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Automobile electrical battery connection is broken by operation of an isolating actuator responding to a crash sensor Download PDF

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Abstract

Electrical battery used in a n automobile is connected using a clamping terminal (2) with a lower part that receives a contact (9) fitted to a cable. This engages spring contacts and is engaged by a retaining element (11) coupled to an actuator (12). The actuator responds to a crash sensor to retract the retainer and the cable contact is ejected by spring force (7).

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckkontakt mit integrierter Trennvorrichtung und ansteuerbarer Auslöseaktorik. Der elektrische Steckkontakt ist als so genanntes RADSOK® Terminal oder als vergleichbarer Steckkontakt ausgebildet. RADSOK ist ein registered Trademark der Firma KonneKtech Inc. MI, USA, und bezeichnet einen Hochstromsteckkontakt aus einer metallischen Buchse, in die, für die elektrische Kontaktierung mit einem Steckbolzen, ein elastisches schlauchförmiges bzw. zylinderförmiges Metallgitter eingelassen ist. Die Trennvorrichtung wird aus einer Druckfeder in der Buchse und einer ansteuerbaren und auslösbaren Arretierung gebildet. Vorzugsweise wird ein derartig ausgebildeter Steckkontakt als Batterietrennschalter für die Kontaktierung einer Bordnetzbatterie mit dem elektrischen Bordnetz in einem Kraftfahrzeug eingesetzt.The invention relates to an electrical plug-in contact with integrated separation device and controllable release actuator. The electrical plug-in contact is designed as a so-called RADSOK ® terminal or as a comparable plug-in contact. RADSOK is a registered trademark of KonneKtech Inc. MI, USA, and refers to a high-current plug-in contact made of a metal bush, in which, for the electrical contact with a socket pin, an elastic tubular or cylindrical metal grid is embedded. The separating device is formed from a compression spring in the socket and a controllable and releasable lock. Preferably, such a trained plug contact is used as a battery disconnect switch for contacting an electrical system battery with the electrical system in a motor vehicle.

Elektromechanische Batterieabtrennungen in Kraftfahrzeugen haben gegenüber pyrotechnischen Batterieabtrennungen den Vorteil, dass sie reversibel sind. Elektromechanische Batterieabtrennungen wurden z.B. von den Firmen Siemens oder Autokabel vorgeschlagen und zum Patent angemeldet. So schlägt die Firma Siemens in den deutschen Patentschriften DE 19825246 C1 und DE 19825245 C1 die Verwendung eines elektromechanischen Relais als Trennschalter vor. In der US 5725399 der Firma Autokabel wurde ein Gasdruck betriebenes Trennelement für die Abtrennung der Batterieableitung vom Batteriepol vorgeschlagen. Der Gasdruck wird pyrotechnisch erzeugt.Electromechanical battery separations in motor vehicles have the advantage over pyrotechnic battery separations that they are reversible. Electromechanical battery separators have been proposed by companies such as Siemens or car cables and applied for a patent. Thus, the company proposes Siemens in the German patents DE 19825246 C1 and DE 19825245 C1 the use of an electromechanical relay as a disconnector. In the US 5725399 the company car cable has been proposed a gas pressure operated separator for the separation of the battery discharge from the battery post. The gas pressure is generated pyrotechnically.

Die Ansteuerung der Trennelemente wird jeweils von einem Steuergerät übernommen, dass die Sensorsignale eines Crashsensors auswertet und im Crashfall mit einem geeigneten Steuerbefehl das jeweilige Trennelement auslöst.The Control of the separating elements is taken over in each case by a control unit, that evaluates the sensor signals of a crash sensor and in the event of a crash with a suitable control command triggers the respective separator.

Auch bekannt sind so genannte RADSOK® Terminals. Derartige RADSOK Terminals sind z.B. in den Technischen Informationen der Firma KonneKtech beschrieben und entweder aus dem Internet erhältlich oder bei der Firma selbst unter KonneKtech, 34230 Riviera Drive, Fraser, MI48026, USA erhältlich. Die RADSOK Terminal wurden auch in dem US Patent US 4734063 patentiert und offenbart. Die Hochstromsteckkontakte zeichnen sich durch eine sehr gute Stromtragfähigkeit mit ausgezeichneter Kontaktsicherheit aus. Die Kontaktsicherheit bleibt auch bei auf den Kontakt einwirkenden Erschütterungen erhalten.Also known are so-called RADSOK ® terminals. Such RADSOK terminals are described for example in the technical information of KonneKtech and either available from the Internet or at the company itself under KonneKtech, 34230 Riviera Drive, Fraser, MI48026, USA available. The RADSOK terminals were also featured in the US patent US 4734063 patented and disclosed. The high current plug contacts are characterized by a very good current carrying capacity with excellent contact reliability. Contact safety is maintained even with shocks acting on the contact.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, die günstigen Eigenschaften der RADSOK Terminals in Batterieabtrennungen für die Bordnetze von Kraftfahrzeugen einsetzbar zu machen.outgoing from the aforementioned prior art it is the object of the invention the cheap ones Characteristics of RADSOK terminals in battery disconnectors for on-board systems to make use of motor vehicles.

Die Lösung gelingt mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung offenbart.The solution succeeds with a device according to claim 1. Advantageous embodiments of Invention are in the dependent Claims and disclosed in the following description.

Die Lösung gelingt hauptsächlich indem ein RADSOK Terminal oder ein vergleichbarer Steckkontakt um eine Druckfeder und um eine auslösbare Arretierung für den steckbaren elektrischen Verbindungsbolzen ergänzt wird. Die Druckfeder speichert hierbei die für die Trennung des Hochstromkontaktes notwendige Energie und die auslösbare Arretierung hält den Verbindungsbolzen im RADSOK Terminal, solange bis die Arretierung auf ein Steuersignal hin von einem Betätigungselement gelöst wird.The solution succeeds mainly by a RADSOK terminal or a comparable plug contact a compression spring and a triggerable Lock for the pluggable electrical connecting pin is added. The compression spring stores the necessary for the separation of the high current contact Energy and the triggerable Locking stops the connecting bolt in the RADSOK terminal until the locking is released in response to a control signal from an actuator.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind das RADSOK Terminal, die Druckfeder und die Arretierung in eine geschmiedete Messingpolklemme für eine handelsübliche 12/14 V Kraftfahrzeugbleibatterie integriert. Dies hat den Vorteil, dass die Erfindung auch für bereits existierende Bleibatterien mit herkömmlichen Bleipolen einsetzbar wird. Das mittelbare Zusammenwirken von Druckfeder und Arretierung erfolgt hierbei über einen Trägerkörper der Batterieklemme.In an advantageous embodiment The invention relates to the RADSOK terminal, the compression spring and the lock in a forged brass pole terminal for a standard 12/14 Integrated V motor vehicle battery. This has the advantage that the invention also for already existing lead-acid batteries can be used with conventional lead-poles. The indirect interaction of compression spring and locking takes place over here a carrier body of Battery terminal.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann auf einen zusätzlichen Trägerkörper verzichtet werden. In dieser Ausführungsform sind die Druckfeder und die Arretierung unmittelbar mit dem RADSOK Terminal in Wirkungsverbindung.In an alternative embodiment The invention can be applied to an additional Carrier omitted become. In this embodiment the compression spring and the lock are directly connected to the RADSOK Terminal in operative connection.

In einer anderen Anwendung der Erfindung erfolgt die Kontaktierung des RADSOK Terminal mit der elektrischen Stromquelle entweder über eine Presspassung, einen Schweißring oder über eine Lötöse.In another application of the invention, the contact takes place the RADSOK terminal with the electrical power source either via a press fit, a welding ring or over a soldering lug.

Die Arretierung ist vorzugsweise durch eine Verrastung eines Sperrelementes in einer Ausnehmung des elektrischen Verbindungsbolzens gebildet. Durch Zurückziehen des Sperrelementes aus der Verrastung wird die Arretierung des Verbindungsbolzens in dem RADSOK Terminal gelöst und der Verbindungsbolzen durch die Druckkraft der Speicherfeder aus dem RADSOK Terminal herausgedrückt. Dadurch wird der elektrische Hochstromkontakt zwischen RADSOK Terminal und Verbindungsbolzen geöffnet.The Locking is preferably by latching a locking element formed in a recess of the electrical connecting bolt. By withdrawal the locking element from the latch is the locking of the connecting bolt solved in the RADSOK terminal and the connecting bolt by the pressing force of the storage spring pushed out of the RADSOK terminal. This will cause the electrical High current contact between RADSOK terminal and connecting bolt opened.

Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und zeichnerischen Darstellungen näher erläutert.Details of the invention are described below with reference to embodiments and illustrated drawings explained in more detail.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine geschmiedete Messingpolklemme für eine Kraftfahrzeug Bleibatterie mit RADSOK Terminal und Trennvorrichtung, 1 a forged brass pole terminal for a motor vehicle lead-acid battery with RADSOK terminal and disconnecting device,

2 ein RADSOK Terminal mit integrierter Druckfeder und mit integrierter Arretierung des Verbindungsbolzens, 2 a RADSOK terminal with integrated compression spring and integrated locking of the connecting bolt,

3 die Kontaktierung eines RADSOK Terminals mit einer Presspassung, einem Schweißring oder einer Lötöse. 3 the contacting of a RADSOK terminal with a press fit, a welding ring or a soldering eyelet.

1 zeigt eine bevorzugte Anwendung der Erfindung zusammen mit einer geschmiedeten Messingklemme für die Bleipole einer herkömmlichen 12/14 V Blei-Säure-Batterie. Die geschmiedete Polklemme ist hierbei als Schraubklemme ausgebildet und hat im Anschluss zu den Klemmbacken einen Trägerkörper 3, in den eine zylinderförmige Ausnehmung, z.B. durch eine Bohrung, eingebracht ist. In die Ausnehmung ist formschlüssig ein RADSOK Terminal 4 eingebracht. Das RADSOK Terminal besteht hauptsächlich aus einer metallischen Buchse 5, die geschnitten dargestellt ist und dem in die Buchse eingesetzten elastischen Kontaktgitter 6 von dem zwei Spangen dargestellt sind. Ebenfalls in der Ausnehmung der Batterieklemme ist eine Druckfeder 7 angeordnet. Die Druckfeder stützt sich gegen einen Verschluss 8 ab, der die zylinderförmige Ausnehmung auf einer Stirnseite verschließt. Der Verschluss kann als Verschraubung ausgebildet sein. Im eingebauten Zustand des Verbindungsbolzens 9 wird die Druckfeder zu der verschlossenen Stirnseite hin durch den eingeschobenen Verbindungsbolzen zusammengedrückt und übt eine Ihrer Federkennlinie entsprechende Druckkraft auf den Verbindungsbolzen aus. Zur besseren Verteilung der Druckkraft kann die Druckfeder an ihrem freien Ende mit einer Druckplatte 14 ausgebildet sein. Die Druckkraft ist so zu bemessen, dass der Verbindungsbolzen entgegen der Klemmkraft durch die Spangen des elastischen Kontaktgitters herausgedrückt werden kann, sofern keine zusätzliche Haltekraft auf den Verbindungsbolzen aufgebracht wird. Die zusätzliche Haltekraft wird im eingebauten Zustand durch eine Arretierung 10 aufgebracht. Die Vorrichtung zur Arretierung ist vorzugsweise aus einem elektromagnetischen oder elektromotorischen Betätigungseinheit, z. B. einem Aktor, einem durch die Betätigungseinheit verschiebbaren Sperrelement gebildet. Das Sperrelement ist hierbei vorzugsweise als Raste oder Sperrklinke ausgebildet, die in eine Ausnehmung auf dem Verbindungsbolzen verrastet und dadurch diesen gegen die Druckkraft der Druckfeder sichert. Die Betätigungseinheit ist hierbei mit dem Trägerkörper der Batterieklemme kraftschlüssig verbunden, so dass z.B. die Sperrklinke der Arretierung durch eine radiale Bohrung zu der zylindrischen Ausnehmung hindurch verfahren werden kann. Im ausgefahrenen Zustand der Sperrklinke verrastet diese dann bei vollständig eingeschobenem Verbindungsbolzen in der für die Verrastung vorgesehenen Ausnehmung dieses Verbindungsbolzens. Wird von den Crashsensoren der Automobilelektronik ein Crash detektiert, so wird durch entsprechende Ansteuerung über eine Signal- und Versorgungsleitung 13 die Betätigungseinheit aktiviert und die Arretierung des Verbindungsbolzens gelöst, so dass die Druckfeder den Verbindungsbolzen aus dem RADSOK Terminal herausdrückt. Der Hochstromkontakt zwischen Batterieklemme und Verbindungsbolzen mit anschließendem Hauptstromkabel 15 wird hierdurch getrennt. 1 shows a preferred application of the invention together with a forged brass terminal for the lead poles of a conventional 12/14 V lead-acid battery. The forged pole terminal is designed as a screw terminal and has a carrier body following the jaws 3 , in which a cylindrical recess, for example, is introduced through a bore. In the recess is positively a RADSOK terminal 4 brought in. The RADSOK terminal mainly consists of a metallic socket 5 , which is shown cut and the elastic contact grid inserted into the socket 6 of which two clips are shown. Also in the recess of the battery terminal is a compression spring 7 arranged. The compression spring rests against a closure 8th from, which closes the cylindrical recess on a front side. The closure can be designed as a screw connection. In the installed state of the connecting bolt 9 the compression spring is compressed to the closed end side by the inserted connecting pin and exerts one of your spring characteristic corresponding pressure force on the connecting pin. For better distribution of the compressive force, the compression spring at its free end with a pressure plate 14 be educated. The pressure force is to be dimensioned so that the connecting bolt can be pushed out against the clamping force by the clips of the elastic contact grid, provided that no additional holding force is applied to the connecting bolt. The additional holding force is in the installed state by a lock 10 applied. The device for locking is preferably made of an electromagnetic or electromotive actuator unit, for. As an actuator, a displaceable by the actuator blocking element formed. The blocking element is in this case preferably designed as a detent or pawl which engages in a recess on the connecting bolt and thereby secures this against the pressure force of the compression spring. The actuating unit is in this case positively connected to the carrier body of the battery terminal, so that, for example, the pawl of the lock can be moved through a radial bore to the cylindrical recess therethrough. In the extended state of the pawl this then locked at fully inserted connecting pin in the recess provided for this recess of this connecting bolt. If a crash is detected by the crash sensors of the automotive electronics, so by appropriate control via a signal and supply line 13 activates the actuator unit and releases the locking pin locking mechanism so that the compression spring pushes the connecting bolt out of the RADSOK terminal. The high-current contact between the battery terminal and connecting bolt with subsequent main power cable 15 is thereby separated.

2 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind Arretierung 10 und Druckfeder 7 unmittelbar mit dem RADSOK Terminal 4 in Wirkverbindung. Die mittelbare Wirkverbindung über einen zusätzlichen Trägerkörper einer Batterieklemme ist bei dieser Ausführungsform nicht notwendig. Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform wird die Buchse eines RADSOK Terminals 4 verlängert. Die zusätzliche Buchsenlänge bleibt frei von dem Kontaktgitter mit seinen Spangen 6. Die zusätzliche Buchsenlänge wird als Bauraum benötigt, um zum einen die Druckfeder 7 in die Buchse einbringen zu können und um andererseits eine Arretierung 10 direkt mit der Buchse in Wirkverbindung bringen zu können. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich Arretierung und Druckfeder jeweils an entgegen gesetzten Enden der verlängerten metallischen Buchse 5 des RADSOK Terminals. Natürlich können Druckfeder und Arretierung auch auf der Selben und dann geschlossenen Stirnseite des RADSOCK Terminals angeordnet sein. Funktion oder Wirkungsweise sind in beiden Fällen gleich. In der zusätzlichen Verlängerung der Buchse des RADSOCK Terminal wird an der einen Stirnseite die Druckfeder 7 angeordnet und die Stirnseite mit einem Verschluss 8 verschlossen. In die offene Stirnseite wird der Verbindungsbolzen 9 in den Kontaktierungsbereich des Kontaktgitters des RADSOK Terminals eingeschoben und bei zusammengedrückter Druckfeder mit der Arretierungsvorrichtung 10 gesichert. Die Betätigungseinheit 12 der Arretierungsvorrichtung ist hierbei direkt außen an der Buchse des RADSOK Terminal angebracht. Die Sperrklinke 11 der Arretierung greift durch eine radiale Bohrung in der Buchse in die zur Verrastung vorgesehene Ausnehmung im Verbindungsbolzen ein und verrastet mit diesem. Soll der Stromkontakt zwischen Verbindungsbolzen und RADSOK Terminal unterbrochen werden, wird die Sperrklinke 11 mit der Betätigungseinheit 12 aus der Verrastung gelöst und die Druckkraft der Druckfeder drückt den Verbindungsbolzen aus dem Terminal hinaus. Auch hier sind natürlich die Federkonstanten der Druckfeder auf die Klemmkräfte der Spangen 6 des RADSOK Terminals abzustimmen. Die Druckkraft muss über die gesamte Länge des elastischen Kontaktgitters des RADSOK Terminals größer als dessen Klemmkraft sein. 2 shows an alternative embodiment of the invention. In this embodiment are locking 10 and compression spring 7 directly with the RADSOK terminal 4 in active connection. The indirect operative connection via an additional carrier body of a battery terminal is not necessary in this embodiment. Same parts are denoted by the same reference numerals as in FIG 1 designated. In this embodiment, the socket of a RADSOK terminal 4 extended. The additional socket length remains free of the contact grid with its clips 6 , The additional bushing length is needed as space to, on the one hand, the compression spring 7 to be able to bring in the socket and on the other hand, a lock 10 be able to bring into operative connection with the jack directly. In the illustrated embodiment are locking and compression spring respectively at opposite ends of the extended metallic bushing 5 of the RADSOK terminal. Of course, compression spring and locking can also be arranged on the same and then closed end of the RADSOCK terminal. Function or mode of action are the same in both cases. In the additional extension of the socket of the RADSOCK terminal, the pressure spring is on one end face 7 arranged and the front side with a closure 8th locked. In the open front side of the connecting bolt 9 inserted into the contact area of the contact grid of the RADSOK terminal and with compressed compression spring with the locking device 10 secured. The operating unit 12 The locking device is mounted directly on the outside of the socket of the RADSOK terminal. The pawl 11 the lock engages through a radial bore in the socket in the recess provided for locking recess in the connecting bolt and locked with this. If the power contact between the connecting bolt and the RADSOK terminal is interrupted, the pawl will be activated 11 with the operating unit 12 released from the latching and the compressive force of the compression spring pushes the connecting pin out of the terminal. Here too Of course, the spring constants of the compression spring on the clamping forces of the clips 6 of the RADSOK terminal. The compressive force must be greater than the clamping force over the entire length of the resilient contact grid of the RADSOK terminal.

3 zeigt nochmals das RADSOK Terminal aus dem Ausführungsbeispiel der 2. Für die Kontaktierung des RADSOK Terminals mit einer Stromquelle eignen sich naturgemäß ringförmige Kontaktierungselemente 16, die über die Buchse des RADSOK Terminals geschoben werden. Die Kontaktierungselemente können hierbei als Presspassung, als Lötöse oder als Schweißring ausgebildet sein. 3 shows again the RADSOK terminal from the embodiment of 2 , Naturally ring-shaped contacting elements are suitable for contacting the RADSOK terminal with a current source 16 , which are pushed over the socket of the RADSOK terminal. The contacting elements may be formed here as a press fit, as Lötöse or as a welding ring.

Claims (5)

Elektrischer Steckkontakt (4) mit einer Buchse (5), in die ein elastisches Kontaktgitter (6) zur elektrischen Kontaktierung mit einem Verbindungsbolzen (9) eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbolzen (9) im eingebauten Zustand eine Druckfeder (7) zusammendrückt und durch eine betätigbare Arretierung (11) gesichert wird, wobei die Arretierung mit einer ansteuerbaren Betätigungseinheit (12), auf ein Steuersignal hin, lösbar ist.Electrical plug contact ( 4 ) with a socket ( 5 ) into which an elastic contact grid ( 6 ) for electrical contacting with a connecting bolt ( 9 ), characterized in that the connecting bolt ( 9 ) in the installed state, a compression spring ( 7 ) and by an actuatable lock ( 11 ), wherein the lock with a controllable actuator unit ( 12 ), responsive to a control signal, is solvable. Elektrischer Steckkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Buchse (5), Druckfeder (7), Arretierung und Betätigungseinheit (12) auf oder in einem Trägerkörper (3), insbesondere in einem Trägerkörper einer Batterieklemme, angeordnet sind.Electrical plug contact according to claim 1, characterized in that socket ( 5 ), Compression spring ( 7 ), Locking and actuating unit ( 12 ) on or in a carrier body ( 3 ), in particular in a carrier body of a battery terminal, are arranged. Elektrischer Steckkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Druckfeder (7), Arretierung und Betätigungseinheit (12) über die Buchse (5) des Steckkontaktes in Wirkverbindung sind.Electrical plug contact according to claim 1, characterized in that compression spring ( 7 ), Locking and actuating unit ( 12 ) via the socket ( 5 ) of the plug contact are in operative connection. Elektrischer Steckkontakt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (5) mit einem ringförmigen Kontaktierungselement (16) mit einer Stromquelle verbindbar ist.Electrical plug contact according to claim 3, characterized in that the socket ( 5 ) with an annular contacting element ( 16 ) is connectable to a power source. Elektrischer Steckkontakt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungselement als Presspassung, als Schweißring oder als Lötöse ausgebildet ist.Electrical plug contact according to claim 4, characterized characterized in that the contacting element as a press fit, as a welding ring or designed as Lötöse is.
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