DE10107006A1 - Stromkreis-Unterbrecher - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft einen Stromkreis-Unterbrecher, welcher zwangsweise und sicher eine Versorgungsschaltung isolieren kann im Fall von ungewöhnlichen Ereignissen, wie einem Kurzschluss in einem Kabelbaum oder in einem Zusammenstoß von Fahrzeugen, und auch eine Struktur hat, welche sich für eine Verkleinerung eignet. Nur durch Veränderung eines Drehwinkels der Drehachse 19 auf dem Verschluss 18, welcher drehbar angeordnet ist um die Zentralachse einer Drehachse 19 entlang einer Ebene, welche senkrecht steht zur Verschiebungsrichtung des Schafts 16, kann der Schaft 16, welcher durch die Freigabefeder 17 in der Anfangsposition, in der ein Paar von Anschlüssen 15a, 15b, die eingefügt sind in die Versorgungsschaltung, in den miteinander verbundenen Zustand gestellt sind, sowohl zurückgehalten werden als auch der Schaft in die isolierte Position bewegt werden, in der das Paar von Anschlüssen 15a, 15b, die in die Versorgungsschaltung eingefügt sind, in den freigegebenen Zustand gestellt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Unterbrecher für eine elektrische Spannungsquelle bzw. elektrische Energiequelle, welcher eine Spannungsversorgungsschaltung isoliert bzw. trennt, z. B. mittels einer Drehbewegung eines Motors, und bezieht sich insbesondere auf einen Stromkreis- Unterbrecher, welcher eine Spannungsversorgungsschaltung zwangsweise und sicher isolieren kann im Falle eines ungewöhnlichen Ereignisses, wie eines Kurzschlusses eines Kabelbaums oder eines Unfalls eines Straßenfahrzeuges, und ebenfalls eine für eine Miniaturisierung bzw. Verkleinerung geeignete Struktur hat.

Fig. 1 ist ein Systemdiagramm, das ein Beispiel für elektronische Autoteile zeigt, auf welche ein herkömmlicher Stromkreis-Unterbrecher angewendet wird. Wie in der Figur gezeigt, enthält das elektronische Autoteil 100 eine Spannungsversorgungsschaltung, welche aufgebaut wird durch Verbinden einer Batterie 101 eines Automobils mit jeder Last 102-104, die an jedem Ort des Automobils angeordnet ist, unter Verwendung eines Kabelbaums 106 mit elektrischen Drähten 105, und eines Stromkreis-Unterbrechers 107, der in der Spannungsversorgungsschaltung zwischengeschaltet bzw. eingefügt ist.

Wenn ein Schaltungsunterbrechungssignal bzw. Schaltungstrennsignal, welches an einem Spannungsquellen- Controller bzw. -Steuergerät 108 erzeugt wird, im Falle eines ungewöhnlichen Ereignisses, wie einem Kurzschluss des Kabelbaums 106 oder einem Zusammenstoß von Straßenfahrzeugen, eingegeben wird, kann der Stromkreis-Unterbrecher 107 die Energiezufuhr aus der Batterie 101 an jede Last 102-104 usw. unterbrechen, durch Freigabe eines Riegels bzw. Verschlusses auf eine im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebene Weise.

Fig. 2 zeigt eine Konfiguration eines Stromkreis- Unterbrechers 107A mit Solenoid, der ein Beispiel des Stromkreis-Unterbrechers 107 der Fig. 1 ist, und Fig. 2A ist eine Draufsicht und Fig. 2B eine Seitenansicht. Der Stromkreis-Unterbrecher 107A mit Solenoid enthält einen Schaft (bzw. Stiel oder Kolben) 111, der angeordnet ist auf einem Sockelkörper 110, wie in Fig. 2A gezeigt, welcher zurückgehalten wird mit einem Riegel bzw. Verschluss 113, der den Schaft 111 herunter drückt, um einen Anschluss 112a und 112b in einem elektrisch verbundenen Zustand zu halten, bevor das Schaltungsunterbrechungssignal dem Stromkreis- Unterbrecher 107A im Anfangszustand eingegeben wird.

In diesem Anfangszustand fließt elektrischer Strom in der Spannungsversorgungsschaltung durch den Pfad des Anschlusses 112a, des Schafts 111 und des Anschlusses 112b, und der Anschluss 112a und der Anschluss 112b können einen großen Strom zuführen, da sie Multikontakt-Federstrukturen haben.

Wenn das Schaltungsunterbrechungssignal eingegeben wird, indem einem Solenoid 115 Strom zugeführt wird, um einen Tauchkolben bzw. Plunger 116 anzuziehen, um den Riegel bzw. Verschluss 113 in einem verbundenen Zustand mit dem Schaft 111 freizugeben, den Schaft 11 vorwärts zu drücken mittels einer Schubkraft, die durch eine Freigabefeder bzw. Rückstellfeder 114 bereitgestellt wird, um den Anschluss 112a von dem Anschluss 112b zu isolieren, wodurch schließlich der Anschluss 112a gegenüber dem Anschluss 112b elektrisch geöffnet wird, um die Zufuhr von Energie aus der Batterie 101 an jede der Lasten 102-104 usw. zu unterbrechen.

Sobald jedoch in der in Fig. 2 gezeigten konventionellen Struktur ein Impuls auf den Schaft 111 in die mit einem Pfeil A in der Figur gezeigte Axialrichtung wirkt, kann der Tauchkolben 116 des Solenoids 115 eine Fehlfunktion haben, um einen Hebel 118 zu ziehen, und die Fehlfunktion kann zu dem Problem der Freigabe des Riegels bzw. Verschlusses 113 aus einem mit dem Schaft 111 verbundenen Zustand führen. Ebenso besteht das Problem, dass dem Verkleinerungsbedürfnis nicht Genüge getan werden kann, da ein Solenoid 115 verwendet wird.

Im Hinblick auf die oben beschriebene Situation zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, einen Stromkreis- Unterbrecher bereit zu stellen, welcher zwangsweise und sicher eine Spannungsversorgungsschaltung im Falle von ungewöhnlichen Ereignissen isolieren kann, wie einem Kurzschluss in einem Kabelbaum oder einem Zusammenstoß von Straßenfahrzeugen, und ebenfalls eine Struktur hat, die sich zur Miniaturisierung eignet.

Ein Stromkreis-Unterbrecher nach der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, welche ein Paar von Anschlüssen umfasst, die zwischengeschaltet sind in eine Spannungsversorgungsschaltung, welche eine Batterie eines Straßenfahrzeugs und jede Last, die an jedem Ort des Fahrzeugs angeordnet ist, verbindet, und einen Schaft bzw. einen Kolben, welcher durch eine Schiebe- bzw. Gleitbewegung zwischen den Anschlüssen mit jedem Anschluss in Kontakt treten kann bzw. den Kontakt unterbrechen kann, und die Spannungsversorgungsschaltung durch eine Schiebebewegung des Schafts aus der Anfangsposition isoliert, in welcher jeder der Anschlüsse sich in einem verbundenen Zustand mit dem anderen befindet, in die isolierte Position, in welcher jeder Anschluss in einen zueinander freigegebenen Zustand gesetzt ist. Ferner ist der Spannungsquellen- bzw. Energiequellen- Unterbrecher gemäß der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet dadurch, dass er umfasst: eine Freigabefeder bzw. Rückstellfeder, welche dem Schaft eine Schubkraft für die Schiebebewegung des Schafts aus der Anfangsposition in die isolierte Position bereitstellt; einen Riegel bzw. Verschluss, welcher drehbar zusammengebaut ist, um die Zentralachse einer Drehachse entlang einer Ebene, welche senkrecht ist zur Schieberichtung des Schafts, und den Schaft, der durch die Freigabefeder gedrückt wird, zurückhalten kann in der Anfangsposition mittels einer Veränderung eines Rotationswinkels der Drehachse, und auch den Schaft in die isolierte Position beweglich machen kann, mittels Freigabe der Sperre.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, da nur ein Rotationswinkel bzw. Drehwinkel der Drehachse auf dem Riegel bzw. Verschluss verändert wird, welcher drehbar angeordnet ist um die Zentralachse der Drehachse entlang einer Ebene, welche senkrecht steht zur Schieberichtung des Schafts, wobei der von der Freigabefeder gedrückte Schaft sowohl an der Anfangsposition gehalten wird, wo ein Paar der Anschlüsse, die in die Spannungsversorgungsschaltung eingefügt sind, in dem miteinander verbundenen Zustand sind, und der Schaft in die isolierte Position bewegt wird, wo ein Paar der Anschlüsse, die in die Spannungsversorgungsschaltung eingebaut sind, in den freigegebenen Zustand gestellt ist, kann der Spannungsquellen-Unterbrecher bzw. Stromkreis- Unterbrecher mit einem Drehmomentgenerator, wie einem Motor oder dgl. konstruiert sein, was einfacher und kleiner ist als ein linear betriebener Solenoid. Darüber hinaus, wann immer irgendein anderer Impuls auf den Stromkreis-Unterbrecher wirkt als jene im Fall eines ungewöhnlichen Ereignisses, wie ein Kurzschluss im Kabelbaum oder ein Zusammenstoss von Fahrzeugen, unterliegt der Stromkreis-Unterbrecher im allgemeinen nicht dem Einfluss durch den Impuls, welcher zusammengesetzt ist aus linearen mechanischen Vibrationen, da in dem Unterbrecher eine Drehbewegung verwendet wird, und der Schaft kann in einem gehaltenen bzw. gesperrten Zustand gehalten werden, und man kann vermeiden, dass der Riegel bzw. Verschluss aufgrund dieser Art von Impuls freigegeben wird, was zu einer Verschiebung des Schafts führen würde.

Eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch die Bildung einer verjüngten bzw. abgeschrägten Fläche auf einem Abschnitt des Riegels bzw. Verschlusses, um den Schaft durch Kontakt-Stoppen bzw. Kontaktverriegeln an einer Bewegung zu hindern. Betreffend die Verwendung des Verschlusses bzw. Riegels, wobei die verjüngte bzw. abgeschrägte Fläche gebildet ist auf dem Abschnitt, um den Schaft durch Kontakt-Stoppen an der Bewegung zu hindern (im folgenden als Kontakt-Stoppabschnitt bezeichnet), um rasch eine Wechselwirkung mit dem Schaft bei einer momentanen Isolationsbewegung zu verhindern, ist es nützlich, den Stromkreis-Unterbrecher zu miniaturisieren, indem der Drehradius so klein wie möglich gewählt wird.

Gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung ist sie weiterhin durch die Tatsache gekennzeichnet, dass der Riegel bzw. Verschluss seinen Drehwinkel in der Folge einer Drehbewegung eines Drehstellglieds verändert, und eine Scheibe konzentrisch angeordnet ist mit einer Antriebswelle des Drehstellglieds, wobei ein Vorstand auf der betroffenen Scheibe vorgesehen ist, und ein Abschnitt des Riegels bzw. Verschlusses, der mit dem Vorstand in Beziehung steht, wird aus dem Vorstand freigelassen bzw. freigegeben nach der Vollendung der Isolationsbewegung. Gemäß der Erfindung, wann immer irgendein anderer Impuls auf den Stromkreis- Unterbrecher wirkt als jene im Falle von ungewöhnlichen Ereignissen, wie einem Kurzschluss eines Kabelbaums oder einem Fahrzeugzusammenstoss, kann der Schaft in dem gesperrten Zustand gehalten werden, da der Riegel bzw. Verschluss durch ein Drehmoment betätigt wird, und man kann verhindern, dass der Riegel bzw. Verschluss aufgrund dieser Art von Impuls freigegeben wird, der zu einer Schiebebewegung des Schafts führen würde. Ferner, da der Abschnitt des Riegels bzw. Verschlusses, der zu kuppeln ist (im folgenden als Kupplungsabschnitt bezeichnet) mit dem Vorstand der Scheibe, welche auf einem Motor mit Getriebe angeordnet ist, aus dem Vorstand freigelassen wird nach Vollendung der Isolierbewegung, kann der Schaft sofort in die Anfangsposition zurückgestellt werden nach Vollendung der Isolierbewegung. Daher ist es leicht, die Spannungsversorgungsschaltung zurück in einen elektrisch geschlossenen Zustand zu bringen. Eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch die exzentrische Anordnung des Riegels bzw. Verschlusses mit der Drehachse in solcher Beziehung, dass der Kontakt- Stoppabschnitt des Verschlusses bzw. Riegels größer sein kann als der andere Abschnitt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, bezüglich der Verwendung des Riegels bzw. Verschlusses, welcher exzentrisch angeordnet ist mit der Drehachse in solcher Beziehung, dass der Kontakt- Stoppabschnitt des Riegels bzw. Verschlusses größer sein kann als der andere Abschnitt, ist dies nützlich, um den Stromkreis-Unterbrecher zu miniaturisieren, durch Wählen eines Drehradius so klein wie möglich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Systemdiagramm, das ein Beispiel für elektronische Automobilteile zeigt, bei welchen ein herkömmlicher Spannungsquellen-Unterbrecher bzw. Stromkreis-Unterbrecher angewendet wird.

Fig. 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines herkömmlichen Stromkreis-Unterbrechers zeigt, wobei Fig. 2A eine Draufsicht und Fig. 2B eine Seitenansicht ist.

Fig. 3 ist ein Systemdiagramm, das eine Ausführung eines Systems elektronischer Automobilteile zeigt, bei welchen ein Stromkreis-Unterbrecher gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird.

Fig. 4 ist ein Flussdiagramm, das einen Isolierfluss bzw. den Ablauf des Isoliervorgangs der elektronischen Automobilteile der Fig. 3 zeigt.

Fig. 5 ist eine seitliche Schnittansicht eines Hauptstrukturabschnitts in einer Ausführung eines Stromkreis-Unterbrechers gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Zustand vor der Betätigung.

Fig. 6 ist ein Schnitt entlang der Linie A-A des Stromkreis-Unterbrechers in Fig. 5.

Fig. 7 ist ein Diagramm, das die Aktion des Riegels bzw. Verschlusses bei dem Übergang von dem verriegelten Zustand (Fig. 7A) in den befreiten Zustand (Fig. 7B) veranschaulicht.

Fig. 8 ist eine seitliche Schnittansicht eines Hauptstrukturabschnitts in einer Ausführung des Stromkreis-Unterbrechers nach der vorliegenden Erfindung in einem Zustand nach der Betätigung.

Fig. 9 ist ein Diagramm, welches die Aktion des Riegels bzw. Verschlusses in einer modifizierten Ausführung eines Stromkreis-Unterbrechers nach der vorliegenden Erfindung in dem verriegelten Zustand (Fig. 9A) und in dem befreiten Zustand (Fig. 9B) veranschaulicht.

Fig. 3 ist ein Systemdiagramm, das eine Ausführung eines Systems elektronischer Automobilteile zeigt, bei welchen ein Stromkreis-Unterbrecher nach der vorliegenden Erfindung angewendet wird.

Wie in der Figur gezeigt, enthält das System 1 der elektronischen Automobilteile eine Spannungsversorgungsschaltung bzw. Energieversorgungsschaltung, die gebildet wird durch Verbindung jeder Last, wie einer Batterie 2 eines Straßenfahrzeugs, eines Anlassers 3, einer Lichtmaschine 4, eines Zündschalters (IGN. SW) 5, und anderen Lasten mit einem Kabelbaum 8, der als eine Schaltung 7 dargestellt ist, und wobei der Stromkreis-Unterbrecher 9 gemäß der vorliegenden Erfindung eingefügt ist zwischen einer Schaltung 30, die mit der Batterie verbunden ist, und der Schaltung 7. Ferner werden sowohl ein Fehlererfassungssensor 10 als auch ein Beschleunigungssensor und eine Spannungsquellen-Steuerung 11 zur Isolierung der Spannungsquelle gemäß des erfassten Fehlers bzw. der erfassten Anomalität, wie ein Impuls etc., verwendet, um den Stromkreis-Unterbrecher 9 zu betätigen bzw. zu betreiben. Der Fehlererfassungssensor erfasst Fehler bzw. ungewöhnliche Ereignisse, wie eine Kollision und einen Sturz als eine plötzliche Änderung der Beschleunigung oder als Auftreten eines Impulses, eines Schallimpulses, einer elektromagnetischen Welle, etc., und überträgt das Auftreten der Fehler bzw. Anomalitäten an die Spannungsquellen- Steuerung mittels eines elektrischen Signals oder eines optischen Signals, und darüber hinaus kann eine Vielzahl von Erfassungsmitteln oder Beurteilungsmitteln in Zusammenhang und Wechselwirkung miteinander verwendet werden.

Die Ausgabe 39 aus der Steuerung kann verwendet werden, um eine Sicherheitseinrichtung, wie ein Airbag, ein Alarmsystem oder ein Aufzeichnungssystem zu betätigen bzw. zu betreiben. Eine Gefahrenwarnung 12, ein Telefon (PHONE) 13 und ein Türschloss (D/L) 14 sind einige Beispiele für Systemglieder, welche durch den Stromkreis-Unterbrecher 9 nicht von der Spannungsversorgungsschaltung isoliert werden müssen, und sie werden über eine Schaltung 31 aus der Batterie versorgt.

Wie in dem Isolierablauf der Fig. 4 gezeigt, wenn ein Straßenfahrzeug mit einem Körper kollidiert, wie z. B. einem voranfahrenden Fahrzeug, gibt der Sensor 10 ein Impulssignal an die Spannungsquellen-Steuerung 11 (Schritt ST1), und dann wird bei der Spannungsquellen-Steuerung 11 ein Schaltungsunterbrechungssignal erzeugt, und das erzeugte Schaltungsunterbrechungssignal wird an den Stromkreis- Unterbrecher 9 ausgegeben (Schritt ST2).

Folglich kann der Stromkreis-Unterbrecher 9 die Spannungsversorgungsschaltung isolieren und eine Energiezufuhr aus der Batterie 2 an jede Last, wie an den Anlasser 3, die Lichtmaschine 4 und den Zündschalter (IGN. SW) 5 unterbrechen, wie unten auf der Grundlage der Fig. 5-8 beschrieben wird (Schritt ST3).

Fig. 5 ist eine seitliche Schnittansicht eines Hauptstrukturabschnitts in einer Ausführung eines Stromkreis- Unterbrechers 9 nach der vorliegenden Erfindung. Fig. 6 ist ein Schnitt entlang der Linie A-A des Stromkreis- Unterbrechers 9 in Fig. 5.

Der Stromkreis-Unterbrecher 9 umfasst ein Paar von Anschlüssen 15a, 15b, die eingefügt sind in die Spannungsversorgungsschaltung, die die Batterie eines Straßenfahrzeugs und jede Last, die an jedem Ort des Fahrzeugs angeordnet ist, verbindet, und einen Schaft 16, welcher mit jedem Anschluss 15a, 15b in Kontakt treten kann und den Kontakt lösen kann, durch eine Verschiebungsbewegung zwischen jedem Anschluss, und der aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht.

Dem Schaft 16 wird zwangsweise eine Schubkraft zugeführt, durch eine Freigabefeder bzw. Rückstellfeder, um den Schaft selbst durch eine Schiebebewegung aus der Anfangsposition, bei der jeder der Anschlüsse 15a, 15b in einem Verbindungszustand miteinander eingestellt ist, in die isolierte Position, in welcher jeder Anschluss 15a, 15b in einen zueinander freigegebenen Zustand gesetzt ist, zu versetzen.

Ferner, bevor der Schaft 16 arbeitet bzw. betrieben wird (in dem in Fig. 6 gezeigten Zustand), um den verbundenen Zustand des Schafts 16 zwischen jedem Anschluss 15a, 15b aufrecht zu erhalten, wird eine Seitenfläche 27 eines Endabschnitts 16a des Schafts, die gegen die Richtung der Verschiebungsbewegung der Freigabefeder 17 gedrückt wird, an der Anfangsposition zurückgehalten, durch Kontakt-Stoppen mit dem Riegel bzw. Verschluss 18.

Der Riegel bzw. Verschluss 18 ist drehbar angeordnet um die Zentralachse einer Drehachse 19 entlang einer Ebene, welche senkrecht steht zur Verschiebungsrichtung Z des Schafts 16, und um eine Wechselwirkung mit dem Schaft 16 bei einem vorgeschriebenen Drehwinkel während der Isolierbewegung zu verhindern, ist eine verjüngte oder abgeschrägte Fläche 21 mit einem vorgeschriebenen Winkel zu einer gegebenen Ebene der Schaftoberfläche in einem Kontakt-Stoppabschnitt 20 gebildet, auf welchem der Endabschnitt 16a des Schafts kontaktgestoppt wird.

Ferner wird der Riegel bzw. Verschluss 18 gegen eine Kontaktwand 21A mit einer Torsionsfeder 28 gedrückt. Der Riegel bzw. Verschluss 18 dreht sich um die Rotationsachse 19 mittels eines Drehmoments, das durch ein Drehstellglied 22, wie ein Motor mit Getriebe, erzeugt wird, und eine Scheibe 24 ist konzentrisch angeordnet mit einer Antriebswelle 29 des Stellglieds, und drehbar in einer Ebene, welche im wesentlichen senkrecht steht zur Antriebswelle, und darüber hinaus ist ein Vorstand bzw. eine Vorkragung 25 vorgesehen auf dem Rand bzw. der Peripherie der Scheibe 24. Ein Kupplungsabschnitt 26 zur Übertragung von Drehmoment von dem Vorstand 25 ist in der Form eines offenen Einschnitts bzw. einer offenen Vertiefung in dem Riegel bzw. Verschluss 18 gebildet.

In der Ausführung der Fig. 7 umfasst der Kuppelungsabschnitt 26 drei Flächen 26A-26C, welche die Seiten des Kupplungsabschnitts bilden, und während der Isolierungsbewegung überträgt der Vorstand 25 der Scheibe ein Drehmoment auf den Riegel bzw. Verschluss, zur Drehung mittels einer engen Kuppelung mit einer Hauptaktionsfläche 26A, und nach Vollendung der Isolierbewegung dreht sich der Vorstand 25 weiter und löst die Verbindung mit der Hauptaktionsfläche 26A, damit der Riegel bzw. Verschluss dazu gebracht wird in die Anfangsposition zurückzukehren.

Der Riegel bzw. Verschluss 18 folgt nämlich der Drehung des Stellglieds 22, die abgeleitet wird durch Eingabe des Schaltungsunterbrechungssignals, und verändert den Rotationswinkel um die Drehachse 19 aus einem verriegelten Zustand (der Zustand vor der Freigabe), der in Fig. 7A gezeigt ist, in einen befreiten Zustand, der in Fig. 7B der Figur gezeigt ist, um den Wechselwirkungsbereich aufzuheben, was zu der Freigabe der Verriegelung des Schafts 16 führt.

Bei dem in Fig. 7A gezeigten verriegelten Zustand wird der Riegel bzw. Verschluss 18 an der Position gehalten, an der der Vorstand 25 der Scheibe 24 entgegen den Uhrzeigersinn mit einem vorbestimmten Winkel (θ₀ = 30°) in die Neutralposition N gedreht ist, und bei dem gehaltenen Zustand wird der Kontaktstoppabschnitt 20 kontaktgestoppt und parallel zurückgehalten (ψ₀ = 0°) mit der Seitenfläche des Endabschnitts 16a.

In dem befreiten Zustand, der in Fig. 7B gezeigt ist, wird der Riegel bzw. Verschluss 18 an der Position gehalten, an der der Vorstand 25 der Scheibe 24 im Uhrzeigersinn gedreht ist mit einem vorbestimmten Winkel (θ₁ = -30°) in die Neutralposition N. Bei diesem Zustand dreht sich der Riegel bzw. Verschluss entgegen den Uhrzeigersinn mit einem vorbestimmten Winkel (ψ₁ = 29°), und da eine mechanische Störung bzw. Wechselwirkung aufgehoben ist aufgrund des parallelen Verhältnisses zwischen der verjüngten bzw. abgeschrägten Fläche 21 des Kontaktstoppabschnitts 22 und der Seitenfläche 27 des Endabschnitts 16a, wird der Kontaktstopp des Schafts 16 mittels des Riegels bzw. Verschlusses 18 freigegeben, was zu einer Schiebebewegung des Schafts in die isolierte Position führt.

Die in Fig. 7 gezeigte Struktur ist nur ein Beispiel, und da sich der Winkel ψ(θ) des Riegels 18 gemäß der Änderung des Winkels θ der Scheibe 24 ändert, kann der Entwurf des Positionsverhältnisses zwischen einem Riegel bzw. einem Verschluss, einer Scheibe, einer verjüngten bzw. abgeschrägten Fläche eines Vorstands oder einer Hauptaktionsfläche, usw. verändert werden unter der Bedingung, dass der Aktionsbereich {ψ: ψ₀ ≦ ψ < ψ₁} enthalten ist im Maximalbereich {ψ: ψ_min ≦ ψ < ψ_max} des Rotationswinkels ψ des Riegels bzw. Verschlusses.

Nachdem der Schaft 16 (der Riegel bzw. Verschluss 18) betätigt bzw. betrieben wurde wie in Fig. 8 gezeigt, aufgrund der Tatsache, dass der Schaft 16 als elektrischer Leiter fehlt, herrscht ein nicht-verbundener Zustand zwischen den beiden Anschlüssen 15a, 15b, und die Spannungsversorgungsschaltung ist isoliert bzw. getrennt.

Gemäß der Struktur dieser Ausführung wird nur durch die Veränderung des Rotationswinkels des Riegels bzw. Verschlusses 18, welcher drehbar angeordnet ist um die Zentralachse der Drehachse 19 entlang einer Ebene, welche im wesentlichen senkrecht steht zur Verschiebungsrichtung des Schafts 16, ein Übergang zwischen dem verriegelten Zustand und dem befreiten Zustand möglich. Nämlich, sowohl das Zurückhalten des Schafts 16, der von der Freigabefeder 17 gedrückt wird, an der Anfangsposition, an der ein Anschlusspaar 15a, 15b, welches in die Spannungsversorgungsschaltung eingefügt sind, in einem miteinander verbundenen Zustand gestellt ist, als auch die Bewegung des Schafts in die isolierte Position, bei welcher das Anschlusspaar 15a, 15b, das eingefügt ist in die Spannungsversorgungsschaltung, in den freigegebenen Zustand gestellt ist, können bewerkstelligt werden.

Während im Fall der Verwendung eines linear getriebenen Solenoids der Betriebsabstand (Hub) unveränderlich ist, und die Größe des Stellglieds wegen der Zugkraft groß sein kann, ist die kontinuierliche Steuerung des Rotationswinkels im Falle der Verwendung eines Drehstellglieds einfach, und wenn in das Stellglied ein Getriebe (Übersetzung) bzw. ein Zahnradsystem eingebaut ist, wird ein breiter Bereich zur Auswahl eines Ausgangsdrehmoments möglich, ohne Begrenzung des Drehmoments des Stellglieds selbst, und die Konstruktion eines verkleinerten Stromkreisunterbrechers wird möglich.

Aufgrund der Verwendung des Riegels bzw. Verschlusses 18, bei dem die verjüngte Fläche 21 auf dem Kontaktstoppabschnitt 20 des Riegels bzw. Verschlusses 18 gebildet ist, um den Schaft 16 zu kontaktstoppen, um schnell die Wechselwirkung mit dem Schaft 16 in Moment der Isolationsbewegung zu vermeiden, ist es möglich den Stromkreis-Unterbrecher zu miniaturisieren, durch Wahl des Drehradius des Riegels bzw. Verschlusses 18 so klein wie möglich.

Ferner, wenn ein Schaltungsunterbrechungssignal eingegeben wird in den Motor 22 mit Getriebe bzw. Zahnrädern, wird der Rotationswinkel der Drehachse 19 geändert, um die Verriegelung des Schafts 16 durch den Riegel bzw. Verschluss 18 freizugeben, und die Isolierbewegung des Stromkreis- Unterbrechers geschieht im Fall von ungewöhnlichen Ereignissen sicher, wie einem Kurzschluss im Kabelbaum oder einem Zusammenstoss von Straßen- bzw. Kraftfahrzeugen.

Ferner, da ein Impuls im allgemeinen eine lineare mechanische Aktion oder ihre Teilaktion herbeiführt, und der Stromkreis- Unterbrecher der vorliegenden Erfindung Leistung über eine Drehbewegung des Drehstellglieds überträgt wann immer irgendein anderer Impuls auf den Stromkreis-Unterbrecher wirkt als jene im Fall von ungewöhnlichen Ereignissen, wie einem Kurzschluss des Kabelbaums oder dem Zusammenstoss von Straßenfahrzeugen, wirkt der Impuls nur auf den Schwerpunkt des Unterbrechers, der dadurch wenig beeinflusst, wird, und es wird verhindert, dass der Riegel bzw. Verschluss 18 durch eine Fehlfunktion freigegeben wird, was zu einer Schiebebewegung des Schafts 16 führen würde.

Nach Vollendung der Isolierbewegung, da der Kupplungsabschnitt 26 des Riegels bzw. Verschlusses 18, der gekoppelt ist mit dem Vorstand 25 der Scheibe 24, aus dem Vorstand 25 freigegeben wird durch weitere Drehung des Drehstellglieds 22, kann der Schaft 16 sofort zurückgesetzt werden, indem er durch die Torsionsfeder gezwungen wird, und an einem vorbestimmten Winkel ψ₀(θ₀) mit dem Riegel bzw. Verschluss 18 gehalten wird, und daher ist es einfach, die Spannungsversorgungsschaltung dazu zu bringen, in den elektrisch geschlossenen Zustand zurück zu kehren.

Aufgrund der Verwendung eines Riegels bzw. Verschlusses 18, welcher exzentrisch angeordnet ist mit der Rotationsachse 19, sodass der Kontaktstoppabschnitt für den Schaft 16 größer sein kann als der andere Abschnitt, ist es nützlich den Stromkreis-Unterbrecher zu miniaturisieren, durch Wahl des Drehradios so klein wie möglich.

Für die planaren Konfigurationen sowohl der Seitenfläche 27 des Endabschnitts 16a des Schafts als auch des Kontaktstoppabschnitts 20 des Riegels bzw. Verschlusses 18, kann eine Konfiguration gewählt werden, wie sie in dem kontaktgestoppten Zustand sein kann, durch gegenseitige mechanische Wechselwirkung bzw. Eingriff während des geschlossenen Zustandes und frei von Wechselwirkung während des befreiten Zustandes. Zum Beispiel, in der Ausführung der Fig. 7, kann die Länge der verjüngten bzw. abgeschrägten Fläche 21 geändert werden entsprechend einer unterbrochenen Linie 21A.

Fig. 9 ist eine modifizierte Ausführung der Stromkreis- Unterbrecher der vorliegenden Erfindung. In der Ausführung der Fig. 9A, 9B ist eine Struktur gewählt, bei der eine Drehachse 19 direkt verbunden ist mit einer Antriebswelle 29 eines Drehstellglieds 22, und das Drehmoment des Drehstellglieds wirkt direkt als Rotationsdrehmoment eines Riegels bzw. Verschlusses. Erklärungen der strukturellen Glieder, wie einer verjüngten bzw. abgeschrägten Fläche 21, einen Endabschnitt 16a eines Schafts, einer Seitenfläche 27 des Endabschnitts und für die Befreiungsbewegung des Riegels bzw. Verschlusses werden weggelassen, da sie gleich sind wie jene für die vorangegangenen Ausführungen. Bei der vorliegenden Erfindung kann ein Motor verwendet werden, in welchen ein Getriebe bzw. ein Zahnradsystem eingebaut ist, und vorzugsweise wird ein Motor verwendet, bei welchem der Rotationswinkel gesteuert bzw. geregelt werden kann.

Ferner, obwohl in Fig. 9 die Rotationsachse 19 des Riegels bzw. Verschlusses konzentrisch ist mit der Antriebswelle 19 des Drehstellglieds, kann im Falle der Verwendung eines Getriebesystems jedoch ein direkter Kraftübertragungsmechanismus gewählt werden, selbst wenn die Drehachse 19 des Riegels bzw. Verschlusses nicht in einer Linie mit der Antriebswelle 29 des Drehstellglieds bzgl. der Position oder Richtung liegt. In der vorliegenden Ausführung, da die Bildung eines Kontaktstoppabschnitts und die Anordnung einer Drehscheibe 24 oder einer Torsionsfeder 28 unnötig werden, indem der Riegel bzw. Verschluss kleiner gemacht wird durch Bildung einer weiteren verjüngten bzw. abgeschrägten Fläche 18A, kann der Stromkreis-Unterbrecher 9 weiter miniaturisiert werden, und im Gewicht verringert werden.

Wie vorangehend beschrieben wird gemäß der vorliegenden Erfindung nur ein Rotationswinkel einer Drehachse des Riegels bzw. Verschlusses geändert, der drehbar angeordnet ist um die Zentralachse der Drehachse, entlang einer Ebene, die im wesentlichen senkrecht steht zur Verschiebungsrichtung des Schafts, wodurch der Schaft, der von der Freigabefeder bzw. Rückstellfeder an der Anfangsposition gedrückt wird, bei der ein Paar von Anschlüssen, die eingefügt sind in die Spannungsversorgungsschaltung, in den miteinander verbundenen Zustand gestellt ist, sowohl gehalten wird, als auch der Schaft in die isolierte Position bewegt wird, in der das Paar von Anschlüssen, das in die Spannungsversorgungsschaltung eingefügt ist, in den freigegebenen Zustand gestellt ist, und daher dann der Stromkreis-Unterbrecher unter Verwendung eines Motors konfiguriert werden, der als Drehmomentgenerator kleiner und einfacher ist als ein Solenoid.

Gemäß der zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung bzgl. der Verwendung des Riegels bzw. Verschlusses, bei dem die verjüngte bzw. abgeschrägte Fläche auf dem Kontaktstoppabschnitt des Riegels bzw. Verschlusses in einer solchen Positionsbeziehung gebildet ist, dass die Wechselwirkung bzw. der Eingriff mit dem Schaft im Moment einer Isolationsbewegung schnell vermieden wird, ist dies nützlich, um den Stromkreis-Unterbrecher zu verkleinern, durch Wahl eines Drehradius des Riegels bzw. Verschlusses so klein wie möglich.

Gemäß der dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung, wenn ein Schaltungsunterbrechungssignal eingegeben wird in das Drehstellglied, wird der Rotationswinkel der Drehachse geändert, um die Verriegelung des Schafts durch den Riegel bzw. Verschluss freizugeben, und eine Isolationsbewegung des Stromkreisunterbrechers geschieht im Fall von ungewöhnlichen Ereignissen sicher, wie bei einem Kurzschluss im Kabelbaum oder einem Zusammenstoß von Straßenfahrzeugen.

Gemäß der vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung, da der Drehmomentgenerator zum Betreiben bzw. Betätigen des Riegels ein Motor mit Getriebe bzw. Zahnrädern ist, wann immer irgendein Impuls auf den Stromkreis-Unterbrecher wirkt, der anders ist als jene im Fall von ungewöhnlichen Ereignissen, wie einem Kurzschluss im Kabelbaum oder einem Zusammenstoß von Straßenfahrzeugen, kann der Rückhaltezustand des Schafts aufrecht erhalten werden, und es kann verhindert werden, dass der Riegel bzw. Verschluss freigegeben wird aufgrund des Impulses oder anderer Einwirkungen, die zu einer Verschiebungsbewegung des Schafts führen würden. Ferner, da der Abschnitt des Riegels bzw. Verschlusses, der gekuppelt werden soll mit dem Vorstand der Scheibe, die auf einem Motor mit Getriebe angeordnet ist, nach Vollendung der Isolierbewegung aus dem Vorstand freigegeben wird, kann der Schaft sofort zurückgesetzt werden in die Anfangsposition, nach Vollendung der Isolierbewegung. Daher ist es einfach, die Spannungsversorgungsschaltung in den elektrisch geschlossenen Zustand zurückkehren zu lassen.

Gemäß der fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung, da ein Riegel bzw. Verschluss verwendet wird, der exzentrisch ist bzgl. der Rotationsachse, in einer solchen Positionsbeziehung, dass der Kontaktstoppabschnitt des Riegels bzw. Verschlusses größer sein kann als der andere Abschnitt, ist dies nützlich um den Stromkreis-Unterbrecher zu verkleinern, indem ein Drehradius so klein wie möglich gewählt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Stromkreis-Unterbrecher bereitgestellt, welcher zwangsweise und sicher eine Spannungsversorgungsschaltung im Fall von ungewöhnlichen Ereignissen isolieren kann, wie bei einem Kurzschluss in einem Kabelbaum und bei einem Zusammenstoß von Straßenfahrzeugen, und auch eine Struktur hat, welche zur Verkleinerung geeignet ist.

Claims (5)

1. Stromkreis-Unterbrecher, wobei der Stromkreis- Unterbrecher ein Paar von Anschlüssen hat, die eingefügt sind in eine Versorgungsschaltung, welche eine Batterie eines Straßenfahrzeugs mit Lasten verbindet, und einen Schaft, der mit einer Verschiebungsbewegung in Kontakt tritt mit diesen Anschlüssen und den Kontakt löst, wobei der Schaft sich aus der Anfangsposition bewegt, in der die Anschlüsse in einem miteinander verbundenem Zustand sind, in die isolierte Position, in der jeder Anschluss in einem zueinander freigegebenen Zustand gestellt ist, was zu einer Isolierung der Versorgungsschaltung führt, umfassend:
eine Freigabefeder, welche auf den betroffenen Schaft eine Schubkraft ausübt, für die Verschiebungsbewegung des Schafts aus der Anfangsposition in die isolierte Position; und
einen Verschluss, welcher drehbar angeordnet ist um eine Zentralachse einer Drehachse, entlang einer Ebene die im wesentlichen senkrecht steht zur Verschiebungsrichtung des Schafts;
wobei der Verschluss in der Anfangsposition mit dem Schaft wechselwirkt, und durch Änderung des Rotationswinkels der Drehachse des Verschlusses der Schaft sich in die isolierte Position bewegt, in der der wechselwirkende Abschnitt fehlt.

2. Stromkreis-Unterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss ferner eine abgeschrägte Fläche auf seinem Abschnitt zum Kontaktstoppen des Schafts und zur Wechselwirkung mit diesem umfasst.

3. Stromkreis-Unterbrecher nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend ein Drehstellglied, wobei der Verschluss den Drehwinkel um die Drehachse entsprechend der Drehbewegung des Drehstellglieds ändert.

4. Stromkreis-Unterbrecher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Scheibe exzentrisch mit einer Antriebswelle des Drehstellglieds zusammengebaut ist und einen Vorstand auf dem peripheren Rand der Scheibe bereitstellt, wobei ein Kupplungsabschnitt gebildet ist auf einem Abschnitt des Verschlusses, zur Kuppelung mit dem Vorstand, um ein Drehmoment zu übertragen, wobei der Kupplungsabschnitt aus dem Vorstand freigegeben wird nach Vollendung der Isolierbewegung.

5. Stromkreis-Unterbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse exzentrisch angeordnet mit dem Verschluss, in einer solchen Beziehung, dass der Kontaktstoppabschnitt größer sein kann als der andere Abschnitt.