DE102018204105A1 - Sicherungsvorrichtung sowie Set von mehreren Typen von Sicherungsvorrichtungen - Google Patents

Sicherungsvorrichtung sowie Set von mehreren Typen von Sicherungsvorrichtungen Download PDF

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Abstract

Die pyrotechnische Sicherungsvorrichtung (2A, 2B) umfasst eine pyrotechnische Trenneinheit (4) sowie eine Stromschiene (6A, 6B). Die Stromschiene (6A, 6B) weist eine vorgesehene Trennstelle (34) auf. Beidseitig schließt sich ein Trennbereich (36) an, welche eine reduzierte Dicke (d1) gegenüber der restlichen Stromschiene (6A) aufweist. Bei einem Set von unterschiedlichen Typen an Sicherungsvorrichtungen (2A, 2B) weisen diese unterschiedliche Stromschienen (6A, 6B) auf, die sich im Hinblick auf ihre geometrischen Abmessungen unterscheiden, jedoch den identisch ausgebildeten Trennbereich (36) aufweisen. Durch diese Maßnahme können unterschiedliche Typen von Sicherungsvorrichtungen (2A, 2B) bereitgestellt werden mit einer identischen pyrotechnischen Einheit (4), ohne dass Entwicklungs- oder Validierungskosten für den zusätzlichen Typ anfallen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sicherungsvorrichtung mit einer pyrotechnischen Trenneinheit sowie mit einer Stromschiene. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Set von mehreren Typen von derartigen Sicherungsvorrichtungen.
  • Sicherungsvorrichtungen, bei denen mithilfe einer pyrotechnischen Trenneinheit ein elektrischer Leiter, speziell eine Stromschiene, bei einem Auslösefall durchtrennt wird, werden insbesondere in Bereichen eingesetzt, bei denen es auf eine zuverlässige, irreversible Trennung eines elektrischen Leiters ankommt, um beispielsweise eine Verbraucherseite von einer Versorgungsseite zuverlässig zu trennen. Derartige pyrotechnische Sicherungsvorrichtungen werden speziell in Kraftfahrzeugen zur zuverlässigen Abtrennung einer Energiequelle, speziell einer Fahrzeugbatterie, vom restlichen Bordnetz eingesetzt.
  • Bei dem verwendeten elektrischen Leiter, vorliegend auch als Stromschiene bezeichnet, handelt es sich typischerweise um ein flaches Blechbauteil, welches mithilfe der pyrotechnischen Trenneinheit durchtrennt wird, sodass ein durch die Stromschiene bereitgestellter Versorgungspfad zuverlässig unterbrochen ist. Eine derartige Sicherungsvorrichtung ist dabei typischerweise ortsnah zur Batterie beispielsweise in einer Sicherungsbox integriert.
  • Die pyrotechnische Trenneinheit weist ein Gehäuse auf, in dem eine pyrotechnische Sprengladung angeordnet ist. Diese ist mit einem verschieblich gelagerten Trennkörper verbunden, welcher beispielsweise als ein Kolben ausgebildet ist.
  • Endseitig weist der Trennkörper ein Trennelement auf, welches beispielsweise eine Kante zum Durchtrennen der Stromschiene aufweist.
  • Eine derartige Sicherungsvorrichtung ist aus der EP 2 996 133 B1 zu entnehmen.
  • Bei derartigen Sicherungsvorrichtungen ist die Stromschiene häufig durch die pyrotechnische Trenneinheit hindurch geführt. Gemäß der EP 2 996 133 B1 ist zusätzlich ein Widerlager vorgesehen, auf dem die Stromschiene aufliegt. Unterhalb einer vorgesehenen Trennstelle, die typischerweise linienförmig ist und an der das Trennelement im Auslösefall ansetzt, weist das Widerlager eine Nut auf. Das Widerlager ist ein separates Bauteil, welches in eine Gehäuseöffnung der pyrotechnischen Trenneinheit eingeschoben wird. Anschließend wird in einen verbleibenden Einführschlitz die Stromschiene von einer Seite her eingeschoben. Da der Einführschlitz bezüglich seiner Höhe und Breite bei herkömmlichen Ausgestaltungen an die Stromschiene angepasst ist, ist die pyrotechnische Einheit lediglich zur Aufnahme einer bestimmten Stromschiene ausgebildet. Durch die Anordnung des separaten Widerlagers kann die Dimensionen Einführschlitzes durch eine Anpassung der Abmessungen des Widerlagers variiert und angepasst werden.
  • Allerdings müssen für unterschiedliche Stromschienen der Trennkörper und/oder die pyrotechnische Sprengladung angepasst werden, um ein zuverlässiges Durchtrennen der modifizierten Stromschiene zu gewährleisten. Zumindest ist eine Validierung der Funktionsfähigkeit der pyrotechnischen Sicherungsvorrichtung für die unterschiedlichen Stromschienen erforderlich.
  • Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine pyrotechnische Sicherungsvorrichtung zu ermöglichen, bei der unterschiedliche Arten von Stromschienen in einfacher Weise und ohne wesentliche Zusatzkosten eingesetzt werden können.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Sicherungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weiterhin wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Set von mehreren Typen von Sicherungsvorrichtungen mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Bevorzugte Weiterbildungen sind jeweils in den Unteransprüchen enthalten. Die nachfolgend im Hinblick auf die Sicherungsvorrichtung angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Set zu übertragen.
  • Die Sicherungsvorrichtung weist eine pyrotechnische Trenneinheit sowie eine Stromschiene auf. Die pyrotechnische Trenneinheit selbst weist dabei ein Gehäuse mit einer Durchführung für die Stromschiene auf. Innerhalb des Gehäuses ist ein Trennkörper angeordnet, welcher entlang einer Z-Richtung innerhalb des Gehäuses verschieblich ist. An den Trennkörper ist endseitig zur Stromschiene hin orientiert ein nach Art eines Trennstegs ausgebildetes Trennelement angeordnet. Dieses verläuft in einer Querrichtung und ist beispielsweise als eine Trennkante ausgebildet. Weiterhin ist eine pyrotechnische Sprengladung, auch Zündpille genannt, vorgesehen, die typischerweise ebenfalls innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
  • Die Stromschiene erstreckt sich allgemein in einer Längsrichtung sowie in einer Querrichtung. In Querrichtung weist sie eine Breite auf. In Z-Richtung weist die Stromschiene eine Dicke auf. Die Stromschiene weist weiterhin eine vorgesehene, typischerweise linienförmige Trennstelle auf, an der im Auslösefall die Durchtrennung mithilfe des Trennelements erfolgt. Die Stromschiene weist zudem zumindest einen ersten, variablen Teilbereich sowie einen invariablen Trennbereich auf. Der Trennbereich schließt sich dabei in Längsrichtung beidseitig an die Trennstelle an und weist eine im Vergleich zum variablen Teilbereich reduzierte Dicke in Z-Richtung auf. Die Stromschiene weist daher im Trennbereich quasi eine Materialreduzierung oder Materialaussparung im Vergleich zu einer normalen Stromschiene auf. Eine herkömmliche normale Stromschiene zeichnet sich durch eine konstante Blechdicke aus. Die Materialaussparung erstreckt sich dabei typischerweise über die gesamte Breite der Stromschiene, ist also insgesamt nach Art einer flachen Quernut ausgebildet. Die Materialaussparung ist dabei vorzugsweise lediglich an einer Seite der Stromschiene ausgebildet und zwar an der dem Trennkörper gegenüberliegenden Seite der Stromschiene.
  • Diese Ausgestaltung ermöglicht es, unterschiedliche Typen von Sicherheitsvorrichtungen bereitzustellen, die sich im Hinblick auf die Ausgestaltung der Stromschiene unterscheiden. Die reduzierte Dicke im Trennbereich entspricht dabei insbesondere einer (ursprünglichen) Dicke einer Standard-Ausführung der Sicherungsvorrichtung, für die die Funktionsfähigkeit der Sicherungsvorrichtung geprüft und validiert wurde.
  • Durch die hier beschriebene Maßnahme besteht daher die Möglichkeit, im Hinblick auf ihre Geometrie veränderte Stromschienen, insbesondere Stromschienen mit erhöhter Dicke in randseitigen Anschlussbereichen vorzusehen und gleichzeitig die geometrischen Verhältnisse im Trennbereich identisch zu belassen. Das funktionelle Zusammenwirken zwischen pyrotechnischer Trenneinheit und Stromschiene ist daher im Vergleich zu der geprüften und verifizierten Standard-Sicherungsvorrichtung unverändert. Hierdurch sind keine zusätzlichen Validierungs- oder Entwicklungskosten für eine eventuell erforderliche Anpassung der pyrotechnischen Einheit an die veränderte Stromschiene erforderlich. Es ist keine Neukonstruktion der pyrotechnischen Einheit und auch keine Validierung des Gesamtsystems erforderlich. Dies erlaubt eine einfache und kostengünstige Variantenvielfalt mit unterschiedlichen Stromschienen.
  • Bei dem Set von mehreren Typen von Sicherungsvorrichtungen sind entsprechend zumindest zwei unterschiedliche Typen von Sicherungsvorrichtungen vorgesehen. Sämtliche Typen des Sets weisen dabei baugleiche, identische pyrotechnische Trenneinheiten auf. Die Typen unterscheiden sich durch die Ausgestaltung ihrer jeweiligen, typenspezifischen Stromschiene. Die Stromschienen der einzelnen Typen unterscheiden sich dabei hinsichtlich ihrer Geometrie, weisen jedoch allesamt identisch ausgebildete Trennbereiche auf. Dies bedeutet, dass die Stromschienen der unterschiedlichen Typen jeweils identisch ausgebildete Trennbereiche aber unterschiedlich ausgebildete weitere, variable Teilbereiche außerhalb des Trennbereichs aufweisen.
  • Zweckdienlicherweise unterscheiden sich die typenspezifischen Stromschienen im Hinblick auf ihre Dicke in dem zumindest ersten Teilbereich, der sich an den Trennbereich anschließt.
  • In bevorzugter Ausgestaltung ist der Trennbereich in einen mittleren Bereich der Stromschiene angeordnet, an den sich beidseitig Teilbereiche mit im Vergleich zum Trennbereich größerer Dicke anschließen. An den Trennbereich schließt sich an der einen Seite der erste Teilbereich und an der anderen Seite ein zweiter Teilbereich an. Vorzugsweise weisen diese beiden Teilbereiche die gleiche Dicke auf.
  • In bevorzugter Ausgestaltung geht der Trennbereich über eine Stufe in den ersten Teilbereich und vorzugsweise ebenso in den zweiten Teilbereich über. Die Stufe dient bevorzugt zugleich nach Art eines Anschlags, um die Stromschiene ortsfest in Relation zu der pyrotechnischen Einheit zu positionieren.
  • Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung ist zusätzlich ein Widerlager für die Stromschiene vorgesehen, welches als separates Bauteil ausgebildet ist und welches in die pyrotechnische Einheit, speziell in das Gehäuse der pyrotechnischen Einheit einsetzbar, insbesondere einschiebbar ist. Auf diesem Widerlager liegt die Stromschiene auf. Das Widerlager erstreckt sich dabei in Längsrichtung vorzugsweise zumindest über die gesamte Länge des Trennbereichs.
  • In zweckdienlicher Weiterbildung ist das Widerlager korrespondierend zum Trennbereich ausgebildet und weist eine Erhebung auf. Auf dieser Erhebung liegt der Trennbereich mit der reduzierten Dicke auf.
  • In bevorzugter Weiterbildung weist das Widerlager im Bereich unterhalb der Trennstelle der Stromschiene und damit typischerweise im Bereich der Erhebung eine Nut oder Kerbe auf, die sich über die gesamte Breite der Stromschiene erstreckt und nachfolgend als Quernut bezeichnet wird. Unterhalb der Trennstelle ist daher ein Hohlraum ausgebildet, sodass im Auslösefall die Stromschiene mithilfe des Trennelements leicht durchstoßen werden kann. Zudem wird dadurch ein sich an der Trennstelle ausbildendes Endteilstück der Stromschiene in die Quernut hinein gedrückt, sodass zuverlässig ein ausreichender Isolierabstand zwischen den beiden abgetrennten Endteilstücken ausgebildet ist.
  • Das Widerlager ist weiterhin komplementär zur Stromschiene ausgebildet und zwar derart, dass die Stromschiene - zumindest bis auf den Bereich der Trennstelle - vollflächig auf dem Widerlager aufliegt. Lediglich im Bereich der Quernut wird daher die Stromschiene nicht vom Widerlager unterstützt.
  • Zweckdienlicherweise bildet die Stromschiene in und entgegen der Längsrichtung mit dem Widerlager einen Formschluss aus. Hierbei greift jeweils der stufenförmige Übergang zwischen dem Trennbereich und den sich daran anschließenden Teilbereichen der Stromschiene formschlüssig in entsprechende stufenförmige Übergänge der Erhebung ein.
  • Ergänzend ist die Stromschiene zweckdienlicherweise auch in Querrichtung formschlüssig gehalten. Hierzu weist das Widerlager vorzugsweise gegenüberliegende Randstege auf, die eine seitliche Führung und Begrenzung für die Stromschiene bilden. Im Trennbereich weist die Stromschiene vorzugsweise allgemein eine konstante Breite auf. Der Zwischenraum zwischen den beiden Randstegen ist ebenfalls konstant und bis auf einen Toleranz-Freiraum identisch zu der Breite der Stromschiene.
  • Die Länge des Trennbereichs beträgt typischerweise ein Mehrfaches der Ausdehnung des Trennelements in Längsrichtung. Da die zuvor beschriebene Quernut im Widerlager in Längsrichtung betrachtet eine ausreichende Breite zur Aufnahme des Trennelements aufweist, ergibt sich darüber hinaus, dass die Ausdehnung des Trennbereichs in Längsrichtung auch ein Mehrfaches der Ausdehnung der Quernut in Längsrichtung beträgt. Die Ausdehnung des Trennbereichs in Längsrichtung beträgt beispielsweise das Drei- bis Zehnfache oder Zwei- bis Fünffache der Ausdehnung der Quernut und/oder des Trennelements in Längsrichtung. Weiterhin ist die Länge des Trennbereichs kürzer als die Länge des Widerlagers. Das Widerlager steht beidseitig des Trennbereichs über diesen über. Das Widerlager ist vorzugsweise allgemein nach Art eines quaderförmigen Grundkörpers ausgebildet, welches sich in die Durchführung des Gehäuses einschieben lässt. An seiner Oberseite ist dieser quaderförmige Grundkörper konturiert ausgebildet. Speziell weist er eine sich in Längsrichtung erstreckende Längsnut auf, die beidseitig von den Randstegen begrenzt ist und in einem mittlerenTeilbereich die Erhebung aufweist. Die Erhebung ist in Querrichtung unterbrochen durch die zuvor erwähnte Quernut.
  • Die unterschiedlichen Typen der Sicherungsvorrichtungen bei dem Set unterscheiden sich bevorzugt auch durch typenspezifisch ausgebildete Widerlager. Diese unterscheiden sich dabei vorzugsweise ausschließlich im Hinblick auf die Ausgestaltung der Erhebung bzw. der sich in Längsrichtung an die Erhebung anschließenden Absenkungen.
  • Zweckdienlicherweise ist für einen Standardtyp eine - ggf. bis auf die vorhandene Quernut - ebene Auflagefläche für den Trennbereich einer Standard-Stromschiene mit konstanter Blechdicke vorgesehen. Dieser Standard-Typ für das Widerlager weist daher keine Erhebung auf. Für unterschiedliche Typen an Stromschienen, die unterschiedliche Dicken in den sich an den Trennbereich anschließenden Teilbereichen aufweisen, unterscheiden sich die typenspezifischen Widerlager daher im Hinblick auf die Höhe der Erhebung, also den Höhenunterschied zwischen der Oberseite der Erhebung und dem Nutboden der in die Oberseite des Widerlagers eingebrachten Längsnut. Die Dicke des Widerlagers im Bereich des Trennbereichs, wo also dieser aufliegt, speziell im Bereich der Erhebung (sofern vorhanden), ist für alle unterschiedlichen Typen von Widerlagern vorzugsweise identisch. Die Erhebung bzw. ein entsprechender Bereich am Nutboden der Längsnut des Widerlagers bildet daher eine Auflagefläche für den Trennbereich der Stromschiene.
  • Die zuvor erwähnten Randstege überstehen zweckdienlicherweise diese Auflagefläche. Der Überstand beträgt vorzugsweise die Dicke der Stromschiene im Trennbereich. Die Randstege fluchten daher zweckdienlicherweise mit der Stromschiene.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen teilweise in vereinfachten Darstellungen:
    • 1 eine perspektivische, schematisierte Darstellung einer pyrotechnischen Sicherungsvorrichtung,
    • 2 eine Längsschnittdarstellung einer Sicherungsvorrichtung gemäß 1 eines ersten Typs,
    • 3 eine perspektivische Darstellung eines Widerlagers eines ersten Typs mit darauf aufliegender Stromschiene eines ersten Typs der Sicherungsvorrichtung des ersten Typs gemäß 2,
    • 4 eine perspektivische Darstellung der Stromschiene des ersten Typs,
    • 5 eine perspektivische Darstellung des Widerlagers des ersten Typs,
    • 6 eine perspektivische Darstellung einer Stromschiene eines zweiten Typs sowie
    • 7 eine perspektivische Darstellung eines Widerlages eines zweiten Typs zur Aufnahme der Stromschiene des zweiten Typs gemäß 6.
  • Eine pyrotechnische Sicherungsvorrichtung 2A, 2B gemäß den 1 und 2 weist allgemein eine pyrotechnische Trenneinheit 4, eine Stromschiene 6A,6B sowie ein Widerlager 8A,8B auf, welches ein separates Bauelement unabhängig von der pyrotechnischen Trenneinheit 4 ist. Die pyrotechnische Trenneinheit 4 selbst weist ein Gehäuse 10 auf, in dem eine pyrotechnische Sprengladung 12 sowie ein Trennkörper 14 angeordnet ist, welcher an seiner Unterseite ein nach Art einer leistenförmigen Kante oder Strebe ausgebildetes Trennelement 16 aufweist. Das Gehäuse weist allgemein eine Durchführung 18 auf, durch die die Stromschiene 6A,6B durch die pyrotechnische Einheit 4 hindurchgeführt ist.
  • Die Funktionsweise der pyrotechnischen Sicherungsvorrichtung 2A,2B ist allgemein bekannt. In einem Auslösefall wird die Sprengladung 12 gezündet, wodurch der insbesondere kolbenförmige Trennkörper 14 entgegen der Z-Richtung 24 in Richtung zur Stromschiene 6A,6B getrieben wird. Mit dem Trennelement 16 wird die Stromschiene 6A,6B durchschlagen und in zwei Teilbereiche getrennt, sodass der über die Stromschiene 6A,6B bereitgestellte Strompfad zuverlässig unterbrochen ist.
  • Die Stromschiene 6A,6B erstreckt sich allgemein in einer Längsrichtung 20 sowie in einer Querrichtung 22. Die Längsrichtung 20 und die Querrichtung 22 spannen eine Ebene auf. Senkrecht zu dieser Ebene ist eine Vertikalrichtung oder Z-Richtung 24 orientiert. Diese drei Richtungen definieren ein karthesisches Koordinatensystem, wobei die Längsrichtung 20 die X-Richtung, die Querrichtung 22 die Y-Richtung und die Vertikalrichtung 24 die Z-Richtung ist.
  • Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Durchführung 18 in Längsrichtung 20. Die Durchführung 18 ist allgemein dahingehend zu verstehen, dass die Stromschiene 6A,6B über die Durchführung 18 in das Gehäuse 10 ein und aus diesem wieder herausgeführt wird. Die ein- sowie ausgehenden Bereiche der Stromschiene 6A,6B können prinzipiell auch auf der gleichen Seite (beispielsweise bei einer U-förmige Stromschiene) oder auch auf zwei aneinander angrenzenden Seiten des Gehäuses (bei einer beispielsweise um 90° abgewinkelten Stromschiene) angeordnet sein. Zur Ausbildung der Durchführung 18 weist das Gehäuse 10 jeweils schlitzförmige Öffnungen auf, über die die Stromschiene 6A,6B ein- bzw. ausgeführt ist.
  • Die Stromschiene 6A,6B weist typischerweise an ihren beiden Enden Vorrichtungen zum Anschluss an Kontaktelementen auf. Im einfachsten Fall sind diese Vorrichtungen durch jeweils ein Loch bereitgestellt, über die die Stromschiene mittels eines (Schraub-)Bolzens kontaktiert werden kann. Alternative Ausgestaltungen dieser Vorrichtungen wie beispielsweise Steckzungen, Polschuhe etc. sind ebenfalls möglich.
  • Die in der 1 dargestellte Sicherungsvorrichtung 2A,2B ist gleichermaßen für einen ersten Typ 2A sowie für einen zweiten Typ 2B der Sicherungsvorrichtung 2A,2B gültig.
  • In 2 ist eine Schnittdarstellung des ersten Typs der Sicherungsvorrichtung 2A dargestellt. Die beiden Typen der Sicherungsvorrichtungen 2A,2B unterscheiden sich vorzugsweise ausschließlich im Hinblick auf die Ausgestaltung ihrer Stromschiene 6A,6B sowie im Hinblick auf die Ausgestaltung des Widerlagers 8A,8B. Die pyrotechnische Trenneinheit 4 ist für beide Typen identisch.
  • Die 2 bis 4 zeigen die Sicherungsvorrichtung 2A, die Stromschiene 6A sowie das Widerlager 8A gemäß dem ersten Typ und die 6,7 zeigen die Stromschiene 6B sowie das Widerlager 8B gemäß dem zweiten Typ, welcher ein Standard-Typ ist.
  • Die Stromschiene 6A,6B ist typischerweise als Blechbauteil ausgebildet, welches eine Dicke in Z-Richtung 24 von 0,4 bis 1,5 mm sowie eine Breite in Querrichtung 22 im Bereich von beispielsweise 1 bis 5 cm aufweist.
  • Die Stromschiene 6A liegt vollflächig auf dem Widerlager 8A auf. Das Widerlager 8A ist allgemein nach Art eines quaderförmigen Grundkörpers ausgebildet, in den von der Oberseite her eine Längsnut 26 eingebracht ist, welche seitlich von zwei Randstegen 28 begrenzt ist. In einem mittleren Bereich erhebt sich ausgehend von einem Nutboden der Längsnut 26 eine Erhebung 30. Diese ist unterbrochen durch eine Quernut 32, die im Querschnitt betrachtet in etwa keilförmig ausgebildet ist. Sie erstreckt sich über die gesamte Breite des Widerlagers 8A und durchbricht auch die Randstege 28. Die Erhebung 30 weist eine Oberseite auf, die eine ebene Auflagefläche ausbildet. Der Übergang vom Nutboden der Längsnut 26 zur Erhebung 30 ist beidendseitig der Erhebung 30 stufenförmig ausgebildet. Die Ausgestaltung des Widerlagers 8A ist am besten anhand der 4 zu erkennen.
  • Die Stromschiene 6A weist allgemein eine vorgesehene Trennstelle 34 auf, an der die Stromschiene 6A im Auslösefall mithilfe des Trennelements 16 durchtrennt wird. Die Trennstelle 34 ist in den 2,3 durch eine gestrichelte Linie angedeutet. In den Ausführungsvarianten kann die Trennstelle auch durch eine Materialverjüngung, wie beispielsweise eine Kerbe, ausgebildet sein. Unmittelbar unterhalb der Trennstelle ist die Quernut 32 angeordnet. Die Stromschiene 6A weist weiterhin einen Trennbereich 36 auf, welcher sich beidseitig der Trennstelle 34 in Längsrichtung 20 erstreckt. Der Trennbereich 36 weist insgesamt eine Länge I auf, die in der 2 dargestellt ist. Die Länge I entspricht dabei insbesondere einer Länge der Erhebung 30 in Längsrichtung 20.
  • Beidseitig zum Trennbereich 36 schließt sich ein erster Teilbereich 38 sowie ein zweiter Teilbereich 40 an. Von besonderer Bedeutung ist nunmehr, dass die Teilbereiche 38,40 im Vergleich zum Trennbereich 36 eine größere Dicke aufweisen. Der Trennbereich 36 weist eine reduzierte Dicke d1 und die Teilbereich 38,40 eine demgegenüber größere Dicke d2 auf. Hierdurch ist im Trennbereich 36 daher eine Art Materialausnehmung ausgebildet, die nach Art einer flachen Nut ausgebildet ist.
  • Ähnlich wie bei der Erhebung 30 ist auch bei der Stromschiene 6A der Übergang zwischen dieser Materialausnehmung und damit vom Trennbereich 36 zu den angrenzenden Teilbereichen 38,40 stufenförmig ausgebildet. Insgesamt ist das Widerlager 8A, speziell die Erhebung 30, komplementär zum Trennbereich 36 ausgebildet, sodass dieser vollflächig auf der Erhebung - bis auf die Unterbrechung durch die Quernut 32 - aufliegt. Durch den jeweils stufenförmigen Übergang ist ein in und entgegen der Längsrichtung 20 wirksamer Formschluss ausgebildet.
  • Vorzugsweise ist weiterhin auch in Querrichtung 22 die Stromschiene 6A formschlüssig gehalten. Sie liegt bis auf Toleranzen passgenau zwischen beiden Randstegen 28 ein. Die Stromschiene 6A weist allgemein eine Breite b auf, die dem Abstand oder dem Abstandsverlauf zwischen den gegenüberliegenden Randstegen 28 angepasst ist.
  • Weiterhin ist zu erkennen, dass die Stromschiene 6A bevorzugt ausschließlich im ersten Teilbereich 38 durch stufenartige Verbreiterungen Anschläge 42 ausbildet, die jeweils für einen in Längsrichtung 20 wirksamen Formschluss sorgen. Sie sind dabei an unterschiedlichen Längenpositionen angeordnet. Die - ausgehend vom linken Ende in den 2 und 3 - ersten Anschläge 42 weisen dabei eine Breite auf, die größer ist als die Breite des Widerlagers 8A. Diese Anschläge 42 stehen daher etwas über die Durchführung 18 über und stützen sich an einer Gehäuseaußenseite des Gehäuses 10 ab. Vorzugsweise ist in Längsrichtung 20 weiter vorne ein zusätzlicher Anschlag 42 und zwar insbesondere am Übergang zum Trennbereich 36 angeordnet. Hierzu korrespondierend ist ein Gegenanschlag 44 an einem Randsteg 28 des Widerlagers 8A ausgebildet. Zweckdienlicherweise sind weitere Formschlusselemente an Widerlager und/oder an der Stromschiene 6A vorhanden, welche für eine formschlüssige Sicherung und damit Auszugssicherung der Stromschiene 6A entgegen der Längsrichtung 20 mit dem Gehäuse 10 sorgen.
  • Bei der Montage wird zunächst die Stromschiene 6A auf das Widerlager 8A aufgelegt, sodass sich die Einheit ergibt, wie sie in 2 dargestellt ist. Diese Einheit wird anschließend in Längsrichtung 20 in und durch das Gehäuse 10 hindurchgeführt.
  • Die Länge des Widerlagers 8A ist dabei an das Gehäuse 10 angepasst, sodass also das Widerlager 8A vollständig im Gehäuse 10 einliegt und insbesondere die gleiche Ausdehnung in Längsrichtung 20 aufweist wie das Gehäuse 10. Die Höhe der Durchführung 18 in Z-Richtung entspricht - bis auf ein notwendiges Einführspiel - der Gesamthöhe der in der 2 dargestellten Einheit.
  • Vorzugsweise fluchtet die Oberseite der Stromschiene 6A mit der Oberseite der Randstege 28. In diesem Fall entspricht daher die Höhe des Widerlagers 8A der Höhe der Durchführung 18.
  • In den 6,7 ist die Stromschiene 6B des zweiten Typs bzw. das Widerlager 8B des zweiten Typs dargestellt. Bei diesem zweiten Typ handelt es sich um einen Standard-Typ, bei dem die Stromschiene 6B eine Standard-Dicke aufweist, welche typischerweise der reduzierten Dicke d1 der Stromschiene 6A des ersten Typs entspricht. Bis auf die Materialaussparung im Trennbereich 36 sind die beiden Typen der Stromschiene 6A,6B vorzugsweise identisch aufgebaut. Sie weisen also beispielsweise die gleichen Anschläge 42 und auch die gleiche Randkontur sowie die gleiche Breite b im Trennbereich 36 auf. Allgemein hervorzuheben ist, dass die Stromschiene 6B des zweiten Typs eine konstante Dicke und gerade keine Materialaussparung aufweist.
  • Korrespondierend hierzu ist auch das Widerlager 6B ausgebildet und weist keine Erhebung 30 auf. Abgesehen von der unterschiedlichen Ausgestaltung der Längsnut 26, die von der Oberseite her in das Widerlager 8B eingebracht ist, sind die Widerlager 8A,8B identisch ausgebildet. Die Standardausbildung ist dabei die des Typs 2 - Widerlager 8B, wie es in 7 dargestellt ist. Ausgehend hiervon wird zur Ausbildung der Erhebung 30 die Längsnut 26 in den gegenüberliegenden Endbereichen quasi vertieft.
  • Bezugszeichenliste
  • 2A,2B
    Sicherungsvorrichtung
    4
    pyrotechnische Trenneinheit
    6A,6B
    Stromschiene
    8B
    Widerlager
    10
    Gehäuse
    12
    Sprengladung
    14
    Trennkörper
    16
    Trennelement
    18
    Durchführung
    20
    Längsrichtung
    22
    Querrichtung
    24
    Z-Richtung
    26
    Längsnut
    28
    Randsteg
    30
    Erhebung
    32
    Quernut
    34
    Trennstelle
    36
    Trennbereich
    38
    erster Teilbereich
    40
    zweiter Teilbereich
    42
    Anschlag
    44
    Gegenanschlag
    b
    Breite
    d1
    reduzierte Dicke Trennbereich
    d2
    Dicke Teilbereiche
    I
    Trennbereich
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2996133 B1 [0006, 0007]

Claims (12)

  1. Sicherungsvorrichtung (2A,2B) mit einer pyrotechnischen Trenneinheit (4) sowie mit einer Stromschiene (6A,6B), wobei die pyrotechnische Trenneinheit (4) aufweist - ein Gehäuse (10) mit einer Durchführung (18) für die Stromschiene (6A,6B), - einen im Gehäuse (10) angeordneten Trennkörper (14) mit einem endseitigen Trennelement (16), wobei der Trennkörper (14) im Gehäuse (10) entlang einer Z-Richtung (24) verschieblich ist und zum Durchtrennen der Stromschiene (6A,6B) mithilfe des Trennelements (16) ausgebildet ist, wobei - die Stromschiene (6A,6B) - sich in einer Längsrichtung (20) erstreckt und in einer Querrichtung (22) eine Breite (b) und in einer Z-Richtung (24) eine Dicke (d) aufweist, - eine vorgesehene Trennstelle (34) aufweist, an der die Durchtrennung mit Hilfe des Trennelements (16) im Auslösefall erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (6A,6B) weiterhin zumindest einen ersten Teilbereich (38) sowie einen Trennbereich (36) aufweist, wobei der Trennbereich (36) sich in Längsrichtung (20) beidseitig an die Trennstelle (34) anschließt und eine im Vergleich zum ersten Teilbereich (38) reduzierte Dicke (d1) aufweist.
  2. Sicherungsvorrichtung (2A,2B) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennbereich (36) in einem mittleren Bereich der Stromschiene (6A,6B) angeordnet ist, an den sich beidseitig Teilbereiche (38,40) mit grö-ßerer Dicke anschließen.
  3. Sicherungsvorrichtung (2A,2B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennbereich (36) stufenförmig in den ersten Teilbereich (38) übergeht.
  4. Sicherungsvorrichtung (2A,2B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein zusätzliches Widerlager (8B) für die Stromschiene (6A,6B), welches in die pyrotechnische Einheit einsetzbar ist und auf dem die Stromschiene (6A,6B) aufliegt.
  5. Sicherungsvorrichtung (2A,2B) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager (8B) eine Erhebung aufweist, auf der der Trennbereich (36) aufliegt.
  6. Sicherungsvorrichtung (2A,2B) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager (8B) im Bereich der Erhebung eine unterhalb der Trennstelle (34) angeordnete Nut aufweist.
  7. Sicherungsvorrichtung (2A,2B) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager (8B) komplementär zur Stromschiene (6A,6B) ausgebildet ist, derart, dass das die Stromschiene (6A,6B) - zumindest bis auf den Bereich der Trennstelle (34) - vollflächig auf dem Widerlager (8B) aufliegt.
  8. Sicherungsvorrichtung (2A,2B) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (6A,6B) in und entgegen der Längsrichtung (20) mit dem Widerlager (8B) einen Formschluss ausbildet.
  9. Sicherungsvorrichtung (2A,2B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung des Trennbereichs (36) in Längsrichtung (20) ein Mehrfaches der Ausdehnung des Trennelements (16) in Längsrichtung (20) ist.
  10. Set von mehreren Typen von Sicherungsvorrichtungen (2A,2B), die jeweils eine pyrotechnische Trenneinheit (4) sowie eine Stromschiene (6A,6B) aufweisen, wobei die pyrotechnische Trenneinheit (4) jeweils aufweist - ein Gehäuse (10) mit einer Durchführung für die Stromschiene (6A,6B), - ein im Gehäuse (10) angeordneten Trennkörper (14) mit einem endseitigen Trennelement (16), wobei der Trennkörper (14) im Gehäuse (10) entlang einer Z-Richtung (24) verschieblich ist und zum Durchtrennen der Stromschiene (6A,6B) mithilfe des Trennelements (16) ausgebildet ist, und wobei die Stromschiene (6A,6B) eines jeden Typs jeweils - sich in einer Längsrichtung (20) erstreckt und in einer Querrichtung (22) eine Breite (b) und in einer Z-Richtung(24) eine Dicke (d) aufweist, - eine vorgesehene Trennstelle (34) aufweist, an der die Durchtrennung mithilfe des Trennelements (16) im Auslösefall erfolgt, wobei die Stromschiene (6A,6B) jeweils einen Trennbereich (36) aufweist, welcher sich beidseitig an die Trennstelle (34) anschließt, und wobei - sämtliche Typen baugleiche pyrotechnische Trenneinheiten (4) jedoch typspezifische, Stromschienen (6A,6B) mit unterschiedlichen Geometrien jedoch mit identischen Trennbereichen (36) aufweisen.
  11. Set nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die typspezifischen Stromschienen (6A, 6B) sich vorzugsweise ausschließlich im Hinblick auf Ihre Dicken außerhalb des Trennbereichs (36) unterscheiden.
  12. Set nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliger Typ jeweils ein typspezifisches Widerlager aufweist, wobei zumindest ein Typ eine Erhebung (30) aufweist, auf der die Stromschiene (6A, 6B) mit ihrem Trennbereich (36) aufliegt und wobei sich die typspezifischen Widerlager (8B) sich im Hinblick auf die Erhebung (30) unterscheiden.
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