DE10139360C2

DE10139360C2 - Pyrosicherung without external effect in foreign and self-triggering

Info

Publication number: DE10139360C2
Application number: DE2001139360
Authority: DE
Inventors: Peter Lell
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-08-19
Filing date: 2001-08-19
Publication date: 2003-11-13
Anticipated expiration: 2021-08-20
Also published as: DE10139360A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum definierten und schnellen Trennen von elektrischen Starkstromkreisen im Notfall, die selbst ohne Wartung noch nach bis zu 20 Jahren zuverlässig die Funktion ausübt und dabei kein zusätzliches Gefahrenpotential in Form von Heißgas, Partikel, Wurfstücke oder hohe, im abgeschalteten Stromkreis induzierte Spannungen nach außen darstellt.The invention relates to a device for defined and rapid separation of electric power circuits in an emergency, even without maintenance even after up to 20 Reliably performs the function for years without any additional risk potential in the process Form of hot gas, particles, throwing pieces or high, in the switched-off circuit induced voltages to the outside.

Der Einsatz ist vornehmlich in der KFZ-Technik geplant zum definierten irreversiblen Trennen der Bordverkabelung von der Autobatterie kurz nach einem Unfall, um Zündquellen durch Funken und Plasma zu vermeiden, die entstehen, wenn beispielsweise Kabelisolationen durch während des Unfalls eindringendes Karosserieblech aufgescheuert wurden oder lose Kabelenden gegeneinander oder gegen Blechteile drücken und aufscheuern - insbesondere dann, wenn Benzin ausläuft und sich Benzindampf unter der Motorhaube ansammelt und sich dort zündfähige Benzin-Luft- Gemische bilden können.The use is primarily planned in the automotive technology to the defined irreversible Disconnect the on-board cabling from the car battery shortly after an accident Ignite sources of ignition by sparks and plasma that arise when, for example Cable insulation by body panel penetrating during the accident were chipped or loose cable ends against each other or against sheet metal parts Press and scrub - especially if gasoline spills and Gasoline vapor accumulates under the bonnet and there ignitable gasoline air Can form mixtures.

Durch seine Autoignition Funktion ist die Baugruppe aber auch in all den Fällen einsetzbar, wo beispielsweise durch Überlastung eines Kabels ein Stromzweig abgeschaltet werden muß, ohne dass vorher ein Unfall detektiert worden wäre - die Baugruppe hat damit auch die Funktion einer herkömmlichen Hochstromsicherung, wobei die damit geschützten Kabel wesentlich mehr belastet werden können, weil die Baugruppe wesentlich früher und mit weniger Schalttoleranz als die herkömmlichen Schmelzsicherungen den Stromkreis unterbricht: Während die Schaltzeit der herkömmlichen passiven Schmelzsicherungen bei nicht zu großer Überlastung der Leitung von 3 bis 10fach schwankt, variiert die Schaltzeit der Pyrosicherung als aktives Bauteil nur um das 1,5 bis 3fache, die entsprechende Leitung ist damit wesentlich höher belastbar, was zwangsweise dünnere Kabel, geringere Herstellkosten und geringeres Gewicht bedeutet bei sonst gleich großem Nennstrom!Due to its autoignition function, the assembly is also in all cases can be used where, for example, by overloading a cable, a branch must be shut down without an accident would have been detected - the Assembly thus also has the function of a conventional high-current fuse, the cable thus protected can be charged much more, because the Assembly much earlier and with less shift tolerance than the conventional ones Fuses interrupts the circuit: While the switching time of the conventional passive fuses with not too much overload the Line varies from 3 to 10 times, the switching time of the pyroelectric fuse varies as active Component only by 1.5 to 3 times, the corresponding line is thus much higher resilient, which forcibly thinner cables, lower production costs and lower Weight means otherwise the same rated current!

Auch der Schutz vor Kabelbrand durch die Eigenerwärmung der dort zu hohen Übergangswiderstände bei lockeren Schrauben ist nunmehr einfach absicherbar.The protection against cable fire by the self-heating of there too high Contact resistance with loose screws is now easy to protect.

Die Pyrosicherung eignet sich damit insbesondere auch für reine Elektrofahrzeuge und Fahrzeuge mit Brennstoffzellen.The Pyrosicherung is thus particularly suitable for pure electric vehicles and Vehicles with fuel cells.

In der DE 197 49 135 A1 wird eine Vorrichtung beschrieben, bei der bereits ein Kontaktstück mehrteilig ausgeführt ist, wobei ein bewegliches Kontaktzwischenstück entweder aus dem feststehenden Kontaktstück gezogen oder an einer vorgeschwächten Stelle auseinandergerissen wird. Damit geschieht bereits die eigentliche Schaltwirkung im Kontakt selbst, nach außen hin wird keine mechanische Wirkung mehr bemerkt, der Schaltvorgang verläuft hier bereits rein intern ab. Vom Prinzip her muß hier das Gehäuse des Notabschalters voll isoliert sein, nur die Kontaktenden ragen heraus, in jedem Fall erfolgt die Kontaktierung intern über mindestens eine schleifende Verbindung, was beim Schalten von hohen Strömen wegen des hier auftretenden relativ hohen Übergangswiderstandes hier zur Problemstelle werden kann.,In DE 197 49 135 A1 a device is described in which already a Contact piece is made in several parts, with a movable contact adapter either pulled out of the fixed contact piece or on a pre-weakened Part is torn apart. This already happens the actual switching action in contact itself, to the outside, no mechanical effect is noticed, the Switching process is already purely internal. In principle, the housing must here the emergency switch completely isolated, only the contact ends stick out, in any case the contacting takes place internally via at least one sliding connection, which during the Switching high currents because of the relatively high occurring here Contact resistance can become a problem here.,

Bisher eingesetzte Vorrichtungen, wie die aus der DE 42 11 079 A1 zur Trennung der Autoverkabelung von der Autobatterie bei einem Unfall zur Vermeidung zusätzlicher Zündquellen für eventuell ausgeströmtes und danach verdampftes Benzin entwickelte und eingesetzte Baugruppe sind begrenzt bezüglich der Schneidleistung und/oder erzeugen durch den Trennvorgang im getrennten Stromkreis so hohe induzierte Spannungen, dass hier angeschlossene elektrische Geräte beschädigt werden, was aber nicht zulässig und erwünscht ist.Previously used devices such as those from DE 42 11 079 A1 for the separation of Car wiring from the car battery in an accident to avoid additional Ignition sources developed for possibly outpoured and then vaporized gasoline and assembly used are limited in terms of cutting performance and / or generate so much induced by the separation process in the separate circuit Voltages that damage connected electrical equipment, but what not allowed and desired.

So drückt ein aus einer Brennkammer und einem elektrisch nicht leitfähigen Material gefertigten Werkzeug bestehendes, quasi herkömmliches Kraftelement nach der Auslösung durch den Airbagsensor auf den sehr stark gekerbten elektrischen Leiter mit einem Querschnitts von beispielsweise 10 mm × 4 mm, worauf das Material dieses Leiters bricht und der Stromfluß zu den an der Verkabelung angeschlossenen Verbrauchern bzw. den eventuell aufgescheuerten Kabelstücken abbricht.So presses in from a combustion chamber and an electrically non-conductive material manufactured tool existing, quasi conventional force element after the Triggered by the airbag sensor on the very heavily notched electrical conductor with a cross-section of, for example 10 mm × 4 mm, whereupon the material of this conductor breaks and the current flow to the connected to the wiring consumers or breaks off the possibly abraded cable pieces.

Durch die Einkerbung des Materials wird zunächst relativ wenig Kraft zur Trennung benötigt, andererseits bricht der Leiter und damit der Stromfaden so schnell ab, dass im Stromkreis sehr hohe Spannungen induziert werden und dadurch angeschlossene Geräte und Isolationen irreversibel beschädigt werden.Due to the notch of the material is initially relatively little force for separation needed, on the other hand breaks the conductor and thus the current thread so quickly that in Circuit very high voltages are induced and thereby connected devices and insulation irreversibly damaged.

Anders aufgebaute Vorrichtung zur Trennung von Kraftströmen, wie sie aus der Starkstromtechnik her bekannt sind, werden hier nicht betrachtet, weil sie entweder relaisartig aufgebaut sind (d. h. hier in diesem Zusammenhang das Öffnen von Kontakten durch eine Magnetspule oder durch ein kleines Kraftelement, wie es heute schon in der Überlandleitungstechnik hier und da eingesetzt wird) und damit die geforderten Zuverlässigkeiten nach 20 Jahren ohne einzige Schaltung und ohne Wartung bei der im PKW vorkommenden mechanischen und thermisch/klimatischen Umwelt nicht im Ansatz errreichen, oder bei entsprechender Ausführung einfach um Größenordnungen zu teuer sind (die angestrebte Baugruppe hat heute einen Verkaufspreis von ca. 7 DM) oder einfach zu schwer und zu groß - die Baugruppe soll ohne Bauänderungen anstelle der heute üblichen Batterieklemme verwendet werden!Differently constructed device for the separation of power flows, as they are from the Power engineering are not considered here because they either Relay-like constructed (that is, in this context, the opening of contacts by a magnetic coil or by a small force element, as it is already in the Over-power line technology is used here and there) and thus the required Reliability after 20 years without a single circuit and without maintenance at the Passenger car mechanical and thermal / climatic environment is not in the Rise approach, or simply order of magnitude if properly executed are expensive (the desired assembly today has a retail price of about 7 DM) or just too heavy and too big - the assembly should be replaced without any structural changes used today's battery terminal!

Bereits zuverlässiger und ohne den Leiter kerben zu müssen arbeitet die aus der DE 197 32 650 A1 bekannte Vorrichtung, wobei der Leiterquerschnitt durch einen Leistungskutter im vollen einfach abgeschnitten bzw. getrennt wird.Already more reliable and without having to score the ladder works from DE 197 32 650 A1 known device, wherein the conductor cross section through a Power cutter is simply cut off in the full or separated.

Eine pyrotechnisch arbeitende Sicherung, die der vorliegenden Anmeldung sehr nahe kommt, ist aus der DE 21 03 565 B bekannt. Dort wird ein elektrischer Detonator bzw. Sprengstoff in einer mit Isolierflüssigkeit gefüllter und einfach gekerbter Hülse zur Abschaltung des über die Sicherung fließenden Stroms gezündet, wobei die sich ausbildenden Stoßwellen zwischen konischen Flächen verstärken, danach die Hülse aufreißen und das entstehende Plasma durch die zerstäubte Isolierflüssigkeit gelöscht wird. Eine Selbstzündung ist hierbei weder vorgesehen, noch möglich, weil ein Sprengstoff eine durchlaufende Detonationswelle zur Zündung benötigt, die aber nur ein Detonator liefern kann und keine einfache Erhitzung der Hülse. Außerdem sind mit Sprengstoffen oder gar Detonatoren gefüllte Baugruppen zulassungsmäßig prinzipiell nicht aus dem Bereich des Sprengstoffgesetzes nehmbar. Zudem sind die Kosten für ein derartiges System um ein mehrfaches höher als die mit der hier angemeldeten Pyrosicherung angepeilten: Der komplizierte Aufbau, die Abdicht- und Fertigungsprobleme mit Folge sehr hoher Gestehungskosten dürften neben der zulassungsrechtlichen Probleme auch die Ursache für die Nichtverwendung der Baugruppe sein.A pyrotechnic fuse that is very close to the present application comes is known from DE 21 03 565 B. There is an electric detonator or Explosive in a filled with insulating liquid and simply notched sleeve for Shutdown of the current flowing through the fuse ignited, with the reinforce shock waves between conical surfaces, then the sleeve rupture and the resulting plasma erased by the atomized insulating liquid becomes. A self-ignition is neither provided nor possible because a Explosive requires a continuous detonation wave for ignition, but only one Detonator can deliver and no easy heating of the sleeve. Besides, are with Explosives or even detonators filled assemblies in principle approval not from the field of explosives law acceptable. In addition, the cost of one such system several times higher than the one registered here Pyrosicherung targeted: The complex construction, the sealing and Manufacturing problems with a consequence of very high production costs are expected next to the Regulatory issues also the cause of non-use of Be assembly.

Anders als bei den bisher erwähnten Vorrichtungen wird die Trennung des Stromflusses bei der hier angemeldeten Baugruppe nicht durch einfaches mechanisches Schneiden oder Ausstanzen, bzw. Abschmelzen des Leiters oder der Zerstörung des Leiters erreicht, sondern durch ein Zerstören des stromführenden Leiters im Innern der Pyrosicherung.Unlike the previously mentioned devices, the separation of the current flow in the case of the module registered here, not by simple mechanical cutting or punching, or melting of the conductor or the destruction of the conductor achieved, but by destroying the current-carrying conductor inside the pyro fuse.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine kleine und kostengünstige Baugruppe der Eingangs genannten Art so zu schaffen, die in autarker und fernsteuerbarer Arbeitsweise imstande ist, eine stromführende Leitung zu trennen und dabei gleichzeitig eine Notabschaltfunktion in der Art einer elektrischen Sicherung bei überlasteter d. h. überhitzter Leitung zu liefern.The invention is based on the object, a small and inexpensive Assembly of the aforementioned type so as to create in self-sufficient and remotely controllable operation is able to separate a live line and while at the same time a Notabschaltfunktion in the manner of an electrical fuse overloaded d. H. to provide overheated pipe.

Zudem sollen die stromabschaltenden Vorgänge vollständig innerhalb der Pyrosicherung ablaufen, so dass ein Schutzgehäuse nicht verwendet werden muß und die Pyrosicherung einfach und sicher wie eine herkömmliche Sicherung verwendet werden kann. Die hier dargestellte Erfindung unterscheidet sich damit wesentlich von der DE 100 52 545 A1.In addition, the stromabschaltenden operations completely within the Pyrosicherung expire so that a protective housing does not need to be used and the pyrosicherung easy and safe as a conventional fuse can be used. This one illustrated invention differs significantly from DE 100 52 545 A1.

Hierbei ist der innen liegende Leiter entweder nur der zu zerstörende stromführende Leiter, um die Stromunterbrechung zu erreichen (das ist die sogenannte aktive Sicherung, sie wird durch einen Zündstrom durch ein Anzündmittel gezündet), oder gleichzeitig die Wärmequelle, wodurch der innen direkt anliegende pyrotechnische Stoff gezielt bis zur Zündtemperatur erwärmt und damit gezündet wird (das ist die sogenannte passive Sicherung, sie wird durch die Eigenerwärmung des innenliegenden Leiters gezündet, kann allerdings auch über ein gleichzeitig vorhandenen Anzünder auch aktiv gezündet werden, noch bevor die Zündung durch die Eigenerwärmung des Leiters erreicht ist).Here, the internal conductor is either only the current-to-be-destroyed Conductor to achieve the power interruption (this is the so-called active fuse, it is ignited by an ignition current by an igniter), or at the same time Heat source, whereby the directly inside pyrotechnic substance targeted up to Ignition temperature is heated and thus ignited (this is the so-called passive Fuse, it is ignited by the self-heating of the inner conductor, However, it can also be actively ignited via a simultaneously existing lighter even before the ignition is achieved by the self-heating of the conductor).

Im Normalfall wird daher kein anderes Zündmittel eingesetzt, die besonders im Unfall- oder Kurzschlußfall stark absinkende Batteriespannung mit Folge des Ausfalls aller Elektronik an Bord kann daher die sichere Auslösung der Sicherung nicht mehr verhindern!Normally, therefore, no other ignition means is used, which is particularly useful in accident or short-circuiting case strongly sinking battery voltage resulting in the failure of all Electronics on board can therefore no longer safely trigger the fuse prevent!

Bei der aktiven Sicherung genügt es in Spezialfällen, einen Glühdraht in die Pyrotechnik einzubetten und diese damit fremd zu zünden, ein spezielles elektrisches Anzündstück oder gar eine elektrischer Detonator ist hier damit nicht mehr nötig - ein Umstand, der zwischen 3 und 50 DM pro Baugruppe einspart!!For active protection, it is sufficient in special cases, a filament into the pyrotechnics to embed and ignite them so that strange, a special electric ignition or even an electric detonator is no longer necessary here - a circumstance that saves between 3 and 50 DM per module !!

Überdies ist man mit der Auswahl der Pyrotechnik insbesondere durch die Mischung verschieden lebhafter Treibladungspulver in der Lage, das Schaltverhalten innerhalb weiter Grenzen zu steuern, durch die hier erzeugten Gase wird anders als bei anderen Trennverfahren eine Plasmabildung schon von Anfang an unterdrückt.Moreover, one is with the selection of pyrotechnics in particular by the mixture Different lively propellant powder capable of switching behavior within continue to control borders, by the gases produced here will be different than others Separation process suppressed a plasma formation from the beginning.

Wird die Sicherung in Stromkreisen mit hohen Quellspannungen eingesetzt - im KFZ- Bereich redet man heute schon von 36 V-Anlagen, Brennstoffzellenfahrzeugen werden vermutlich Batteriespannungen von bis zu 500 V benötigt, kann eine Isolationsflüssigkeit oder ein Löschmedium in der Sicherung gegen das beim Trennen des Leiters eventuell doch entstehende Plasma eingesetzt werden.If the fuse is used in circuits with high source voltages - in the vehicle The area is already talked about 36 V systems, fuel cell vehicles presumably battery voltages of up to 500 V may be required, an isolation fluid or an extinguishing medium in the fuse against when disconnecting the conductor eventually but resulting plasma can be used.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This object is achieved by the features characterized in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims characterized.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit wenig zerstörerischem Aufwand und mit extrem wenigen kostengünstig fertigbaren Teilen die kommandierbare Stromunterbrechung mit Sicherungsfunktion (Autoignition) erreicht wird, wobei die Funktionszuverlässigkeit noch weiter ansteigt bei noch niedrigeren Fertigungskosten. The essential advantage of the invention is that with little destructive Effort and with extremely few cost manufacturable parts the commandable Power interruption with backup function (Autoignition) is achieved, the Functional reliability continues to increase with even lower manufacturing costs.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Tatsache, dass der Trennvorgang nunmehr durch die richtige Wahl der pyrotechnischen Mischung und dessen Abbrands bzw. Verhaltens so gesteuert werden kann, dass die Stromabschaltung nicht mehr so schnell erfolgt und ein Plasma von Anfang an nicht entstehen kann bzw. ausgeblasen wird.Another advantage of the invention lies in the fact that the separation process now by the right choice of pyrotechnic mixture and its burning or behavior can be controlled so that the power shutdown is no longer so takes place quickly and a plasma from the beginning can not arise or blown out becomes.

Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Leiter nach der Zündung der pyrotechnischen Mischung 10 durch den Kolben 6 der Fig. 1 stark gedehnt wird bis er dann letztendlich reißt, damit eine Widerstandserhöhung und ein Absinken des abzuschaltenden Stromes über viele Millisekunden erreicht wird.This can be achieved, for example, that the conductor is greatly stretched after the ignition of the pyrotechnic mixture 10 by the piston 6 of FIG. 1 until it finally breaks, so that an increase in resistance and a decrease in the current to be disconnected over many milliseconds is achieved.

Unterstützt werden kann das durch das entsprechende Ausbilden des Querschnitts des Leiters.This can be supported by the corresponding formation of the cross section of the Conductor.

Für die Sicherung können alle Leitermaterialien verwendet werden.All conductor materials can be used for the fuse.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert:The invention will be illustrated below with reference to the drawing Embodiments explained in more detail:

Fig. 1 zeigt den Prinzipaufbau der Pyrosicherung mit innen fliegendem Treibspiegel 6; Fig. 1 shows the basic structure of Pyrosicherung with inside flying sabot 6 ;

Fig. 2 zeigt den Prinzipaufbau der Pyrosicherung mit innen angetriebenem Propfen; Fig. 2 shows the basic structure of pyrosicherung with internally driven plug;

Fig. 1

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Pyrosicherung: Diese besteht aus einem Gehäuse 3, vorzugsweise ein Metallröhrchen, das an einer Seite flach gequetscht werden und eine Anschlußbohrung 9 aufweisen kann. Fig. 1 shows the basic structure of pyrosicherung: This consists of a housing 3 , preferably a metal tube, which are squashed flat on one side and may have a connecting hole 9 .

Wo dies notwendig ist, wird das Metallröhrchen durch ein Dichtsystem, vorzugsweise durch einen O-Ring 22 gegen äußere Einflüsse, insbesondere gegen eindringende Feuchtigkeit und Wasserdampf abgedichtet.Where necessary, the metal tube is sealed by a sealing system, preferably by an O-ring 22 against external influences, in particular against penetrating moisture and water vapor.

Das Metallröhrchen 3 bildet also den einen Kontakt der Sicherung, der andere Kontakt ist das Endstück 1 aus Metall, das durch den Isolator 2 gegen den anderen Kontakt isoliert ist.The metal tube 3 thus forms a contact of the fuse, the other contact is the end piece 1 made of metal, which is isolated by the insulator 2 against the other contact.

Der Strom fließt nun über das Gehäuse 3, die Buchse 8, den dort eingesteckten Leiter 7, die Buchse 11, den damit elektrisch verbundenen Draht 4 und die Buchse 14 in das Kontaktstück 1. The current now flows through the housing 3 , the socket 8 , the inserted there conductor 7 , the socket 11 , the thus electrically connected wire 4 and the socket 14 in the contact piece. 1

Wird nun die pyrotechnische Mischung 10, die auch eine Thermitmischung sein kann, mit oder ohne gaserzeugende weil bei der Reaktion verdampfende Stoffe wie Gel, Wasser, Creme usw., gezündet, entsteht dort Gasdruck, der auf den aus einem elektrisch nicht leitenden Material bestehenden Kolben 6 einwirkt und diesen Richtung Kontaktstück 1 beschleunigt. Hierbei fährt der Leiter 7 aus der Buchse 11 aus, der Stromfluß ist unterbrochen.Now, if the pyrotechnic mixture 10 , which may also be a Thermitmischung ignited, with or without gas-generating because in the reaction vaporizing substances such as gel, water, cream, etc., there arises gas pressure on the existing of an electrically non-conductive material piston 6 acts and accelerates this direction contact piece 1 . Here, the conductor 7 moves out of the socket 11 , the current flow is interrupted.

Wenn der Kolben 6 aus einem mehr oder weniger schlecht leitendem Material hergestellt ist, läßt sich der ohmsche Widerstand der Sicherung nach der Abschaltung sogar auf einen ganz bestimmten und vorher wählbaren Wert einstellen, ein Mindeststromfluß damit bewerkstelligen! - Auch das ist mit den bekannten Pyrosicherungen nicht darstellbar!If the piston 6 is made of a more or less poorly conductive material, the ohmic resistance of the fuse after the shutdown can even be set to a very specific and pre-selectable value, a Mindeststromfluß accomplish this! - This is not possible with the well-known Pyrosicherungen!

Die pyrotechnische Mischung kann dabei aus einem Zündstoff und dem eigentlichen gaserzeugenden Material bestehen, um so auch extrem hoch erhitzbare Sicherungen zu erhalten, die dennoch sauber und zuverlässig bei Bedarf abschalten.The pyrotechnic mixture may consist of an ignition material and the actual gas generating material, so as to extremely heatable fuses too that still switch off cleanly and reliably when needed.

Anstelle der hier gezeigten Buchsen können einzelne oder auch alle Verbindungsstellen auch unlösbar miteinander verbunden sein, insbesondere durch Schweißen oder Löten.Instead of the jacks shown here, individual or even all connection points Also be permanently connected to each other, in particular by welding or soldering.

Das Dichtsystem 5 dient in der Regel dazu, den Kolben optimal zu beschleunigen (wenig Gasschlupf), es kann entfallen, wenn der Treibspiegel selbst selbstlidernd ausgeführt ist, insbesondere mit einer konkaven Fläche Richtung Pyrotechnik.The sealing system 5 is typically used to accelerate the piston optimal (little gas slip), it can be omitted if the launcher is executed even selbstlidernd, especially with a concave surface toward pyrotechnics.

Für den Leiter kommen einfache Metall- und Halbleiterdrähte genauso in Frage wie stabförmige Elektroden aus Graphit oder Kohle.For the conductor simple metal and semiconductor wires are just as possible as rod-shaped electrodes made of graphite or carbon.

Der Leiter kann auch einen sich über seine Länge veränderlichen Querschnitt aufweisen, um den Ort und die Art der Erwärmung steuern und damit die Zündung des pyrotechnischen Materials 10 optimal einleiten zu können.The conductor can also have a variable over its length cross-section to control the location and type of heating and thus to initiate the ignition of the pyrotechnic material 10 optimally.

Soll die Sicherung aktiv betrieben werden, kann die pyrotechnische Mischung über einen hier nicht eingezeichneten Anzünder fremdgezündet werden, auch eine einfache Glühdrahtschleife ist hier möglich, um die Sicherung besonders unempfindlich gegenüber elektrostatische Entladungen zu machen.If the fuse is actively operated, the pyrotechnic mixture can over a ignited here igniters, even a simple Glow wire loop is possible here to make the fuse particularly insensitive to to make electrostatic discharges.

Die Zündung des in das Gehäuse eingebrachten Energie speichernden Stoffes bzw. des Gases kann auch durch einen auf Lichtenergie empfindlichen Zwischenstoff erfolgen, wobei hier das Licht direkt oder in Form eines Lasers eingekoppelt wird. Dabei wird unter Licht auch der infrarote Wellenbereich verstanden. The ignition of the introduced into the housing energy storing substance or the Gases can also be effected by an intermediate which is sensitive to light energy. Here, the light is coupled directly or in the form of a laser. It will Under light, the infrared wave range understood.

Hierbei ist es zunächst unerheblich, ob der pyrotechnische Stoff nur aus einem Pulver besteht oder ob diesem ein Stoff zugemischt wird, dessen einzige Aufgabe es ist, die andere Komponente nur zu zünden: Damit ist es möglich, das Gemisch bereits bei sehr niedrigen Temperaturen zu zünden um damit das zu schützende Kabel optimal belasten zu können, während das Material der anderen Hauptkomponente, deren Verbrennungsgase dann letztendlich das Gehäuse zerstören soll, erst bei sehr hohen Temperaturen zünden braucht, um damit eine nur extrem geringe Alterung dieses Stoffes bei langdauernder und relativ hoher Erhitzung des Leiters 7 sicherzustellen!It is initially irrelevant whether the pyrotechnic substance consists only of a powder or if it is mixed with a substance whose only job is to ignite the other component only: This makes it possible to ignite the mixture already at very low temperatures so as to be able to optimally load the cable to be protected, while the material of the other main component, the combustion gases then ultimately destroy the housing, only at very high temperatures ignite, so that only extremely low aging of this substance at long-term and relatively high heating of the conductor 7 !

Das Gehäuse 3 ist üblicherweise ein Metallröhrchen, kann jedoch auch anders hergestellt werden. Wenn die Buchse 8 in einem extra Metallteil gelagert ist, kann das Teil 3 auch aus Kunststoff bestehen, sofern nicht über den Kolben 6 aus einem gering elektrisch leitfähigem Material eine Leitfähigkeit nach dem Abschalten erreicht werden soll.The housing 3 is usually a metal tube, but can also be made differently. If the bushing 8 is mounted in an extra metal part, the part 3 may also consist of plastic, unless a conductivity is to be achieved after switching off via the piston 6 made of a slightly electrically conductive material.

Der Leiter 7 kann auch so ausgebildet sein, dass er sich beim Bewegen des Kolbens 6 erst zieht, hierbei der Querschnitt des Leiters absinkt und damit auch der über den Leiter fließende Strom.The conductor 7 can also be designed so that it first moves when moving the piston 6 , in this case the cross section of the conductor drops and thus also the current flowing through the conductor.

Erfindungsgemäß kann anstelle des Leiters aus Metall oder Graphit auch eine Halbleiterstrecke insbesondere in Form einer oder mehrerer auf einem oder mehreren Substraten integrierter Widerstände, Dioden- oder Transistorstrecken eingesetzt werden, entweder in offener Form (der Halbleiterübergang liegt frei ohne Gehäuse im Pulver) oder als geschlossenes Bauteil (es werden einfach eine oder mehrere diskrete Widerstände, Dioden oder Transistoren im eigenen Gehäuse in das Innere der Pyrosicherung eingesetzt). Versuche zeigten, dass damit die Zündverzugszeiten einerseits minimiert, andererseits bereits grundlegende Logikverknüpfungen mit in die Pyrosicherung integriert werden können, ohne extra externe Zündschaltungen einsetzen zu müssen!According to the invention, instead of the conductor made of metal or graphite and a Semiconductor route, in particular in the form of one or more on one or more Substrates of integrated resistors, diode or transistor paths are used, either in open form (the semiconductor junction is free without housing in the powder) or as a closed component (it will simply be one or more discrete Resistors, diodes or transistors in their own housing in the interior of the Pyrosicherung used). Experiments showed that thus the Zündverzugszeiten one hand minimizes, on the other hand already basic logic links in the Pyrosicherung can be integrated without extra external ignition circuits use to have to!

Ergänzend wird hier nur erwähnt, dass in das Gehäuse natürlich alle bekannten, einen Plasmabogen löschenden bzw. dessen Aufbau behindernde Materialien, insbesondere Flüssigkeiten und Gase, eingebracht werden können, um auch höchste Stromflüsse bei höchsten Quellspannungen noch sicher und schnell zu trennen.In addition, here only mentioned that in the case, of course, all known, one Plasma arc extinguishing or its structure obstructing materials, in particular Liquids and gases can be introduced to even the highest current flows Highest source voltages still safe and fast to separate.

Fig. 2

Gezeigt ist eine Anordnung, wo anstelle des Kolbens 6 nun ein Pfropfen 20 in eine entsprechende hohle Ausbildung des Kontaktes 23 nach der Zündung der pyrotechnischen Mischung 10 einfahren kann und hier sicher gehalten wird. Der Pfropfen kann dabei mit dem Dichtsystem 21 abgedichtet sein oder nicht.Shown is an arrangement where a plug 20 now can move in a corresponding hollow formation of the contact 23 after the ignition of the pyrotechnic mixture 10 instead of the piston 6 and is held securely here. The plug may be sealed with the sealing system 21 or not.

Propfen 21 und Hals 18 des Kontaktes 23 können so ausgebildet sein, dass sich beim » Einfahren der Pfropfen entweder verkeilt (beide Seiten sind keilförmig) oder sogar einrastet (Hals 18 mit Hinterschneidung). Auch kann der Hals 18 federnd und als elektrische Kontaktfedern hergestellt werden.Plugs 21 and neck 18 of the contact 23 may be formed so that when the plugs are retracted, they either become wedged (both sides are wedge-shaped) or even snap in (neck 18 with undercut). Also, the neck 18 can be made resilient and as electrical contact springs.

An den Stellen 17 ist das Röhrchen 3 in den Isolator 16 eingedrückt, insbesondere geklincht oder gerollt, an Stelle 15' rastet der Isolator 16 in den Kontakt 23 ein, damit beide Kontakte formschlüssig und damit fest zusammenhaltend miteinander verbunden sind.At points 17 , the tube 3 is pressed into the insulator 16 , in particular geklincht or rolled, instead of 15 ', the insulator 16 engages in the contact 23 , so that both contacts are positively connected and thus firmly together holding together.

Auch hier können die Buchsen 8 und 11 wieder entfallen, wenn der Leiter an dessen Enden fest mit den Kontaktstellen verbunden ist.Again, the sockets 8 and 11 can be omitted again, if the conductor is firmly connected at its ends with the contact points.

Claims

1. Pyrotechnic fuse, comprising a conductor ( 7 ) and a movable piston ( 6 ) or a plug ( 20 ) and with a pyrotechnic mixture ( 10 ) which after ignition the piston ( 6 ) or the plug ( 20 ) pressurized and accelerated and thus the conductor ( 7 ) separates, wherein the current flow through the conductor ( 7 ) is interrupted, characterized in that the conductor ( 7 ) consists of one or more discrete electrical or electronic components.

2. Pyrotechnic fuse with a conductor ( 7 ) and a movable piston ( 6 ) or a plug ( 20 ) and with a pyrotechnic mixture ( 10 ), after the ignition of the piston ( 6 ) and the plug ( 20 ) Pressure applied and accelerated and thus the conductor ( 7 ) separates, characterized in that the piston ( 6 ) is made of a defined electrically conductive material and wherein the piston ( 6 ) represents a defined electrical resistance to the current after the release of the fuse so that a minimum current can flow after triggering of the fuse and the separating of the conductor (7).

3. Pyrotechnic fuse according to claim 2, characterized in that the conductor ( 7 ) defined in the movement of the piston ( 7 ) and the prog ( 20 ) lengthen and due to the decreasing cross-section increases its resistance and the current to be disconnected slowly reduced.

4. Pyrotechnic fuse according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor ( 7 ) due to self-heating ignites the pyrotechnic mixture ( 10 ).

5. Pyrotechnic fuse according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that a lighter ignites the pyrotechnic mixture ( 10 ).

6. Pyrotechnic fuse according to claim 5, characterized in that the Lighter is a filament.

7. Pyrotechnic fuse according to claim 4 and 5, characterized in that a lighter ignites the pyrotechnic mixture ( 10 ) and at the same time a self-ignition by the self-heating of the conductor ( 7 ).

8. Pyrotechnic fuse according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor ( 7 ) consists of one or more discrete ohmic resistors.

9. Pyrotechnic fuse according to one of claims 1 to 7, characterized in that the conductor ( 7 ) consists of a semiconductor.

10. Pyrotechnic fuse according to claim 9, characterized in that the Semiconductors of semiconductor diodes, transistors or diodes in the form of Transistor routes exists.

11. Pyrotechnic fuse according to one of claims 1 to 8, characterized in that the conductor ( 7 ) consists of a hybrid circuit of ohmic resistors and integrated semiconductor switching functions.

12. Pyrotechnic fuse according to one of the preceding claims, characterized in that a liquid or a gas with internal or stored chemical energy is used as the pyrotechnic substance ( 10 ).

13. Pyrotechnic fuse according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor ( 7 ) is coated with a thermally sensitive material.

14. Pyrotechnic fuse according to one of the preceding claims, characterized characterized in that introduced in the Pyrosicherung an inert extinguishing material is to quickly eliminate the resulting plasma during shutdown.

15. Pyrotechnic fuse according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the introduced into the housing energy-storing substance or the gas by light coupling to a sensitive to light energy Intermediate substance is ignited

16. Pyrotechnic fuse according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the introduced into the housing energy-storing substance or the gas through a Überzündkanal of another fuse is ignited.

17. Pyrotechnic fuse according to one of the preceding claims, characterized in that the piston ( 6 ) or the plug ( 20 ) is formed selbstlidernd