AT503796B1 - DEVICE FOR INTERRUPTING THE ELECTRIC CABLE IN A BATTERY LOCATED INTO A MOTOR VEHICLE TO A ELECTRICAL CONSUMER ARRANGED IN A MOTOR VEHICLE - Google Patents
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Description
2 AT 503 796 B12 AT 503 796 B1
Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Unterbrechung des Stromflusses in einem von der in einem Kraftfahrzeug angeordneten Batterie zu einem im Kraftfahrzeug befindlichen elektrischen Verbraucher, wie dem Starter, dem Motor u.dgl., führenden elektrischen Kabel, mit einem Schaltelement, welchem ein durch ein pyrotechnisches Element verstellbarer Stellbolzen zugeordnet ist, durch dessen Verstellung das Schaltelement längs einer Sollbruchstelle gebrochen wird, wodurch der zum Verbraucher führende Strompfad unterbrochen wird.The subject invention relates to a device for interrupting the flow of current in one of the arranged in a motor vehicle battery to an in-vehicle electrical consumer, such as the starter, the engine and the like, leading electrical cable, with a switching element, which by a pyrotechnic element is assigned adjustable adjusting bolt, by the adjustment of the switching element is broken along a predetermined breaking point, whereby the current leading to the load current path is interrupted.
Es besteht die Forderung, in Kraftfahrzeugen eine Einrichtung vorzusehen, durch welche bei einem Unfall der Stromfluß von der Batterie zu an diese angeschlossene Verbraucher, insbesondere dem Starter, unterbrochen wird. Der Grund hierfür liegt darin, dass durch unfallbedingte Beschädigungen der stromführenden Kabel die Gefahr von Kurzschlüssen besteht, durch welche Brände und Explosionen verursacht werden können.There is a requirement to provide a device in motor vehicles, through which in an accident, the flow of current from the battery to these connected consumers, in particular the starter, is interrupted. The reason for this is that accidental damage to the live cables creates a risk of short-circuiting, which can cause fires and explosions.
Aus der EP 0889804 B1 ist eine Einrichtung bekannt, welche aus einem mit einer zylindrischen Ausnehmung versehenen Gehäuse mit zwei gegeneinander isolierten, jeweils eine Anschlussklemme aufweisenden Gehäuseteilen und aus einem in diesem Gehäuse verstellbaren zylindrischen Kontaktelement besteht, wobei das Kontaktelement im Gehäuse durch Reibungsschluss gehalten ist. An die beiden Anschlussklemmen sind das von der Batterie herführende Kabel und das zu Verbrauchern führende Kabel angeschlossen. Weiters befindet sich im Gehäuse ein Treibsatz in Form eines pyrotechnischen Elementes, welches durch einen Erschütterungssensor auslösbar ist.From EP 0889804 B1 a device is known, which consists of a housing provided with a cylindrical recess with two mutually insulated, each having a terminal housing parts and a variable in this housing cylindrical contact element, wherein the contact element is held in the housing by frictional engagement. The two terminals are connected to the cable leading from the battery and the cable leading to the consumer. Furthermore, there is a propellant in the form of a pyrotechnic element in the housing, which is triggered by a vibration sensor.
Bei einem Unfall wird vom Erschütterungsensor an den Treibsatz ein Impuls abgegeben, wodurch dieser gezündet wird. Durch den hierdurch erzeugten Gasdruck wird das innerhalb des Gehäuses befindliche Kontaktelement verstellt, wodurch die zwischen der Batterie und den Verbrauchern bestehende elektrische Verbindung unterbrochen wird.In the event of an accident, an impulse is given by the vibration sensor to the propellant, causing it to ignite. As a result of the gas pressure generated in this way, the contact element located inside the housing is adjusted, as a result of which the electrical connection existing between the battery and the consumers is interrupted.
Aus der US 2004/0041682 A1 und aus der DE 29700594 U1 sind weiters elektrische Sicherheitsschalter für Kraftfahrzeuge bekannt, welche aus einem Gehäuse bestehen, in welchem sich in dem von der Batterie zum elektrischen Verbraucher führenden Strompfad ein Bruchstab befindet, welcher mittels eines durch ein pyrotechnisches Element verstellbaren Stellelementes längs einer Sollbruchlinie gebrochen wird, wodurch der Strompfad unterbrochen wird.From US 2004/0041682 A1 and DE 29700594 U1 further electrical safety switches for motor vehicles are known, which consist of a housing in which there is a break rod in the leading from the battery to the electrical load current path, which by means of a pyrotechnic Element adjustable actuator is broken along a predetermined breaking line, whereby the current path is interrupted.
Obgleich durch diese bekannten Einrichtungen den bestehenden Erfordernissen entsprochen wird, werden sie deshalb nur beschränkt zum Einsatz gebracht, da sie zusätzliche Geräte darstellen, für welche in Kraftfahrzeugen der hierfür erforderliche Platz nicht zur Verfügung steht. Zudem weisen diese bekannten Einrichtungen eine Vielzahl von Bestandteilen auf, deren Funktionen bei ungünstigen Betriebsbedingungen nicht gewährleistet sind.Although these known devices meet existing requirements, they are therefore used only to a limited extent since they represent additional devices for which the space required in motor vehicles is not available. In addition, these known devices on a variety of components whose functions are not guaranteed in unfavorable operating conditions.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Einrichtungen besteht darin, dass durch das pyrotechnische Element relativ hohe Stellkräfte aufgebracht werden müssen, um das Schaltelement längs der Sollbruchstelle zu brechen. Sofern jedoch das Schaltelement im Bereich der Sollbruchstelle mit einem wesentlich geringeren Querschnitt ausgebildet wäre, würde hierdurch der im Schaltelement bestehende elektrische Widerstand maßgeblich erhöht werden. Demgegenüber soll jedoch in dem zum Verbraucher führenden Strompfad ein möglichst geringer elektrischer Widerstand bestehen bzw. soll die an den Verbraucher gelangende Spannung der Batteriespannung angenähert gleich sein. Dies wird dadurch gewährleistet, dass das Leitungskabel aus einem Metall mit hoher Leitfähigkeit hergestellt ist und dass es zudem einen relativ großen Querschnitt aufweist. Dementsprechend muss auch das im Strompfad befindliche Schaltelement einen relativ großen Querschnitt aufweisen.Another disadvantage of these known devices is that relatively high actuating forces must be applied by the pyrotechnic element in order to break the switching element along the predetermined breaking point. However, if the switching element would be formed in the region of the predetermined breaking point with a substantially smaller cross-section, this would significantly increase existing in the switching element electrical resistance. In contrast, however, in the current path leading to the consumer the lowest possible electrical resistance should exist or the voltage reaching the load of the battery voltage should be approximately the same. This is ensured by the fact that the cable is made of a metal with high conductivity and that it also has a relatively large cross-section. Accordingly, the switching element located in the current path must also have a relatively large cross section.
Aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt sich somit, dass durch das Schaltelement die einander widersprechenden Forderungen einer geringen Bruchfestigkeit einerseits und eines geringen elektrischen Leitungswiderstandes andererseits erfüllt werden müssen. 3 AT 503 796 B1From the above explanations, it follows that the conflicting requirements of a low breaking strength on the one hand and a low electrical line resistance on the other hand must be met by the switching element. 3 AT 503 796 B1
Der gegenständlichen Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, das Schaltelement so auszubilden, dass beiden diesen Forderungen entsprochen wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Schaltelement durch ein Band aus einem Metall, wie Kupfer, Messing u.dgl., mit einer relativ hohen Zugfestigkeit besteht, welches an einer Stelle mit einer Durchbrechung, Ausnehmung od.dgl. ausgebildet ist, durch welche die Sollbruchstelle gebildet ist, wobei in diese Durchbrechung, Ausnehmung od.dgl. ein Metall, wie z.B. Zinn, eingebracht ist, welches gegenüber demjenigen Metall, aus welchem das Band besteht, eine wesentlich geringere Zugfestigkeit aufweist.The subject invention is therefore the object of the switching element in such a way that both these requirements are met. This object is achieved in that the switching element by a band of a metal such as copper, brass, etc., with a relatively high tensile strength, which at one point with an opening, recess or the like. is formed, through which the predetermined breaking point is formed, wherein in this opening, recess or the like. a metal, e.g. Tin, which has a substantially lower tensile strength compared to the metal from which the band consists.
Vorzugsweise erstreckt sich die Durchbrechung, Ausnehmung od.dgl. über mehr als die Hälfte des Querschnittes des Bandes.Preferably, the opening, recess or the like extends. over more than half of the cross section of the band.
Dadurch, dass das aus einem Metall mit relativ hoher Zugfestigkeit bestehende Band an der Sollbruchstelle mit einer Ausnehmung od.dgl. ausgebildet ist, wird dessen Zugfestigkeit maßgeblich herabgesetzt, wodurch zur Unterbrechung des Stromflusses vom pyrotechnischen Element nur eine geringe Stellkraft aufgebracht zu werden braucht. Dadurch jedoch weiters, dass diese Durchbrechung, Ausnehmung od.dgl. mit einem solchen Metall, wie Zinn, ausgefüllt ist, welches einen angenähert gleichen elektrischen Leitwert, wie das andere Metall aufweist, ist das Band auch an der Sollbruchstelle mit dem gleichen elektrisch wirksamen Querschnitt ausgebildet, wodurch dessen elektrischer Widerstand den Erfordernissen entsprechend gering ist.Characterized in that the existing of a metal with a relatively high tensile strength band at the predetermined breaking point with a recess or the like. is formed, the tensile strength is significantly reduced, which needs to be applied to interrupt the flow of current from the pyrotechnic element only a small force. As a result, however, further, that this opening, recess or the like. is filled with such a metal, such as tin, which has an approximately equal electrical conductance, as the other metal, the band is also formed at the predetermined breaking point with the same electrically effective cross-section, whereby the electrical resistance is corresponding to the requirements of low.
Vorzugsweise ist das Band mit zwei Schenkeln ausgebildet, zwischen welchen sich eine spitzwinkelige Umbiegung befindet, in deren Bereich der Stellbolzen zur Wirkung kommt, wobei auf denjenigen Schenkel des Bandes, welcher mit der Ausnehmung od. dgl. ausgebildet ist, eine Zugkraft ausgeübt wird. Dabei kann der erste Schenkel des Bandes mit einer stumpfwinkeligen Abwinkelung ausgebildet sein, an welcher dieses durch die Wirkung des Stellbolzens gebogen wird.Preferably, the band is formed with two legs, between which there is an acute-angled bend, in the region of the adjusting bolt comes into effect, wherein on those legs of the band, which od with the recess. Like. Formed, a tensile force is applied. In this case, the first leg of the band may be formed with an obtuse-angled bend at which this is bent by the action of the adjusting bolt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Band in einem Gehäuse angeordnet, welches im Bereich der beiden Schenkel mit einer Ausnehmung ausgebildet ist, wodurch diese unter Wirkung des Stellbolzens innerhalb der Ausnehmung verstellbar sind. Vorzugsweise befindet sich zwischen den beiden Schenkeln ein dreieckiges Abstützelement für das Band, welches mit einer seiner Seitenkanten an das Gehäuse anliegt, wobei einer von dessen Eckpunkten derjenigen Stelle des Bandes zugeordnet ist, an welcher diese unter Wirkung des Stellelementes gebogen wird, wobei dieser Eckpunkt bei der Verschwenkung des Bandes durch das Stellelement die Schwenkachse des Abstützelementes bildet.According to a preferred embodiment, the band is arranged in a housing, which is formed in the region of the two legs with a recess, whereby they are adjustable under the action of the adjusting bolt within the recess. Preferably, located between the two legs, a triangular support member for the band, which rests with one of its side edges to the housing, one of its vertices of that part of the band is assigned, at which it is bent under the action of the actuating element, said corner at the pivoting of the band by the adjusting element forms the pivot axis of the supporting element.
Vorzugsweise ist weiters das Gehäuse mit einer weiteren Ausnehmung ausgebildet, in welcher sich das pyrotechnische Element befindet. Weiters sind vorzugsweise die beiden Enden des Bandes einerseits mit einem Klemmring und andererseits mit einer Anschlussöse ausgebildet.Preferably, the housing is further formed with a further recess in which the pyrotechnic element is located. Furthermore, the two ends of the band are preferably formed on the one hand with a clamping ring and on the other hand with a connection eye.
Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The object of the invention is explained below with reference to an embodiment shown in the drawing. Show it:
Fig. 1 und Fig. 1a ein erfindungsgemäßes Schaltelement, in Draufsicht und in Seitenansicht, undFig. 1 and Fig. 1a a switching element according to the invention, in plan view and in side view, and
Fig. 2 und Fig. 2a ein innerhalb eines Gehäuses befindliches Schaltelement und das diesem zugeordnete pyrotechnische Element, in zwei Betriebsstellungen, jeweils ist Draufsicht.Fig. 2 and Fig. 2a located within a housing switching element and the pyrotechnic element associated therewith, in two operating positions, each is a plan view.
Das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Schaltelement 1 weist ein angenähert V-förmig gekrümmten Band 11 auf, welches aus einem Metall, wie Kupfer bzw. einer Kupferlegierung, hergestellt ist. An einem seiner beiden Enden ist dieses Band 11 mit einem Klemmring 12, welcher mit einer Spanneinrichtung 13 versehen ist, fest verbunden und an seinem anderen Ende ist dieses Band 11 mit einer Hülse 14 für den Anschluss eines zu einem VerbraucherThe switching element 1 according to the invention shown in Fig. 1 has an approximately V-shaped curved band 11, which is made of a metal such as copper or a copper alloy. At one of its two ends, this band 11 is fixedly connected to a clamping ring 12, which is provided with a tensioning device 13, and at its other end, this band 11 is provided with a sleeve 14 for connection to a consumer
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