DE102017112601B4

DE102017112601B4 - Trennvorrichtung zur Trennung elektrischer Leiter, System mit Trennvorrichtung und Verfahren zum Trennen elektrischer Leiter

Info

Publication number: DE102017112601B4
Application number: DE102017112601.5A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Große; Sohejl Rafati; Simon Betscher; Wacim Tazarine
Original assignee: Auto Kabel Management GmbH
Current assignee: Auto Kabel Management GmbH
Priority date: 2017-06-08
Filing date: 2017-06-08
Publication date: 2018-12-27
Anticipated expiration: 2037-06-09
Also published as: DE102017112601A1

Abstract

Trennvorrichtung zur Trennung elektrischer Leiter mit einem Gehäuse, zumindest einem zumindest teilweise in dem Gehäuse angeordneten elektrischen Leiter, zumindest ein Paar von in dem Gehäuse angeordneten Öffnungen zur Aufnahme des zumindest einen elektrischen Leiters, ein in dem Gehäuse angeordnetes Trennelement zur Trennung des zumindest einen elektrischen Leiters, eine in dem Gehäuse angeordnete Antriebseinheit zum Antreiben des Trennelements, wobei der elektrische Leiter zumindest im Inneren des Gehäuses einen im Wesentlichen konstanten Leitungsquerschnitt aufweist. Eine Rekontaktierung wird dadurch vermieden, dass das Gehäuse einen Führungskanal zur Führung des Trennelements aufweist, wobei der Führungskanal zumindest teilweise zylinderförmig hinter der Trennstelle kegelförmig gebildet ist.

Description

Der Gegenstand betrifft eine Trennvorrichtung zur Trennung elektrischer Leiter, insbesondere für den Verbau auf Leiterplatten oder in kleindimensionierten elektrischen Systemen.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Trennung elektrischer Leiter sowie ein System umfassend eine Trennvorrichtung und eine Leiterplatte.
Der Einsatz von Trennvorrichtungen zur Absicherung von Energieleitern ist insbesondere im Bereich der Kraftfahrzeugtechnologie hinlänglich bekannt. Hier stellt die Trennung von Energieleitern hinsichtlich der Gewährleistung der Sicherheit der Fahrzeuginsassen in der Regel einen sicherheitsrelevanten Bereich in der Kraftfahrzeugtechnologie dar.
Eine elektrische Absicherung von Energieleitern ist jedoch nicht nur in der Kraftfahrzeugtechnologie, sondern häufig auch im Betrieb anderer elektronischer Systeme und Bauteile erwünscht. Hierbei dient eine elektrische Absicherung von Energieleitern nicht nur dem Schutz von Personen, sondern auch dem Schutz der Geräte selbst.
Heutzutage werden zur Absicherung von Energieleitern häufig Trennvorrichtungen verwendet, bei denen die Energieleitungen im Falle eines drohenden Kurzschlusses durch pyrotechnische Trennvorrichtungen durchtrennt werden.
Aus dem Stand der Technik sind pyrotechnische Trennvorrichtungen bekannt, die ein Trennmittel, wie einen Trennbolzen oder einen Trennmeißel aufweisen. Bei diesen Trennvorrichtungen wird das Trennmittel bei einer Auslösung infolge der Zündung einer pyrotechnischen Ladung auf einen Trennabschnitt eines elektrischen Leiters zu bewegt und an einer Trennstelle durchbrochen. Um eine Trennung des elektrischen Leiters zu ermöglichen, weist der elektrische Leiter hierzu an der Trennstelle eine geringere Querschnittsfläche auf, als außerhalb des Trennabschnitts.
Aus der US 7 239 225 B2 ist eine Trennvorrichtung bekannt,bei der ein Trennbolzen einen Leiter durchtrennt.
Aus der US 2010/0218659 A1 ist eine Trennvorrichtung bekannt, bei der mit Hilfe eines Schneidmessers ein Leiter durchtrennt wird.
Nachteilig an den beschriebenen pyrotechnischen Trennvorrichtungen ist jedoch die aufwendige Herstellung eines solchen Trennelements, insbesondere aufgrund der erforderlichen Querschnittsverringerung im Bereich der Trennstelle des elektrischen Leiters.
Zudem ist aufgrund dieser Querschnittsverringerung in der Regel der Widerstand der gesamten Leitung erhöht, so dass eine Trennvorrichtung spezifisch in Kenntnis der erforderlichen Leitungsanforderungen ausgewählt werden muss.
Aus diesem Grunde lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, eine Trennvorrichtung zur Trennung eines elektrischen Leiters zur Verfügung zu stellen, welche sowohl einfach und kostengünstig herstellbar, als auch möglichst flexibel einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird gegenständlich durch eine Trennvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Es ist erkannt worden, dass eine zuverlässige Trennung elektrischer Leiter bei einer entsprechend ausgestalteten Trennvorrichtung auch ohne den Einsatz eines aufwändig herzustellenden Trennelements mit Querschnittsverringerungen erzielt werden kann.
Hierzu weist die gegenständlich entsprechend ausgestaltete Trennvorrichtung ein Gehäuse auf. In dem Gehäuse ist der zumindest eine zu trennende elektrische Leiter zumindest teilweise angeordnet.
Der zumindest eine zu trennende elektrische Leiter kann von zumindest einem Paar von ebenfalls in dem Gehäuse angeordneten Öffnungen aufgenommen werden. Die Öffnungen können in das Gehäuse gebohrt oder gestanzt sein und sind vorzugsweise kreisförmig oder elliptisch geformt. Alternativ können die Öffnungen auch eckig, insbesondere rechteckig geformt sein. Hierbei können die Öffnungen vorteilhafterweise an die Art und den Querschnitt der zu trennenden elektrischen Leiter angepasst werden.
Der zu trennende elektrische Leiter kann vorzugsweise als Rundleiter gebildet sein, kann aber alternativ auch als Flachleiter oder als Folie gebildet sein. Der Leiter kann dabei aus einem elektrisch leitfähigen Material, vorzugsweise aus einem Aluminium- bzw. einem Kupferwerkstoff gebildet sein und zumindest im Inneren des Gehäuses einen im Wesentlichen konstanten Leitungsquerschnitt aufweisen.
Unter einem im Wesentlichen konstanten Leitungsquerschnitt kann im Rahmen dieser Anmeldung ein Leitungsquerschnitt mit einer Differenz von weniger als 5% vom mittleren Leitungsquerschnitt des elektrischen Leiters verstanden werden, wobei für die Bestimmung des mittleren Leitungsquerschnitts lediglich der innerhalb des Gehäuses angeordnete Bereich des elektrischen Leiters maßgeblich sein kann.
Wenn im Rahmen der vorliegenden Anmeldung von einem elektrischen Leiter gesprochen wird, ist diese Bezeichnung nicht abschließend zu verstehen. Somit können unter einem elektrischen Leiter auch mehrere elektrische Leiter verstanden werden, es sei denn es wird explizit auf nur einen einzigen elektrischen Leiter abgestellt.
Der zu trennende elektrische Leiter kann entweder bereits vorab in der gegenständlichen Trennvorrichtung integriert sein, oder erst im Nachhinein durch das zumindest eine Paar von in dem Gehäuse der Trennvorrichtung angeordneten Öffnungen durch das Gehäuse geführt werden. Im Falle, dass der zu trennende elektrische Leiter bereits vorab in der gegenständlichen Trennvorrichtung integriert ist, kann eine Kontaktierung über die beiden Enden des durch das Gehäuse geführten elektrischen Leiters erfolgen.
Gegenständlich ist erkannt worden, dass eine Modifikation des Querschnitts eines elektrischen Leiters nachteilig sein kann. Zudem ist erkannt worden, dass eine solche Modifikation, wie etwa eine Querschnittsverjüngung eines elektrischen Leiters in einem Trennbereich bei entsprechender Ausgestaltung der Trennvorrichtung nicht zwingend notwendig ist.
Zur Trennung des zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses angeordneten elektrischen Leiters weist die Trennvorrichtung gegenständlich ein ebenfalls in dem Gehäuse angeordnetes Trennelement auf.
Das Trennelement ist vorzugsweise zylinderförmig geformt und innerhalb eines in dem Gehäuse der Trennvorrichtung angeordneten Führungskanals beweglich angeordnet. Dank seiner zylinderförmigen Ausgestaltung trennt das Trennelement den elektrischen Leiter selbst, vorzugsweise durch ein Abscheren bzw. ein Zerreißen anstatt den elektrischen Leiter durch ein Zerschneiden zu trennen.
Eigenständig erfinderisch und kombinierbar mit allen beschriebenen Merkmalen kann es auch sein, wenn das Trennelement mit seiner in dem Führungskanal geführten Umfangsfläche die Trennung des Leiters bewirkt. Hierbei kann die Trennung des Leiters im jeweiligen Bereich der Öffnung erfolgen, durch welche der Leiter in das Innere des Gehäuses eintritt. Dabei kann der Leiter an den beiden Öffnungen im Wesentlichen gleichzeitig durchtrennt werden. Das Trennelement hat eine Stirnseite, die in Richtung des Leiters gerichtet ist. Wird das Trennelement beschleunigt, so liegt die Mantelfläche des Trennelements an der Innenwand des Gehäuses an und gleitet entlang der Innenwand des Gehäuses in Richtung des Leiters. Die Kante zwischen der Stirnseite des Trennelements und der Mantelfläche des Trennelements kann dabei auf den Leiter treffen. Dies erfolgt bevorzugt im Bereich des Durchtritts des Leiters durch die jeweilige Öffnung. Wir das Trennelement weiter bewegt, so schert die den Leiter berührende Kante den Leiter ab und durchtrennt diesen. Die Trennung erfolgt dabei im Wesentlichen gleichzeitig an beiden Durchtritten durch die Öffnung.
Das Trennelement wird in der Art eines Kolbens durch das Gehäuse geführt. Bei dieser geführten Bewegung durchtrennt das Trennelement den Leiter im Bereich der Leiterdurchführung durch das Gehäuse. Dabei schert das Trennelement den Leiter ab. Der abgetrennte Teil des Leiters kann danach zwischen dem Trennelement und dem Gehäuse verklemmt sein. Der abgetrennte Leiterteil kann stirnseitig des Trennelements durch das Trennelement von der Trennstelle weg bewegt wird.
Zu Isolationszwecken ist das Trennelement vorteilhafterweise zumindest teilweise aus einem elektrischen Isolator, vorzugsweise einem Kunststoff oder einer Keramik gebildet, wobei das Isolationsmaterial eine spezifische elektrische Leitfähigkeit von zumindest weniger als 10^-5 S·cm^-1, bevorzugt von weniger als 10^-10 S·cm^-1, besonders bevorzugt von weniger als 10^-15 S·cm^-1 aufweist und das Isolationsmaterial mit einer Durchschlagsfestigkeit von zumindest mehr als 5 kV/mm, bevorzugt mehr als 20 kV/mm, besonders bevorzugt mehr als 50 kV/mm gebildet ist.
Bei der Materialauswahl für das Trennelement ist, insbesondere aufgrund des vorgeschlagenen Trennmechanismus der gegenständlichen Trennvorrichtung vorzugsweise ein Material mit einem hohen spezifischen Härtegrad auszuwählen. Daher wird vorgeschlagen, dass das Trennelement vorteilhafterweise aus einem Material mit einer Shore-Härte nach DIN ISO 7619-1 von zumindest 85 Shore, bevorzugt von zumindest 95 Shore, besonders bevorzugt von zumindest 98 Shore gebildet ist. Insbesondere ist es das Trennelement selbst, im Bereich des Übergangs zwischen der Stirnseite und der Mantelfläche, insbesondere entlang der stirnseitigen Kante, welches die Durchtrennung des Leiters bewirkt.
Eine Trennung eines elektrischen Leiters wird gegenständlich dadurch bewirkt, dass das Trennelement bei einem Auslösen der Trennvorrichtung durch eine ebenfalls in dem Gehäuse angeordnete Antriebseinheit in Richtung des durch das Gehäuse geführten elektrischen Leiters beschleunigt wird, der daraufhin von dem Trennelement durchtrennt wird.
Das Gehäuse der gegenständlichen Trennvorrichtung weist eine Längsachse und eine Querachse auf. Die Längsachse des Gehäuses ist vorzugsweise parallel zur Bewegungsrichtung des Trennelements angeordnet, wohingegen die Querachse des Gehäuses vorzugsweise senkrecht zur Bewegungsrichtung des Trennelements angeordnet ist.
Um das Gehäuse leicht auf den abzusichernden Systemen installieren zu können, wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse vorzugsweise rechteckig, insbesondere quaderförmig gebildet ist.
Die Oberfläche des Gehäuses, auf die das Trennelement während des Trennvorgangs zu bewegt wird, wird im Rahmen dieser Anmeldung hierbei als vordere Fläche bezeichnet. Bei einem quaderförmigen Gehäuse wird die der vordere Fläche gegenüberliegende Fläche im Rahmen dieser Anmeldung zudem als hintere Fläche bezeichnet.
Neben einer vorderen - und einer hinteren Fläche weist die gegenständliche Trennvorrichtung im Falle eines quaderförmigen Aufbaus noch vier weitere Flächen auf. Je nach Anordnung und Flächengröße dieser vier Flächen werden diese Flächen im Rahmen dieser Anmeldung als Ober- und Unterfläche sowie als Seitenflächen bezeichnet.
Im Rahmen dieser Anmeldung sollen dabei die beiden einander gegenüberliegenden flächenmäßig kleineren Flächen vorzugsweise als Ober- und Unterfläche bezeichnet werden, wohingegen die beiden anderen einander gegenüberliegenden Flächen im Rahmen dieser Anmeldung vorzugsweise als Seitenflächen bezeichnet werden.
Das Gehäuse der gegenständlichen Trennvorrichtung ist vorzugsweise aus zumindest einem Gehäusevorderteil und zumindest einem Gehäusehinterteil gebildet. Die beiden Teile sind fest miteinander, vorzugsweise kraftschlüssig miteinander verbunden. Zur Verbindung der beiden Gehäuseteile können vorzugsweise Befestigungselemente, wie Schrauben, Nieten oder dergleichen verwendet werden. Für eine einfache und zugleich stabile Verbindung der beiden Gehäuseteile können insbesondere Befestigungsmittel vorgesehen sein, die entsprechend über die Kontaktfläche zwischen den Gehäuseteilen verteilt werden. Auch kann eine Schnappverbindung die Gehäuseteile als Befestigungselement miteinander verbinden.
In einer quaderförmigen Ausführungsform des Gehäuses der gegenständlichen Trennvorrichtung sind die beiden Teile des Gehäuses vorzugsweise über vier Befestigungselemente miteinander verbunden, die vorteilhafterweise in den vier Eckbereichen der Kontaktflächen der beiden Teile angeordnet sind.
Damit eine ausreichende Isolierung des Gehäuses gegenüber dem elektrischen Leiter auch bei hohen Spannungen gewährleistet ist, wird vorgeschlagen, dass das Isolationsmaterial des Isolationselements neben einer spezifischen elektrischen Leitfähigkeit von zumindest weniger als 10^-5 S·cm^-1, bevorzugt weniger als 10^-10 S·cm^-1, besonders bevorzugt 10^-15 S·cm^-1, eine Durchschlagsfestigkeit von zumindest mehr als 5 kV/mm, bevorzugt mehr als 20 kV/mm, besonders bevorzugt mehr als 50 kV/mm aufweist. Hierzu kann das Isolationselement vorzugsweise aus einem Kunststoff oder einer Keramik gebildet sein.
In einer alternativen, sehr stabilen Ausführungsform des Gehäuses der gegenständlichen Trennvorrichtung kann das Gehäuse auch aus Metall gebildet sein und zur Isolation beispielsweise mit einem Isolationslack bzw. einer Isolationsbeschichtung beschichtet sein.
In einer besonders kostengünstigen Variante dieser Ausführungsform kann das Gehäuse dabei nur im Bereich der in dem Gehäuse angeordneten Öffnungen sowie im Inneren des Gehäuses mit einem Lack bzw. einer Beschichtung versehen sein.
Damit das Gehäuse auch für einen Einsatz auf Leiterplattenebene bzw. für einen Einsatz in kleinbauenden elektrischen Systemen geeignet ist, wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse der Trennvorrichtung kleinbauend ausgeführt sein kann und ein Volumen von zumindest weniger als 15 cm³, vorzugsweise von zumindest weniger als 10 cm³, insbesondere von zumindest weniger als 3 cm³, insbesondere in etwa 2 cm³ aufweist.
Das Trennelement der Trennvorrichtung ist gegenständlich in einem in dem Gehäuse angeordneten Führungskanal beweglich angeordnet Der Führungskanal ist hierbei teilweise zylinderförmig, vorzugsweise im Bereich des Gehäusevorderteils, in einem der Antriebseinheit gegenüberliegenden Bereich hinter der Trennstelle kegelförmig ausgebildet.
Durch eine kegelförmige Form des Führungskanals im Bereich des Gehäusevorderteils wird erreicht, dass das Trennelement nach seiner Auslösung in seiner Bewegung abgebremst wird, so dass der Gefahr einer Beschädigung des Gehäuses durch einen Aufprall des Trennelements auf die Gehäusewand - insbesondere auf die vordere Gehäusewand - entgegengewirkt werden kann.
Da das Gehäuse in diesem Fall bereits durch ein Abbremsen des Trennelements geschützt ist, kann auf andere Maßnahmen zum Schutz des Gehäuses verzichtet werden, so dass das Gehäuse insbesondere dünnwandiger ausgebildet sein kann. Ein dünnwandigeres Gehäuse verspricht nicht nur Materialeinsparungen und damit eine kostengünstigere Herstellung, sondern auch eine potentielle Gewichtseinsparung.
Ein weiterer Vorteil einer kegelförmigen Form des Führungskanals im Bereich des Gehäusevorderteils liegt darin, dass hierdurch auf einfache Weise einer Rekontaktierung der durch das Trennelement getrennten Teile des elektrischen Leiters vorgebeugt wird, indem die Leiterenden nach der Trennung durch das Trennelement an die Wände des Führungskanals gepresst werden. Somit entfällt durch diesen Aufbau die Notwendigkeit kostenintensiver und komplexer Bauformen zur Unterdrückung einer Rekontaktierung der Leiterenden.
Durch die Möglichkeit eines gezielten Abbremsens des Trennelements ist es somit möglich, das Trennelement auch ohne die Gefahr der Beschädigung des Gehäuses mittels der Antriebseinheit so stark zu beschleunigen, dass auch unbearbeitete elektrische Leiter ohne Querschnittsverringerungen im Bereich der Trennstelle in zuverlässiger Weise getrennt werden können. Hierzu kann die Größe der Zündpille bzw. die Menge der Zündladung insbesondere an den Querschnitt des zu trennenden elektrischen Leiters, als auch an die Form des Führungskanals angepasst werden.
Zur weiteren Verbesserung der Bremswirkung des Trennelements wird gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der gegenständlichen Trennvorrichtung vorgeschlagen, dass das Gehäuse alternativ oder kumulativ zu einem kegelförmig ausgebildeten Bereich des Führungskanals auf zumindest einem Teil der Fläche des Führungskanals eine Bremskontur zum Abbremsen des Trennelements nach einem Auslösen der Trennvorrichtung aufweist, wobei die Bremskontur vorzugsweise in Form einer Rippenkontur ausgebildet und bevorzugst vorwiegend, insbesondere ausschließlich im Gehäusevorderteil des Gehäuses angeordnet ist.
Durch die innerhalb des Führungskanals angeordnete Bremskontur wird nicht nur die Möglichkeit eines Abbremsens des Trennelements weiter verbessert, sondern auch die Variationsmöglichkeiten im Hinblick auf die Auswahl der trennbaren elektrischen Leiter und der damit verbundenen Menge der Zündladung erweitert.
Insbesondere kann mit Hilfe der Bremskontur eine starke Beschleunigung des Trennelements und damit eine hohe Trennkraft erzielt werden, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung des Gehäuses besteht.
Ebenso kann bei der Auswahl eines geeigneten Materials für die Bremskontur auch ein sehr sanftes Abbremsen des Trennelements erreicht werden, womit insbesondere das Material des Trennelements geschont wird.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird ferner vorgeschlagen, dass in dem Gehäuse, vorzugsweise in dem Gehäusehinterteil Entlüftungsöffnungen zum Druckausgleich angeordnet sind. Diese können bei einer quaderförmigen Ausbildung des Gehäuses der gegenständlichen Trennvorrichtung auf der Ober- und Unterfläche oder auf den Seitenflächen des Gehäuses angeordnet sein.
Diese Öffnungen sollen die Gefahr einer Zerstörung des Gehäuses beim Auslösen der Zündpille minimieren, indem ein Teil des sich innerhalb des Gehäusehinterteils bildenden Drucks nach Außen entweichen kann. Die Öffnungen werden zu Beginn der Explosion der Zündpille vorzugsweise noch durch das Trennelement verdeckt, so dass anfangs noch der vollständige Druckimpuls auf das Trennelement wirkt und dieses mit maximalem Druckimpuls in Richtung der Trennstelle beschleunigt wird. Ist das Trennelement jedoch schon ausreichend beschleunigt worden oder hat es die Trennstelle gar bereits passiert, so kann der Überdruck zur Vermeidung einer Zerstörung des Gehäuses über die Entlüftungsöffnungen abgeführt werden.
Wahlweise können die Entlüftungsöffnungen auch so konzipiert sein, dass sie erst ab einem einstellbaren Mindestdruck öffnen. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass das Trennelement einerseits einen genügend großen Druckimpuls zur Trennung des elektrischen Leiters erfährt, aber der Druck anderseits nicht zu hoch wird, so dass das Gehäuse beschädigt werden könnte.
Das an dem Gehäuse der gegenständlichen Trennvorrichtung angeordnete zumindest eine Paar von Öffnungen ist auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses, vorzugsweise auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Gehäusevorderteils angeordnet. Diese können bei einer quaderförmigen Ausbildung des Gehäuses der gegenständlichen Trennvorrichtung auf der Ober- und Unterfläche oder auf den Seitenflächen des Gehäuses angeordnet sein, so dass ein elektrischer Leiter entweder von der Oberseitseite zur Unterseite hin durch das Gehäuse hindurch geführt werden kann, oder seitlich über die Seitenflächen des Gehäuses.
In einer alternativen, Ausführungsform kann ein elektrischer Leiter auch seitlich, über eine Seitenfläche des Gehäuses eingeführt und über die Ober- bzw. Unterfläche des Gehäuses wieder aus dem Gehäuse hinausgeführt werden.
Vorteilhafterweise sind die in dem Gehäuse angeordneten Öffnungen zur Aufnahme des zumindest einen elektrischen Leiters größenanpassbar gebildet. Hierzu wird vorgeschlagen, dass an den im Gehäuse angeordneten Öffnungen Kragen bzw. kragenförmige Umrahmungen angeordnet sind, die die Öffnungen vorzugsweise radial umgreifen. Die Kragen bzw. kragenförmigen Umrahmungen sind dabei vorzugsweise stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden, insbesondere mit dem Gehäuse verklebt oder verschweißt.
Diese Kragen dienen vornehmlich der Aufnahme von Fixierelementen, wie Schrauben, insbesondere Madenschrauben oder auch Klemmen, Sicherungsringen, Schellen, Passscheiben oder dergleichen. Dabei sind die Fixierelemente wiederum fest vorzugsweise kraftschlüssig, insbesondere stoffschlüssig mit den Kragen bzw. kragenförmigen Umrahmungen verbunden.
Mit Hilfe der Fixierelemente ist es möglich, elektrische Leiter zu fixieren, insbesondere einzuspannen. Dies hat zum einen den Vorteil, dass auf diese Weise elektrische Leiter verschiedenster Größe innerhalb ein und derselben Trennvorrichtung angeordnet werden können. Des Weiteren wird mit Hilfe der Fixierung erreicht, dass ein elektrischer Leiter unter Zugspannung in dem Gehäuse angeordnet werden kann. Letzteres verhindert insbesondere, dass ein elektrischer Leiter seiner Durchtrennung durch eine zu große Bewegungsflexibilität entgegenwirken kann.
Neben der Trennung eines einzigen elektrischen Leiters, kann auch vorgesehen sein, mehrere elektrische Leiter mit Hilfe der gegenständlichen Trennvorrichtung zu durchtrennen.
Hierzu weist das Gehäuse der Trennvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zumindest zwei Paare, vorzugsweise zumindest drei Paare von Öffnungen zur Aufnahme von elektrischen Leitern auf. Vorteilhafterweise weisen die Paare von Öffnungen dabei verschiedene Durchmesser auf. Hierbei sind die Paare von Öffnungen vorzugsweise auf gegenüberliegenden Flächen des Gehäuses, insbesondere auf gegenüberliegenden Flächen des Gehäusevorderteils angeordnet.
Die Öffnungen können bei einem quaderförmigen Gehäuse der Trennvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel somit entweder auf den Seitenflächen, oder auf der Ober- und Unterfläche des Gehäuses angeordnet sein.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform einer Trennvorrichtung zur Trennung mehrerer elektrischer Leiter mit einem quaderförmigen Gehäuse, ist es jedoch auch möglich, dass Paare von Öffnungen auf einander nicht gegenüberliegenden Flächen angeordnet sind. In einer solchen Ausführungsform kann somit eine Öffnung eines Öffnungspaars an einer Seitenfläche des Gehäuses angeordnet sein, wohingegen die zugehörige Öffnung an der Ober- bzw. der Unterfläche des Gehäuses angeordnet sein kann.
Bei einer Ausführungsform einer Trennvorrichtung zur Trennung mehrerer elektrischer Leiter, können die elektrischen Leiter auf verschiedene Arten innerhalb des Gehäuses der Trennvorrichtung angeordnet sein.
In einer Ausführungsform der Trennvorrichtung, die darauf ausgelegt ist, mehrere elektrische Leiter - mit einem vorzugsweise im Wesentlichen gleichen Durchmesser - möglichst gleichzeitig zu durchtrennen, wird vorgeschlagen, dass die zur Aufnahme der elektrischen Leiter dienenden Paare von Öffnungen an den Seitenflächen und/oder der Ober- und Unterfläche des Gehäuses derart angeordnet sind, dass das Trennelement die innerhalb des Gehäuses der Trennvorrichtung angeordneten elektrischen Leiter im Wesentlichen zeitgleich durchtrennt.
Hierzu wird insbesondere vorgeschlagen, dass die zur Aufnahme der elektrischen Leiter dienenden Paare von Öffnungen an den Seitenflächen und/oder der Ober- und Unterfläche des Gehäuses derart angeordnet sind, dass eine Schnittebene durch alle Paare von Öffnungen im Wesentlichen parallel zur Trennfläche des Trennelements ist.
In einer Ausführungsform, in der das Gehäuse der Trennvorrichtung quaderförmig gebildet ist, sind die zur Aufnahme der elektrischen Leiter dienenden Paare von Öffnungen an den Seitenflächen und/oder der Ober- und Unterfläche des Gehäuses vorzugsweise derart angeordnet, dass eine Schnittebene durch alle Paare von Öffnungen zudem im Wesentlichen parallel zur vorderen Fläche des Gehäuses ist.
Alternativ können die elektrischen Leiter, bei einer Anordnung mehrerer elektrischer Leiter - insbesondere mit einem unterschiedlichen Durchmesser innerhalb des Gehäuses auch derart angeordnet sein, dass die Leiter nacheinander getrennt werden.
In einer solchen Ausführungsform der Trennvorrichtung sind die in dem Gehäuse der Trennvorrichtung angeordneten Öffnungen vorzugsweise linear zueinander angeordnet, insbesondere in einer Ebene die parallel zur Verschieberichtung des Trennelements verläuft. Vorteilhafterweise können die elektrischen Leiter, in diesem Fall dann so angeordnet sein, dass die elektrischen Leiter zeitlich nach Querschnittsgröße durchtrennt werden, wobei die Trennung des Leiters mit dem größten Querschnitt zuerst erfolgt.
Die für die Beschleunigung des Trennelements zuständige Antriebseinheit der gegenständlichen Trennvorrichtung ist vorzugsweise aus einem Antriebselement und einem Verschiebeelement gebildet.
Das Antriebselement ist hierbei vorzugsweise ein pyrotechnisches Antriebselement, wie eine Zündpille oder dergleichen. Die Größe der Zündpille bzw. die Menge der Zündladung kann vorzugsweise individuell an den oder die zu durchtrennenden Leiter sowie an die Form und Beschaffenheit des Führungskanals angepasst werden.
Für den Einsatz auf Leiterplatten oder in kleindimensionierten elektrischen Systemen können hierbei auch kleinstmögliche pyrotechnische Ladungen mit einem Brennraumvolumen von weniger als 0,3 cm³ verwendet werden.
Alternativ zu einem pyrotechnischen Antriebselement kann das Antriebselement auch als elektrisches, hydraulisches oder mechanisches Antriebselement gebildet sein.
Das Verschiebeelement der gegenständlichen Trennvorrichtung ist vorzugsweise das Trennelement selbst, das von dem Antriebselement durch den Führungskanal in Richtung der Trennstelle beschleunigt wird.
In einer alternativen Ausführungsform kann das Verschiebeelement jedoch auch ein weiteres innerhalb des Gehäuses der Trennvorrichtung angeordnetes Element sein und beispielsweise als Verschiebeschlitten oder als Kolben gebildet sein. In diesem Fall ist das Trennelement formschlüssig, vorzugsweise kraftschlüssig, insbesondere stoffschlüssig mit dem Verschiebeelement verbunden und wird nur indirekt über das Antriebselement angetrieben, indem dieses einen Impuls auf das Verschiebeelement auslöst und das Verschiebeelement diesen Impuls an das Trennelement weitergibt.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Trennen elektrischer Leiter nach Anspruch 13 vorgeschlagen
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ferner noch ein System nach Anspruch 14 vorgeschlagen.
Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1a eine Trennvorrichtung gemäß einem ersten, nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel in einer räumlichen Ansicht;
1b die nicht beanspruchte Trennvorrichtung gemäß 1a in einer Schnittansicht im nicht aktivierten Zustand;
1c die nicht beanspruchte Trennvorrichtung gemäß 1a in einer Schnittansicht im aktivierten Zustand;
2a eine Trennvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer räumlichen Ansicht;
2b die Trennvorrichtung gemäß 2a in einer Schnittansicht im nicht aktivierten Zustand;
2c die Trennvorrichtung gemäß 2a in einer Schnittansicht im aktivierten Zustand;
3a eine Trennvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einer räumlichen Ansicht;
3b die Trennvorrichtung gemäß 3a in einer Schnittansicht im nicht aktivierten Zustand;
3c die Trennvorrichtung gemäß 3a in einer Schnittansicht im aktivierten Zustand;
4 eine Anordnung einer gegenständlichen Trennvorrichtung auf einer Leiterplatte.

1a zeigt eine Trennvorrichtung 2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer räumlichen Ansicht. Die Trennvorrichtung 2 umfasst ein zweiteilig gebildetes Gehäuse 4, das aus einem Gehäusevorderteil 6 sowie einem Gehäusehinterteil 6' gebildet ist. Die beiden Gehäuseteile 6, 6' sind dabei vorzugsweise kraftschlüssig über Befestigungsmittel, wie Schrauben, Nieten und dergleichen miteinander verbunden. Alternativ können die beiden Gehäuseteile 6, 6' auch formschlüssig oder stoffschlüssig, insbesondere über eine Klebe-, Leim- oder Schweißverbindung miteinander verbunden sein.
Wie in 1a zu erkennen ist, ist an der Trennvorrichtung 2 ein Zünddraht 16 angeordnet, der aus dem Gehäusehinterteil 6' herausgeführt wird. Im Gehäusevorderteil 6 ist zudem zumindest ein Paar von Öffnungen 10, 10' angeordnet durch die ein elektrischer Leiter 8 in das Gehäuse 4 hinein und wieder herausgeführt wird. Gemäß dem in 1a dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen drahtförmig gebildeten elektrischen Leiter 8. Es können aber ebenso andere Leiterformen, wie Flachleiter oder folienförmige Leiter mittels der Öffnungen 10, 10' durch das Gehäuse geführt werden. Die in 1a nicht erkennbare Öffnung 10' ist auf der, der ersten Öffnung 10 gegenüber liegenden Seite des Gehäuses 4 angeordnet. An den Öffnungen 10, 10' sind zudem jeweils die Kragen 12, 12' angeordnet, die die Öffnungen 10, 10' radial umgreifen und jeweils ein Fixierelement 14 bzw. 14' aufweisen.
Durch die beiden Öffnungen 10, 10' kann ein beliebiger elektrischer Leiter 8 durch das Gehäuse 4 hindurch geführt werden. Zu Isolationszwecken ist das Gehäuse 4 zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig aus einem geeigneten Isolationsmaterial, insbesondere einem Kunststoff oder einer Keramik gebildet. Zudem ist vorzugsweise vorgesehen, dass auch die, die Öffnungen radial umgreifenden Kragen 12, 12' sowie die Fixierelemente 14, 14' aus geeigneten Isolationsmaterialien gebildet sind.
Um zu gewährleisten, dass der elektrische Leiter 8 im Inneren des Gehäuses 4 unter Zugspannung angeordnet ist, wird der elektrische Leiter 8 an der ersten und zweiten Öffnung 10, 10' mit Hilfe der an dem Kragen 12 bzw. 12' angeordneten Fixierelemente 14 bzw. 14' fixiert. Als Fixierelemente 14, 14' können Schrauben, insbesondere Madenschrauben oder auch Klemmen, Sicherungsringe, Schellen, Passscheiben oder dergleichen verwendet werden.
1b zeigt die Trennvorrichtung 2 gemäß 1a in einer Schnittansicht im nicht aktivierten Zustand. Zu erkennen ist die Anordnung einer Zündpille 18 in einem Endbereich des Gehäusehinterteils 6'. Zudem zeigt die Ansicht, dass die Trennvorrichtung 2 ein Trennelement 20 aufweist, das in dem innerhalb des Gehäuses 4 angeordneten Führungskanal 26 bewegbar angeordnet ist. Das Trennelement 20 ist ebenfalls aus einem Isolationsmaterial, wie vorzugsweise einem Kunststoff bzw. einer Keramik gebildet, wobei im Hinblick auf das Material die Verwendung eines stabilen und harten Materials für das Trennelement 20 bevorzugt ist.
Wie schon aus 1a zu erkennen, ist innerhalb des Gehäuses 4 im Bereich des Gehäusevorderteils 6 ein elektrischer Leiter 8 angeordnet. Im nicht aktivierten Zustand der Trennvorrichtung 2 ist das Trennelement 20 hauptsächlich im Gehäusehinterteil 6' angeordnet. Das Trennelement 20 ist hier zylinderförmig gebildet und bewegbar in dem hier ebenfalls zylinderförmig gebildeten Führungskanal 26 angeordnet. Der Führungskanal 26 erstreckt sich im Inneren der Trennvorrichtung 2 sowohl durch das Gehäusevorderteil 6, als auch durch das Gehäusehinterteil 6'.
1c zeigt die Trennvorrichtung 2 gemäß 1a in einer Schnittansicht im aktivierten Zustand, in dem sich das Trennelement 20 nun im Gehäusevorderteil 6 befindet. Infolge einer an dem Zünddraht 16 initiierten Zündung wird die innerhalb des Gehäuses 4 angeordnete Zündpille 18 gezündet und damit zur Explosion gebracht. Durch die Explosion der Zündpille 18 wird eine Druckwelle erzeugt, die einen Impuls auf das Trennelement 20 auslöst Infolge des Druckimpulses wird das Trennelement 20 schlagartig in Richtung des Gehäusevorderteils 6 beschleunigt. Der auf das Trennelement wirkende Druckimpuls ist dabei so groß, dass das Trennelement 20 den im Bereich des Gehäusevorderteils 6 angeordneten elektrischen Leiter 8 durchtrennt. Hierbei erfolgt die Trennung vorzugsweise nicht durch ein Schneiden, sondern durch Abscheren oder Zerreißen. Dabei kann das Trennen durch die strinseitig umlaufende Kante des Trennelements 20 bewirkt werden. Der durchtrennte Leiter 8, also der Teil des Leiters 8, der zwischen den Öffnungen 10, 10' angeordnet war, wird durch das Trennelement 20 abgeschert und vorzugsweise in Bewegungsrichtung stirnseitig des Trennelements 20 mit bewegt. Dabei können die abgetrennten Leiterenden des Leiters 8 zwischen dem Trennelement 20 und der Innenwand des Führungskanals 26 eingeklemmt sein.
Nach dem Durchtrennen des elektrischen Leiters 8, wird dieser durch das Trennelement 20 vorzugsweise an jeweils gegenüberliegende Innenflächen des Gehäuses 4 gepresst, womit einer Rekontaktierung der getrennten Teile des elektrischen Leiters 8 vorgebeugt wird. Vorteilhafterweise kann die Größe der Zündpille 14 bzw. die Menge der Zündladung an den Querschnitt des zu trennenden elektrischen Leiters 8 angepasst werden.
2a zeigt eine Trennvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer räumlichen Ansicht. Im Gegensatz zu dem in 1a gezeigten Ausführungsbeispiel ist der elektrische Leiter 8 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel nicht drahtförmig, sondern folienförmig gebildet. Auch der folienförmige elektrische Leiter 8 ist gemäß 2a über die Fixierelemente 14, 14' in den Öffnungen 10, 10' fixiert, so dass dieser innerhalb des Gehäuses straff gespannt vorliegt und auf diese Weise einfacher durchtrennt werden kann. Andernfalls besteht die Gefahr, dass der elektrische Leiter 8 seinem Durchtrennen durch zu große Bewegungsflexibilität entgegenwirken kann.
Ferner ist zu erkennen, dass in dem Gehäusehinterteil 6' Entlüftungsöffnungen 22 angeordnet sind. Diese Öffnungen 22 sollen die Gefahr einer Zerstörung des Gehäuses 4 beim Auslösen der Zündpille 16 minimieren, indem ein Teil des sich innerhalb des Gehäusehinterteils 6' bildenden Drucks nach Außen entweichen kann. Die Öffnungen 22 werden zu Beginn der Explosion der Zündpille 16 vorzugsweise noch durch das Trennelement 20 verdeckt, so dass anfangs noch der vollständige Druckimpuls auf das Trennelement 20 wirkt und dieses mit maximalem Druckimpuls in Richtung der Trennstelle beschleunigt wird. Ist das Trennelement 20 jedoch schon ausreichend beschleunigt worden oder hat es die Trennstelle gar bereits passiert, so kann der Überdruck zur Vermeidung einer Zerstörung des Gehäuses 4 über die Entlüftungsöffnungen 22 abgeführt werden.
Wahlweise können die Entlüftungsöffnungen 22 auch so konzipiert sein, dass sie erst ab einem einstellbaren Mindestdruck öffnen. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass das Trennelement 4 einerseits einen genügend großen Druckimpuls zur Trennung des elektrischen Leiters 8 erfährt, aber der Druck anderseits nicht zu hoch wird, so dass das Gehäuse 4 beschädigt werden könnte.
2b zeigt die Trennvorrichtung 2 gemäß 2a in einer Schnittansicht im nicht aktivierten Zustand. Im Gegensatz zu dem in 1b gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Führungskanal 26 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel im Bereich des Gehäusevorderteils 6 kegelförmig bzw. kegelstumpfförmig zugeschnitten. Das Trennelement 20 ist hingegen genau wie im ersten Ausführungsbeispiel zylinderförmig gebildet. Mit Hilfe dieser Bauweise soll das Gehäuse 4 der Trennvorrichtung 2 geschützt werden, indem das Trennelement 20 nach einer Auslösung der Trennvorrichtung 2 in seiner Bewegung abgebremst wird, so dass es entweder gar nicht, oder zumindest mit deutlich geringerer Aufprallgeschwindigkeit an der der Antriebseinheit gegenüberliegenden Seite des Gehäusevorderteils 6, hier der vorderen Fläche, auftrifft. Um die Trennwirkung und die Geschwindigkeit eines Aufpralls zu steuern kann auch die Form des Führungskanals 26 bei der Konzipierung der Zündladung berücksichtigt werden, so dass die Größe der Zündpille 18 bzw. die Menge der Zündladung vorteilhafterweise nicht nur an den Querschnitt des zu trennenden elektrischen Leiters 8, sondern auch an die Form des Führungskanals 26 angepasst werden kann.
2c zeigt die Trennvorrichtung 2 gemäß 2a in einer Schnittansicht im aktivierten Zustand, in dem sich das Trennelement 20 nun im Gehäusevorderteil 6 befindet.
Der Vorgang des Zündens und Durchtrennens erfolgt wie zu 1c beschrieben.
Ein weiterer Vorteil der kegelförmigen bzw. kegelstumpfförmigen Form des Führungskanals 26 ergibt sich dadurch, dass das Trennelement 20 auf diese Weise fester in der Endposition verpresst ist, so dass einer Rekontaktierung der getrennten Teile des elektrischen Leiters 8 sehr effizient vorgebeugt wird, indem diese nun entsprechend mit noch höherem Anpressdruck an die jeweils gegenüberliegenden Innenflächen des Gehäuses 4 gepresst werden.
3a zeigt eine Trennvorrichtung 2 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einer räumlichen Ansicht. Im Gegensatz zu den in 1a und 2a gezeigten Ausführungsbeispielen ist gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel nicht nur ein elektrischer Leiter 8 an der Trennvorrichtung 2 angeordnet, sondern insgesamt drei elektrische Leiter 8a, b, c. Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind die elektrischen Leiter 8 a, b, c durch in dem Gehäusevorderteil 6 angeordnete Öffnungen 10a, b, c bzw. 10a', b', c' durch das Gehäuse 4 hindurchgeführt. Die in diesem Fall drei Paare von Öffnungen 10a, a'; 10b, b' und 10c, c' weisen wie auch die Öffnungen der Trennvorrichtungen 2 der ersten beiden Ausführungsbeispiele radial umgreifende Kragen 12a, b, c bzw. 12a', b', c' sowie Fixierelemente 14a, b, c bzw. 14a', b', c' auf. Wie zu erkennen, weisen die drei elektrischen Leiter 8a, b, c verschiedene Durchmesser auf. Vorzugsweise sind die drei Leiter 8a, b, c bzw. die in dem Gehäuse 4 der Trennvorrichtung 2 angeordneten Öffnungen 10a, b, c bzw. 10a', b', c' trigonal planar zueinander angeordnet. Alternativ können die Leiter 8a, b, c bzw. die Öffnungen 10a, b, c bzw. 10a', b', c' auch linear zueinander angeordnet sein, vorzugsweise in einer Ebene die parallel zur Verschieberichtung des Trennelements 20 verläuft. Vorteilhafterweise können die elektrischen Leiter 8a, b, c in diesem Fall so angeordnet sein, dass zunächst der elektrische Leiter 8 mit dem größten Querschnitt durchtrennt wird, bevor anschließend der elektrische Leiter 8 mit dem nächstgrößeren Querschnitt durchtrennt wird. Zuletzt wird dann vorzugsweise der Leiter 8 mit dem kleinsten Querschnitt durchtrennt. Dieses Vorgehen ist vorteilhaft, wenn die Bewegung des Trennelements 20 mit fortschreitender Bewegung abgebremst wird und gewährleistet sein soll, dass das Trennelement 20 in der Lage ist, jeden der innerhalb des Gehäuses angeordneten elektrischen Leiter 8 zu durchtrennen.
In einer Ausführungsform der Trennvorrichtung 2, die darauf ausgelegt ist, mehrere elektrische Leiter 8 - insbesondere mit einem im Wesentlichen gleichen Durchmesser - möglichst gleichzeitig zu durchtrennen, wäre es hingegen vorteilhaft, die zur Aufnahme der elektrischen Leiter 8 dienenden Paare von Öffnungen 10 an den Seitenflächen und/oder der Ober- und Unterfläche des Gehäuses 4 derart anzuordnen dass das Trennelement 20 die innerhalb des Gehäuses 4 der Trennvorrichtung 2 angeordneten elektrischen Leiter 8 im Wesentlichen zeitgleich durchtrennt.
Hierzu müssten die zur Aufnahme der elektrischen Leiter 8 dienenden Paare von Öffnungen 10 an den Seitenflächen und/oder der Ober- und Unterfläche des Gehäuses dann vorzugsweise derart angeordnet sein, dass eine Schnittebene durch alle Paare von Öffnungen 10 im Wesentlichen parallel zur Trennfläche des Trennelements 20 ist.
3b zeigt die Trennvorrichtung gemäß 3a in einer Schnittansicht im nicht aktivierten Zustand. Im Gegensatz zu dem in 2b gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Führungskanal 26 der Trennvorrichtung 2 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel neben einem kegelförmig bzw. kegelstumpfförmig zugeschnitten Bereich noch eine Bremskontur 24 auf. Die Bremskontur 24 soll ein zusätzliches Abbremsen des Trennelements 20 nach dessen Auslösung bewirken, so dass das Gehäuse 4 der Trennvorrichtung 2 noch effizienter vor einem Auftreffen des Trennelements 20 auf die Gehäusewand geschützt ist Die Bremskontur 24 kann rippenförmig, rillenförmig, noppenförmig oder dergleichen gebildet sein und ist vorzugsweise an den Innenflächen des Führungskanals 26 im Bereich des Gehäusevorderteils 6 angebracht. Es können wahlweise auch nur einzelne Bereiche des Führungskanals 26 im Bereich des Gehäusevorderteils 6 mit der Bremskontur 24 versehen sein.
3c zeigt die Trennvorrichtung 2 gemäß 3a in einer Schnittansicht im aktivierten Zustand, in dem sich das Trennelement 20 nun im Gehäusevorderteil 6 befindet.
Der Vorgang des Zündens und Durchtrennens eines jeweiligen Leiters 8a, 8b, 8cerfolgt wie zu 1c beschrieben.
Ein weiterer Vorteil der Bremskontur 24 ergibt sich kumulativ zu der kegelförmigen bzw. kegelstumpfförmigen Form des Führungskanals 26 dadurch, dass das Trennelement 20 nicht nur noch fester in der Endposition verpresst ist, sondern insbesondere auch verstärkt durch die rippenförmige Kontur in dieser Position gehalten wird. Auf diese Weise wird einer Rekontaktierung der getrennten Teile des elektrischen Leiters 8 noch effizienter vorgebeugt.
4 zeigt eine Anordnung einer gegenständlichen Trennvorrichtung 2 angeordnet auf einer Leiterplatte 28. Hierbei kann die Trennvorrichtung 2 in einfacher Weise nachträglich mit der Leiterplatte 28 verbaut werden. Die Trennvorrichtung 2 kann hierbei entweder dazu vorgesehen sein, einen großen Bereich der Leiterplatte bzw. die gesamte Leiterplatte stromlos zu schalten oder nur einzelne potentiell gefährdetere kleinere Bereiche. So kann auch mehr als nur eine Trennvorrichtung 2 auf der Leiterplatte 28 verbaut werden. Die gegenständliche Trennvorrichtung 2 zeichnet sich hierfür insbesondere aufgrund ihrer möglichen Ausgestaltung in Leiterplattenmaßstab sowie aufgrund ihres einfachen und flexiblen Einbaus aus.

Claims

Trennvorrichtung zur Trennung elektrischer Leiter, umfassend: - ein Gehäuse (4); - zumindest einen zumindest teilweise in dem Gehäuse (4) angeordneten elektrischen Leiter (8); - zumindest ein Paar von in dem Gehäuse (4) angeordneten Öffnungen zur Aufnahme des zumindest einen elektrischen Leiters (8); - ein in dem Gehäuse (4) angeordnetes Trennelement (20) zur Trennung des zumindest einen elektrischen Leiters (8); - eine in dem Gehäuse (4) angeordnete Antriebseinheit (18) zum Antreiben des Trennelements (20); wobei - der elektrische Leiter (8) zumindest im Inneren des Gehäuses (4) einen im Wesentlichen konstanten Leitungsquerschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) einen Führungskanal (26) zur Führung des Trennelements (20) aufweist, wobei der Führungskanal (26) zumindest teilweise zylinderförmig hinter der Trennstelle kegelförmig gebildet ist.
Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (20) derart in dem Führungskanal (26) geführt ist, dass es an seiner stirnseitigen Kante den elektrischen Leiter (8) im Bereich der Öffnungen durchtrennt.
Trennvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (20) derart in dem Führungskanal (26) geführt ist, dass es einen durchtrennten Leiterteil zwischen seiner stirnseitigen Kante und einer Innenwand des Führungskanals (26) verklemmt.
Trennvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) auf zumindest einem Teil der Fläche des Führungskanals (26) eine Bremskontur zum Abbremsen des Trennelements (20) nach einem Auslösen der Trennvorrichtung aufweist, wobei die Bremskontur vorzugsweise in Form einer Rippenkontur ausgebildet und zumindest vorwiegend, insbesondere ausschließlich im Gehäusevorderteil des Gehäuses (4) angeordnet ist.
Trennvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) Entlüftungsöffnungen zum Druckausgleich aufweist, die vorzugsweise im Bereich des Gehäusehinterteils angeordnet sind.
Trennvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (8) als Draht, als Blech oder als Folie gebildet ist.
Trennvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Paar von Öffnungen auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses (4), vorzugsweise auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Gehäusevorderteils angeordnet sind.
Trennvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Gehäuse (4) angeordneten Öffnungen zur Aufnahme des zumindest einen elektrischen Leiters (8) größenanpassbar gebildet sind.
Trennvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) zumindest zwei Paare, vorzugsweise zumindest drei Paare von Öffnungen zur Aufnahme von elektrischen Leitern aufweist, wobei die Paare von Öffnungen vorzugsweise verschiedene Durchmesser aufweisen und auf gegenüberliegenden Flächen des Gehäuses (4), vorzugsweise auf gegenüberliegenden Flächen des Gehäusevorderteils angeordnet sind.
Trennvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (2) zumindest teilweise zylinderförmig gebildet und zumindest teilweise aus einem elektrischen Isolator, vorzugsweise einem Kunststoff oder einer Keramik gebildet ist, wobei das Isolationsmaterial eine spezifische elektrische Leitfähigkeit von zumindest weniger als 10-5 S·cm-1, bevorzugt weniger als 10-10 S·cm-1, besonders bevorzugt 10-15 S·cm-1 aufweist, insbesondere dass das Isolationsmaterial mit einer Durchschlagsfestigkeit von zumindest mehr als 5 kV/mm, bevorzugt mehr als 20 kV/mm, besonders bevorzugt mehr als 50 kV/mm gebildet ist.
Trennvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (18) ein Antriebselement und einen Verschiebeelement aufweist, insbesondere dass das Antriebselement ein elektrisches, ein hydraulisches, ein pyrotechnisches oder ein mechanisches Antriebselement ist.
Trennvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschiebeelement als Verschiebeschlitten oder als Bolzen gebildet ist, wobei das Trennelement formschlüssig, vorzugsweise kraftschlüssig, insbesondere stoffschlüssig mit dem Verschiebeelement verbunden ist.
Verfahren zum Trennen elektrischer Leiter, umfassend die Schritte: - Empfangen eines Trennsignals; - Auslösen eines Steuersignals; - Trennung zumindest eines in einem Inneren eines Gehäuses (4) einen konstanten Leitungsquerschnitt aufweisenden elektrischen Leiters (8); - wobei die Trennwirkung beim Trennen des zumindest einen elektrischen Leiters (8) auf einem Quetschen, einem Scheren oder einem Zerreißen basiert, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Trennung bewirkendes Trennelement (20) in einem Führungskanal (26) geführt ist und nach der Trennung des elektrischen Leiters (8) durch Innenflächen des Führungskanals (26) in seiner Bewegung abgebremst wird.
System umfassend eine Leiterplatte und eine Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12.