaktiert, wenn er aktiviert ist. Es lässt sich deutlich ersehen, dass das Kontaktgebiet 104 nicht konzentrisch mit dem Stift 100 ist. Diese von der Mitte versetzte Ausrichtung wird durchgeführt, so dass dann, wenn der Kolben 71 vorgeschoben ist, er sich nicht mit der Bewegung des Pfostens 98 stört. Sobald der Pfosten 98 nicht mehr von dem Stift 100 gehaltert wird, fällt er in den Hohlraum 97, wodurch die Halterung der Abdichtungsplatte 35 durch den Pfosten 98 entfernt wird. Da die Abdichtungsplatte 35 den Fluiddruck alleine nicht aushalten kann, zerreißt bzw. bricht sie. Das verdichtete Fluid wird dann von dem Druckbehälter in einer Weise freigegeben werden, die ähnlich zu derjenigen ist, die in der bevorzugten Ausführungsform diskutiert wird.

Claims (12)

  1. Mechanismus (10) zum Freigeben von Fluid von einem Druckbehälter, der eine Öffnung aufweist, wobei der Mechanismus umfasst: ein Verbindungselement (12) zum Verbinden des Mechanismus mit der Öffnung in dem Druckbehälter, wobei das Verbindungselement eine Öffnung aufweist; eine Halterungshülse (20; 62; 73; 92), die ein erstes und ein zweites Ende (21, 22) und eine axiale Öffnung (24; 63; 74; 93) aufweist; eine Abdichtungsplatte (35) zum Abdichten der Öffnung des Verbindungselements, wobei die Abdichtungsplatte zwischen dem Verbindungselement und dem ersten Ende (21) der Halterungshülse angeordnet ist; eine Halterungseinrichtung (50, 54; 68; 78; 98) zum Haltern der Abdichtungsplatte, wobei die Halterungseinrichtung innerhalb der axialen Öffnung der Halterungshülse positioniert ist; eine erste Öffnungseinrichtung (32) zum selektiven Öffnen der Abdichtungsplatte; eine zweite Öffnungseinrichtung zum Öffnen der Abdichtungsplatte (35), wobei die zweite Öffnungseinrichtung angeordnet ist, um die Abdichtungsplatte (35) spontan für den Fall zu öffnen, dass das Fluid in dem Behälter einen eingestellten Druck übersteigt; dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Öffnung (24; 63; 74; 93) einen ersten Durchmesser (D5) aufweist und die Halterungseinrichtung (50, 54; 68; 78; 98) einen zweiten Durchmesser (D4) aufweist, der kleiner als der erste Durchmesser (D5) ist, so dass die Abdichtungsplatte (35) über einem Teil der axialen Öffnung über den zweiten Durchmesser (D4) hinaus nicht gehaltert ist, wodurch die zweite Öffnungseinrichtung gebildet wird.
  2. Mechanismus nach Anspruch 1, wobei der zweite Durchmesser (D4) in dem Bereich von 50–99% des ersten Durchmessers (D5) ist.
  3. Mechanismus (10) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Schub-Umleitungseinheit (40; 65; 75; 95) zum Ausgleichen eines Schubs auf den Druckbehälter, wobei die Schub-Umleitungseinheit an dem zweiten Ende (22) der Halterungshülse (20; 62; 73; 92) angebracht ist und eine Vielzahl von Löchern zum Diffundieren des Hochdruckfluids von dem Druckbehälter aufweist.
  4. Mechanismus (10) nach Anspruch 1, wobei die erste Öffnungseinrichtung eine Vorschiebeinheit (32) zum selektiven Entfernen der Halterungseinrichtung (50, 54) umfasst, wobei die Vorschiebeinheit auf ein elektrisches Signal anspricht.
  5. Mechanismus (10) nach Anspruch 1, wobei die Halterungseinrichtung einen Gelenkstift (52), der an der Halterungshülse (20) angebracht ist, und eine Falltür (50), die selektiv schwenkbar um den Gelenkstift angebracht ist, umfasst.
  6. Mechanismus (10) nach Anspruch 5, wobei die Halterungseinrichtung ferner ein verschiebbares Halterungselement (100) umfasst, wobei das verschiebbare Halterungselement selektiv eine Halterung von der Falltür (50) entfernt.
  7. Mechanismus (10) nach Anspruch 1, wobei die Halterungseinrichtung einen Pfosten (98) mit einer Ausnehmung (99) um seinem Umfang herum umfasst.
  8. Mechanismus (10) nach Anspruch 7, wobei die Halterungseinrichtung ferner ein verschiebbares Halterungselement (100) umfasst, das innerhalb der Ausnehmung des Pfostens (98) aufgenommen werden kann.
  9. Mechanismus (10) nach Anspruch 3, wobei die Schub-Umleitungseinheit (40) eine ausgesparte Keilnut aufweist, wobei die Halterungseinrichtung eine Säule (68) mit einem ersten Flügel (69) umfasst, wobei der erste Flügel innerhalb der ausgesparten Keilnut aufgenommen werden kann, wobei die Säule selektiv drehbar innerhalb der axialen Öffnung (24) der Halterungshülse (20) ist.
  10. Mechanismus (10) nach Anspruch 3, wobei die Schub-Umleitungseinheit (40) einen Hohlraum aufweist, wobei die Öffnungseinrichtung eine Zurückzieheinheit (80) zum selektiven Entfernen der Halterungseinrichtung (50, 54) umfasst, wobei die Zurückzieheinrichtung in den Hohlraum in der Schub-Umleitungseinheit passt.
  11. Mechanismus (10) nach Anspruch 5, wobei das Verbindungselement im Wesentlichen zylindrisch mit einem Durchmesser D1 ist, die Halterungshülse im Wesentlichen zylindrisch mit einem Durchmesser D2 ist und die Schub-Umleitungseinheit im Wesentlichen zylindrisch mit einem Durchmesser D3 ist.
  12. Mechanismus (10) nach Anspruch 11, wobei der Durchmesser D1, D2 und D3 im Wesentlichen der Gleiche ist.
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