DE102021125711A1

DE102021125711A1 - Ignition unit for use in pyrotechnic assemblies

Info

Publication number: DE102021125711A1
Application number: DE102021125711.5A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-10-04
Filing date: 2021-10-04
Publication date: 2021-12-02
Also published as: WO2023057008A1

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer pyrotechnischen Zündeinheit zum Einsetzen in eine vorgefertigte Baugruppe, die pyrotechnisch schaltbar ist, wobei die Zündeinheit folgende Komponenten aufweist: (a) ein deflagrierend oder detonativ umsetzendes Material, (b) ein Anzündmittel zum Aktivieren des deflagrierend oder detonativ umsetzenden Materials, (c) einen elektrischen Anschluss, ein (pyrotechnisches) Zündröhrchen, eine pyrotechnische oder eine optische Übertragungsleitung oder eine direkte Lasereinstrahlung zum Zünden des Anzündmittels, und (d) eine die Komponenten (a) und (b) umgebende Hülse mit einer einseitigen Öffnung, wobei die Öffnung mit einem Hülsenverschluss verschlossen ist, der so ausgestaltet ist, dass der Hülsenverschluss eine Zuführung für den elektrischen Anschluss oder für das Zündröhrchen, die pyrotechnische oder optische Übertragungsleitung oder die Lasereinstrahlung in das Innere der Hülse ermöglicht. Weiterhin betrifft die Erfindung auch eine pyrotechnische Zündeinheit, wie sie in der erfindungsgemäßen Verwendung eingesetzt wird, und eine Baugruppe mit einer pyrotechnischen Zündeinheit.The invention relates to the use of a pyrotechnic ignition unit for insertion into a prefabricated assembly which can be pyrotechnically switched, the ignition unit having the following components: (a) a deflagrating or detonative material, (b) an ignition means for activating the deflagrating or detonating material , (c) an electrical connection, a (pyrotechnic) ignition tube, a pyrotechnic or an optical transmission line or direct laser radiation for igniting the ignition means, and (d) a sleeve surrounding components (a) and (b) with an opening on one side, wherein the opening is closed with a sleeve closure which is designed so that the sleeve closure enables a feed for the electrical connection or for the ignition tube, the pyrotechnic or optical transmission line or the laser radiation into the interior of the sleeve. Furthermore, the invention also relates to a pyrotechnic ignition unit, as used in the use according to the invention, and an assembly with a pyrotechnic ignition unit.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer pyrotechnischen Zündeinheit zum Einsetzen in vorgefertigte elektrisch auslösbare pyrotechnische Baugruppen, die pyrotechnisch schaltbar sind, insbesondere elektrische Unterbrechungsschaltglieder oder elektrische Verbindungsschaltglieder, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Zündeinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 und eine Baugruppe mit der erfindungsgemäßen Zündeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 9.The invention relates to the use of a pyrotechnic ignition unit for insertion in prefabricated, electrically triggerable pyrotechnic assemblies that can be pyrotechnically switched, in particular electrical interruption switching elements or electrical connecting switching elements, with the features of claim 1. Furthermore, the present invention also relates to an ignition unit with the features of claim 8 and an assembly with the ignition unit according to the invention with the features of claim 9.

Elektrische Unterbrechungs- oder Verbindungsschaltglieder finden beispielsweise in der Kraftwerks-, der KFZ-, der Eisenbahn-, der Flugzeug- oder der Marine-Technik, wie auch im Maschinenbau in Schaltschränken von Maschinen, Anlagen und in Kraftwerken zum definierten und schnellen Trennen von elektrischen Starkstromkreisen im Notfall bzw. zum gezielten Kurzschließen zur Vermeidung von Kabelbränden Verwendung. Dabei besteht die Anforderung an ein derartiges Unterbrechungsschaltglied, dass nach Auslösung der Unterbrechungsfunktion ein hoher Isolationswiderstand zuverlässig und dauerhaft erhalten bleibt. Verbindungsschaltglieder müssen dagegen in der Lage sein, schnell einen getrennten Stromkreis wieder zu verbinden, um beispielsweise kapazitiv gespeicherte Energie oder beim Eintritt der Notabschaltung in einem System noch vorhandene Energie schnell abzubauen. Hierfür stellt der Stand der Technik bereits Unterbrechungs- und Verbindungsschaltglieder bereit, die mittels eines pyrotechnischen Antriebs ausgelöst werden, wie sie bspw. in der DE 10 2019 104 451 A1 oder der DE 10 2020 118 279 A1 beschrieben sind.Electrical interrupting or connecting switching elements are used, for example, in power plants, motor vehicles, railways, aircraft or marine technology, as well as in mechanical engineering in control cabinets of machines, systems and in power plants for the defined and rapid disconnection of electrical high-voltage circuits Use in an emergency or for targeted short-circuiting to avoid cable fires. In this case, there is a requirement for such an interrupting switching element that a high insulation resistance is reliably and permanently maintained after the interruption function has been triggered. Connecting switching elements, on the other hand, must be able to quickly reconnect a separate circuit, for example in order to quickly dissipate energy stored capacitively or in a system when the emergency shutdown occurs. For this purpose, the prior art already provides interrupting and connecting switching elements that are triggered by means of a pyrotechnic drive, as is, for example, shown in FIG DE 10 2019 104 451 A1 or the DE 10 2020 118 279 A1 are described.

Die genannten Unterbrechungsschaltglieder werden in der Regel zum Abschalten von Gleichstrom bei hohen Strömen und hohen Spannungen eingesetzt. Das bedeutet, dass ein Lichtbogen, einmal im oder am Schalter entstanden, nicht von alleine löscht, sondern stabil stehen bleibt und hierbei durch seine extrem hohe Temperatur von mehreren 1000°C alle Materialien in seinem Wirkungsbereich verdampft und neben seiner extremen thermischen Wirkung und emittierten Strahlungsenergie dabei auch noch hochgiftige gasförmige Stoffe erzeugt. Hochgespannte Gleichströme sicher und dauerhaft zu trennen ist daher ungleich schwieriger als das Trennen bzw. Abschalten hochgespannter Wechselströme.The mentioned interrupter switching elements are generally used to switch off direct current at high currents and high voltages. This means that an arc, once created in or on the switch, does not extinguish on its own, but remains stable and, due to its extremely high temperature of several 1000 ° C, evaporates all materials in its area of action and in addition to its extreme thermal effect and emitted radiant energy it also produces highly toxic gaseous substances. Separating high-voltage direct currents safely and permanently is therefore much more difficult than separating or switching off high-voltage alternating currents.

Im Stand der Technik sind pyrotechnische Sicherungen bekannt, die zur Auslösung aktiv angesteuert werden. Hierbei wird ein pyrotechnisches Material aktiv angesteuert, das bei seiner Aktivierung zur Unterbrechung des Stromkreises führt. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen dieser Beschreibung jegliches deflagrierend oder detonativ umsetzende Material als pyrotechnisches Material bezeichnet wird. Bei solchen pyrotechnischen Sicherungen ist es aus Sicherheitsaspekten wünschenswert, die Menge an pyrotechnischem Material möglichst gering zu halten, und dabei trotzdem eine schnelle, sichere und dauerhafte Trennung des Stromkreises zu gewährleisten. Ähnliches gilt auch bei pyrotechnischen Verbindungsschaltgliedern, die ein sehr schnelles und sicheres Schalten gewährleisten sollen, um Energie bei einem Kurzschluss aus dem System nehmen zu können.In the prior art, pyrotechnic fuses are known which are actively controlled for triggering. Here, a pyrotechnic material is actively controlled, which, when activated, leads to an interruption of the electrical circuit. At this point it should be pointed out that in the context of this description any deflagrating or detonative material is referred to as pyrotechnic material. In the case of such pyrotechnic fuses, it is desirable from a safety point of view to keep the amount of pyrotechnic material as low as possible, while at the same time ensuring rapid, safe and permanent separation of the circuit. The same applies to pyrotechnic connecting switching elements, which are intended to ensure very fast and reliable switching in order to be able to take energy out of the system in the event of a short circuit.

Bei der Herstellung der genannten pyrotechnisch betätigten Baugruppen muss das pyrotechnische Material in den Baugruppen verbaut werden. Aufgrund der genannten Anforderungen an diese pyrotechnischen Baugruppen sind diese recht komplex aufgebaut, so dass die Herstellung einen gewissen Aufwand und eine gewisse Anzahl an Herstellungsschritten erfordert. Durch den Einsatz des pyrotechnischen Materials müssen die Arbeitsplätze oder die Herstellungslinie den Sicherheitskriterien für pyrotechnische Materialien entsprechen. Es ist deshalb wünschenswert, möglichst viele Schritte in der Herstellung der pyrotechnischen Baugruppen ohne den Einsatz des pyrotechnischen Materials bewerkstelligen zu können, um die Arbeitsplatzsicherheit möglichst hoch, und den Aufwand und die Kosten möglichst gering zu halten. Diese Aufgabe liegt der vorliegenden Erfindung zugrunde, d.h. ein pyrotechnisches Unterbrechungsschaltglied auf möglichst sichere, kostengünstige und möglichst einfache Weise herzustellen.During the manufacture of the aforementioned pyrotechnically actuated assemblies, the pyrotechnic material must be built into the assemblies. As a result of the requirements mentioned for these pyrotechnic assemblies, they have a very complex structure, so that production requires a certain amount of effort and a certain number of production steps. By using the pyrotechnic material, the workplaces or the production line must meet the safety criteria for pyrotechnic materials. It is therefore desirable to be able to accomplish as many steps as possible in the production of the pyrotechnic assemblies without the use of the pyrotechnic material in order to keep job security as high as possible and to keep the effort and costs as low as possible. This object is the basis of the present invention, i.e. to produce a pyrotechnic interruption switching element in the most safe, inexpensive and simple manner possible.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer pyrotechnischen Zündeinheit zum Einsetzen in eine vorgefertigte Baugruppe, die pyrotechnisch schaltbar ist, wobei die Zündeinheit folgende Komponenten aufweist:

(a) ein deflagrierend oder detonativ umsetzendes Material,
(b) ein Anzündmittel zum Aktivieren des deflagrierend oder detonativ umsetzenden Materials,
(c) einen elektrischen Anschluss, ein (pyrotechnisches) Zündröhrchen, eine pyrotechnische (auch bezeichnet als TLX, Nonel, Shock-Tube) oder optische Übertragungsleitung oder eine direkte Lasereinstrahlung zum Zünden des Anzündmittels, und
(d) eine die Komponenten (a) und (b) umgebende Hülse mit einer einseitigen Öffnung, wobei die Öffnung mit einem Hülsenverschluss verschlossen ist, der so ausgestaltet ist, dass der Hülsenverschluss eine Zuführung für den elektrischen Anschluss, das Zündröhrchen, die pyrotechnische oder optische Übertragungsleitung oder die Lasereinstrahlung in das Innere der Hülse ermöglicht.

The invention solves this problem with the features of claim 1. The present invention relates to the use of a pyrotechnic ignition unit for insertion into a prefabricated assembly which can be pyrotechnically switched, the ignition unit having the following components:

(a) a deflagrating or detonative material,
(b) an ignition means for activating the deflagrating or detonating material,
(c) an electrical connection, a (pyrotechnic) ignition tube, a pyrotechnic (also referred to as TLX, Nonel, Shock-Tube) or optical transmission line or direct laser radiation for igniting the ignition means, and
(D) a sleeve surrounding components (a) and (b) with an opening on one side, the opening being closed with a sleeve closure which is designed so that the sleeve closure is a feed for the electrical connection, the ignition tube, the pyrotechnic or optical transmission line or laser radiation into the interior of the sleeve.

Im Fall der Verwendung eines Zündröhrchens, einer pyrotechnischen oder optischen Übertragungsleitung oder der Lasereinstrahlung fungiert das Anzündmittel als Übertragungsladung, die das deflagrierend oder detonativ umsetzende Material aktiviert.In the case of using an ignition tube, a pyrotechnic or optical transmission line or laser radiation, the ignition means acts as a transmission charge that activates the deflagrating or detonative material.

Durch die Verwendung einer die Komponenten (a) und (b) umgebenden Hülse ist die erfindungsgemäß verwendbare Zündeinheit eine kompakte Einheit, die getrennt von der vorgefertigten elektrischen Baugruppe hergestellt werden kann. Dadurch kann die Baugruppe zunächst an einem Arbeitsplatz oder in einer Fertigungslinie ohne pyroelektrisches Material vorgefertigt werden, ohne dass Sicherheitsrichtlinien eingehalten werden müssen, die für Arbeitsplätze oder Fertigungslinien vorgesehen sind, an denen pyrotechnische Materialien verbaut werden.By using a sleeve surrounding components (a) and (b), the ignition unit that can be used according to the invention is a compact unit that can be manufactured separately from the prefabricated electrical assembly. As a result, the assembly can initially be prefabricated at a workplace or in a production line without pyroelectric material, without having to comply with safety guidelines that are provided for workplaces or production lines in which pyrotechnic materials are installed.

Als pyrotechnische Übertragungsladung kann beispielsweise ein Schlauch verwendet werden, der einen inneren Schlauch, beispielsweise aus Surlen, und einen äußeren Schutzschlauch aufweist. Der innere Schlauch ist innen vorzugsweise mit einem Pulvergemisch (beispielsweise einer Mischung aus Oktogen und Aluminium) belegt, das zu einer Staubexplosion befähigt ist. Ein solches Pulvergemisch ist vorzugsweise nur durch die Kombination aus Druck und Flamme zündbar. In einer solchen Anordnung befindet sich zwischen dem als Übertragungsladung fungierenden Anzündmittel und der pyrotechnischen Übertragungsladung ein Rückschlagventil, das zwar das von der Übertragungsladung (Anzündmittel) gebildete heiße Gas durchlässt, jedoch das von der Übertragungsleitung gebildete Gas zurückhält und die Zündeinheit somit nach außen abschließt.As a pyrotechnic transfer charge, a hose can be used, for example, which has an inner hose, for example made of Surlen, and an outer protective hose. The inner tube is preferably covered on the inside with a powder mixture (for example a mixture of octogen and aluminum) which is capable of a dust explosion. Such a powder mixture can preferably only be ignited by the combination of pressure and flame. In such an arrangement, a non-return valve is located between the ignition means acting as the transfer charge and the pyrotechnic transfer charge, which although the hot gas formed by the transfer charge (ignition means) passes through, but holds back the gas formed by the transfer line and thus closes the ignition unit from the outside.

Als optische Übertragungsleitung wird vorzugsweise eine Glasfaser verwendet, die bis zu dem als Übertragungsladung fungierenden Anzündmittel reicht. Alternativ dazu kann auch eine direkte Lasereinstrahlung die Übertragungsladung zünden. Hierbei wird das Laserlicht vorzugsweise durch eine Linse gebündelt. Verwendbar ist auch die Zündung der Übertragungsladung durch eine Laserdiode, die sich benachbart zu der Übertragungsladung befindet.A glass fiber is preferably used as the optical transmission line, which extends as far as the ignition means functioning as a transmission charge. Alternatively, direct laser radiation can ignite the transfer charge. In this case, the laser light is preferably bundled by a lens. The ignition of the transfer charge by a laser diode which is located adjacent to the transfer charge can also be used.

Unter dem Ausdruck „pyrotechnisch schaltbar“ versteht man hierin, dass durch das Aktivieren (Zünden) des deflagrierend oder detonativ umsetzenden Materials in einem Unterbrechungsschaltglied ein Trennbereich, der zwei elektrische Anschlusskontakte miteinander verbindet, aufgetrennt wird, so dass das Unterbrechungsschaltglied von einer Leitstellung, in der die zwei Anschlusskontakte miteinander verbunden sind, in eine Trennstellung überführt wird, in der die zwei Anschlusskontakte voneinander getrennt sind. Ebenso versteht man darunter in einem Verbindungsschaltglied, dass zwei elektrische Anschlusskontakte miteinander verbunden werden, so dass es von einer Trennstellung, in der die Anschlusskontakte voneinander getrennt sind, in eine Leitstellung überführt wird, in der die Anschlusskontakte miteinander verbunden sind.The expression "pyrotechnically switchable" means that by activating (igniting) the deflagrating or detonative material in an interruption switching element, a separation area that connects two electrical connection contacts is separated, so that the interruption switching element is from a control position in which the two connection contacts are connected to one another, is transferred into a disconnected position in which the two connection contacts are separated from one another. A connecting switching element is also understood to mean that two electrical connection contacts are connected to one another, so that it is transferred from a disconnected position in which the connection contacts are separated from one another to a control position in which the connection contacts are connected to one another.

Dabei ist im Inneren der vorgefertigten Baugruppen vorzugsweise eine Brennkammer vorgesehen, in die von außen die Zündeinheit eingeschoben oder eingeschraubt werden kann und dabei vorzugsweise die Brennkammer verschließt. Bevorzugt ist dabei, dass die Größe der Brennkammer so ausgestaltet ist, dass sie von der Zündeinheit im Wesentlichen vollständig ausgefüllt wird. Auch ist es bevorzugt, dass die erfindungsgemäß verwendbare Zündeinheit so ausgestaltet ist, dass deren Hülse an der Innenwand der Brennkammer im Wesentlichen vollständig anliegt.In this case, a combustion chamber is preferably provided in the interior of the prefabricated assemblies, into which the ignition unit can be inserted or screwed from the outside and preferably closes the combustion chamber. It is preferred here that the size of the combustion chamber is designed such that it is essentially completely filled by the ignition unit. It is also preferred that the ignition unit which can be used according to the invention is designed in such a way that its sleeve is essentially completely in contact with the inner wall of the combustion chamber.

Unter „im Wesentlichen vollständig ausgefüllt“ oder „im Wesentlichen vollständig anliegt“ soll verstanden werden, dass mindestens zu 90%, stärker bevorzugt 95%, und am stärksten bevorzugt 98%, der Oberfläche der Hülse an der Innenwand der Brennkammer anliegt.“Essentially completely filled” or “essentially completely in contact” is to be understood as meaning that at least 90%, more preferably 95%, and most preferably 98%, of the surface of the sleeve is in contact with the inner wall of the combustion chamber.

Insbesondere wird zum pyrotechnischen Schalten der elektrischen Baugruppe ein detonativ umsetzendes Material verwendet. Dieses kann beispielsweise Silberazid, Nitropenta, Hexogen, Octogen oder eine Mischung aus diesen sein. Dieses kann ungebunden oder mit einem Bindemittel in gebundener Form vorliegen. In letzterem Fall kann das detonativ umsetzende Material beispielsweise mit Polystyrol oder Polycarbonat als Bindemittel vermengt werden, vorzugsweise wird dieser Mischung dann ein Lösungsmittel für das Polystyrol zugesetzt und die daraus resultierende Paste zu einer festen Masse getrocknet. Als Lösungsmittel kann beispielsweise Butylacetat eingesetzt werden.In particular, a detonating material is used for the pyrotechnic switching of the electrical assembly. This can be, for example, silver azide, nitropenta, hexogen, octogen or a mixture of these. This can be unbound or in bound form with a binding agent. In the latter case, the detonating material can be mixed with polystyrene or polycarbonate as a binder, for example, a solvent for the polystyrene is then preferably added to this mixture and the paste resulting therefrom is dried to a solid mass. Butyl acetate, for example, can be used as a solvent.

Das Anzünd- bzw. Zündmittel zum Aktivieren des deflagrierend oder detonativ umsetzenden Materials ist vorzugsweise ein Mittel, das elektrisch oder durch ein Zündröhrchen oder durch eine pyrotechnische oder optische Übertragungsleitung oder durch Lasereinstrahlung gezündet werden kann. Das Anzünd- bzw. Zündmittel unterscheidet sich von dem deflagrierend oder denotativ umsetzenden Material dadurch, dass es so ausgelegt ist, dass es eine geringere Explosionskraft als das deflagrierend oder detonativ umsetzende Material aufweist. Es ist mangels zu geringer Energieerzeugung nicht in der Lage, die Aufgabe der Baugruppe alleine zu erfüllen, d.h. es kann den internen Strompfad alleine nicht trennen bzw. den internen Verbindungspfad alleine nicht schließen. Hierzu muss das deflagrierend oder detonativ umsetzende Material aktiviert werden, das alleine die Energie erzeugen kann, um die an die Baugruppe gestellte Aufgabe zu erreichen. Dabei kann das Anzündmittel ein sehr empfindlicher Anzündstoff sein, der bei einer eingebrachten Energie ab 0,002 µJ zündet. Das Anzündmittel kann auch ein empfindlicher Anzündstoff sein, der bei einer eingebrachten Energie ab 0,25 µJ zündet. Das Anzündmittel kann aber auch ein weniger empfindlicher Anzündstoff sein, der erst bei einer eingebrachten Energie ab 1 mJ zündet (Airbaganzünder). Das Anzündmittel kann aber auch eine Mischung aus verschiedenen Anzündstoffen sein. Im Gegensatz dazu wird das detonativ oder deflagrierend umsetzende Material durch eine Stoßwelle gezündet.The ignition or ignition means for activating the deflagrating or detonating material is preferably a means that can be ignited electrically or by an ignition tube or by a pyrotechnic or optical transmission line or by laser radiation. The ignition or ignition means differs from the deflagrating or denotative converting material in that it is designed so that it has a lower explosive force than the deflagrating or detonating converting material. In the absence of insufficient energy generation, it is not able to fulfill the task of the module alone, ie it cannot separate the internal current path alone or the internal connection path alone conclude. For this purpose, the deflagrating or detonating material must be activated, which alone can generate the energy to achieve the task placed on the assembly. The igniter can be a very sensitive igniter, which ignites with an applied energy from 0.002 µJ. The igniter can also be a sensitive igniter, which ignites with an introduced energy from 0.25 µJ. The ignition means can, however, also be a less sensitive ignition substance that only ignites when the energy introduced is above 1 mJ (airbag igniter). The ignition means can, however, also be a mixture of different ignition substances. In contrast to this, the detonating or deflagrating material is ignited by a shock wave.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die vorgefertigte Baugruppe ein elektrisches Unterbrechungsschaltglied, das ein Gehäuse, einen ersten und einen zweiten elektrischen Anschlusskontakt zum Zu- und Abführen eines elektrischen Stroms und eine durch das Gehäuse geführte Kontakteinheit, über die der erste und der zweite Anschlusskontakt miteinander verbunden sind, aufweist, wobei die Kontakteinheit im Inneren des Gehäuses einen Trennbereich, einen Treibspiegel und einen Stauchbereich aufweist, wobei der Trennbereich als Hohlzylinder oder Hohlprisma ausgestaltet ist, in dessen Innerem sich die Brennkammer befindet. Die Baugruppe ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie bei der Zündung der Zündeinheit eine Trennung des Stromflusses von dem ersten Anschlusskontakt zu dem zweiten Anschlusskontakt durch die Kontakteinheit unterbricht, indem der Trennbereich in zwei Teile aufgetrennt wird. Dabei wird die Baugruppe von einer Leitstellung, in der der Trennbereich nicht getrennt ist, in eine Leitstellung überführt, in der der Trennbereich getrennt ist.In one embodiment of the present invention, the prefabricated assembly is an electrical interruption switching element, which has a housing, a first and a second electrical connection contact for supplying and discharging an electrical current, and a contact unit guided through the housing, via which the first and second connection contact with one another are connected, wherein the contact unit in the interior of the housing has a separating area, a sabot and a compression area, the separating area is designed as a hollow cylinder or hollow prism, in the interior of which the combustion chamber is located. The assembly is preferably designed such that when the ignition unit is ignited, it interrupts a separation of the current flow from the first connection contact to the second connection contact by the contact unit by dividing the separation area into two parts. The assembly is transferred from a control position in which the separation area is not separated into a control position in which the separation area is separated.

Die Hülse der Zündeinheit ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Für bestimmte Zwecke kann die Hülse aus einem isolierenden Material, z.B. POM, gefertigt sein. Bei Einsatz der Zündeinheit in einem oben beschriebenen elektrischen Unterbrechungsschaltglied führt eine Hülse aus einem isolierenden Material zu einer hohen Isolationsfestigkeit des Zündkreises gegen den im Betrieb auf hohem DC-Potential liegenden Trennbereich des Unterbrechungsschaltglieds.The sleeve of the ignition unit is preferably made of a plastic material. For certain purposes, the sleeve can be made of an insulating material such as POM. When the ignition unit is used in an electrical interruption switching element described above, a sleeve made of an insulating material leads to a high insulation resistance of the ignition circuit against the isolating area of the interruption switching element which is at high DC potential during operation.

In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die vorgefertigte Baugruppe ein elektrisches Verbindungsschaltglied, das ein Gehäuse, einen ersten und einen zweiten elektrischen Anschlusskontakt zum Zu- und Abführen eines elektrischen Stroms und eine durch das Gehäuse geführte Kontakteinheit, über die der erste und der zweite Anschlusskontakt bei Aktivierung über einen pyrotechnisch angetriebenen Verbinder aus elektrisch gut leitfähigem Material miteinander verbunden werden kann, aufweist. Dabei wird die Baugruppe von einer Trennstellung, in der der Verbindungsbereich getrennt ist, in eine Leitstellung überführt, in der der Trennbereich über ein Verbindungselement aus elektrisch gut leitendem Material wie gewünscht bleibend oder auch nur kurzfristig überbrückt wird.In another embodiment of the present invention, the prefabricated assembly is an electrical connecting switching element, which has a housing, a first and a second electrical connection contact for supplying and discharging an electrical current, and a contact unit guided through the housing, via which the first and second connection contacts can be connected to one another when activated via a pyrotechnically driven connector made of electrically highly conductive material. The assembly is transferred from a disconnected position, in which the connection area is separated, to a control position, in which the disconnection area is bridged permanently or for a short time as desired via a connection element made of electrically good conductive material.

Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine pyrotechnische Zündeinheit, die pyrotechnisch schaltbar ist, wobei die Zündeinheit folgende Komponenten aufweist:

(a) ein deflagrierend oder detonativ umsetzendes Material,
(b) ein Anzündmittel zum Aktivieren des deflagrierend oder detonativ umsetzenden Materials,
(c) einen elektrischen Anschluss, ein (pyrotechnisches) Zündröhrchen, eine pyrotechnische (auch bezeichnet als TLX, Nonel, Shock-Tube) oder optische Übertragungsleitung oder eine direkte Lasereinstrahlung zum Zünden des Anzündmittels bzw. der Übertragungsladung, und
(d) eine die Komponenten (a) und (b) umgebende Hülse mit einer einseitigen Öffnung, wobei die Öffnung mit einem Hülsenverschluss verschlossen ist, der so ausgestaltet ist, dass der Hülsenverschluss eine Zuführung für den elektrischen Anschluss, das Zündröhrchen, die pyrotechnische oder optische Übertragungsleitung oder die Lasereinstrahlung in das Innere der Hülse ermöglicht.

The present invention also relates to a pyrotechnic ignition unit which can be switched pyrotechnically, the ignition unit having the following components:

(a) a deflagrating or detonative material,
(b) an ignition means for activating the deflagrating or detonating material,
(c) an electrical connection, a (pyrotechnic) ignition tube, a pyrotechnic (also referred to as TLX, Nonel, Shock-Tube) or optical transmission line or direct laser radiation for igniting the ignition means or the transmission charge, and
(d) A sleeve surrounding components (a) and (b) with an opening on one side, the opening being closed with a sleeve closure which is designed so that the sleeve closure is a feed for the electrical connection, the ignition tube, the pyrotechnic or allows optical transmission line or laser radiation into the interior of the sleeve.

Dabei ist die erfindungsgemäße Zündeinheit vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie in eine Brennkammer einer vorgefertigten elektrischen Baugruppe eingeschoben oder eingeschraubt werden kann. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Zündeinheit vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie den Raum der Brennkammer in einer vorgefertigten elektrischen Baugruppe im Wesentlichen vollständig ausfüllt. Auch kann die erfindungsgemäße Zündeinheit so ausgestaltet sein, dass deren Hülse an der Innenwand der Brennkammer im Wesentlichen vollständig anliegen kann. Alle Merkmale, die in Bezug auf die erfindungsgemäße Verwendung der Zündeinheit hierin genannt sind, gelten gleichermaßen auch für die erfindungsgemäße Zündeinheit sowie für die nachstehend in der erfindungsgemäßen elektrischen Baugruppe beschriebene Zündeinheit, und umgekehrt.The ignition unit according to the invention is preferably designed in such a way that it can be pushed or screwed into a combustion chamber of a prefabricated electrical assembly. Furthermore, the ignition unit according to the invention is preferably designed in such a way that it essentially completely fills the space of the combustion chamber in a prefabricated electrical assembly. The ignition unit according to the invention can also be designed in such a way that its sleeve can lie essentially completely against the inner wall of the combustion chamber. All features that are mentioned herein with regard to the use of the ignition unit according to the invention also apply equally to the ignition unit according to the invention and to the ignition unit described below in the electrical assembly according to the invention, and vice versa.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Baugruppe, insbesondere ein elektrisches Unterbrechungsschaltglied, mit einer erfindungsgemäßen pyrotechnischen Zündeinheit, wobei die Baugruppe ein Gehäuse, einen ersten und einen zweiten elektrischen Anschlusskontakt zum Zu- und Abführen eines elektrischen Stroms und eine durch das Gehäuse geführte Kontakteinheit, über die der erste und der zweite Anschlusskontakt miteinander verbunden sind, aufweist, wobei die Kontakteinheit im Inneren des Gehäuses einen Trennbereich, einen Treibspiegel und einen Stauchbereich aufweist, wobei der Trennbereich als Hohlzylinder oder Hohlprisma ausgestaltet ist, in dessen Inneren sich eine Brennkammer befindet, in die die pyrotechnische Zündeinheit eingeführt ist.The present invention also relates to an assembly, in particular an electrical interrupt switching element, with a pyrotechnic ignition unit according to the invention, the assembly having a housing, a first and a second electrical connection contact for supplying and discharging an electrical current and a contact unit guided through the housing via which the first and the second connection contact are connected to one another, the contact unit having a separating area, a sabot and a compression area in the interior of the housing, the separating area being designed as a hollow cylinder or hollow prism, inside of which there is a combustion chamber into which the pyrotechnic ignition unit is inserted is.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Alle Merkmale, die in Bezug auf eine bestimmte Figur beschrieben werden, können auch auf die Unterbrechungsschaltglieder der anderen Figuren übertragen werden, sofern technisch realisierbar:

1 zeigt einen Längsschnitt einer pyrotechnischen Zündeinheit.
2 zeigt einen Längsschnitt durch eine vorgefertigte Baugruppe in der Leitstellung ohne eine eingesetzte Zündeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
3a zeigt einen Längsschnitt durch eine Baugruppe in der Leitstellung mit einer pyrotechnischen Zündeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
3b zeigt einen Längsschnitt durch eine Baugruppe nach 3a nach Zündung der pyrotechnischen Zündeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung (Trennstellung).
4a zeigt einen Längsschnitt durch eine Baugruppe in der Leitstellung mit einer pyrotechnischen Zündeinheit mit einem Treibspiegel mit vermindertem Umfang gemäß der vorliegenden Erfindung.
4b zeigt einen Längsschnitt durch eine Baugruppe nach 4a nach Zündung der pyrotechnischen Zündeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung (Trennstellung).
5a bis 5d zeigen Längsschnitte von pyrotechnischen Zündeinheiten wie in 1, die jedoch anstelle des elektrischen Anschlusses/Zündkabels in 5a eine pyrotechnische Übertragungsleitung, in 5b eine optische Übertragungsleitung und in den 5c und 5d eine Lasereinstrahlung zum Zünden des Anzündmittels aufweisen.

The invention is explained in more detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. All features that are described with reference to a certain figure can also be transferred to the interruption switching elements of the other figures, provided that this is technically feasible:

1 shows a longitudinal section of a pyrotechnic ignition unit.
2 shows a longitudinal section through a prefabricated assembly in the control position without an inserted ignition unit according to the present invention.
3a shows a longitudinal section through an assembly in the control position with a pyrotechnic ignition unit according to the present invention.
3b shows a longitudinal section through an assembly according to 3a after ignition of the pyrotechnic ignition unit according to the present invention (disconnected position).
4a shows a longitudinal section through an assembly in the control position with a pyrotechnic ignition unit with a sabot of reduced size according to the present invention.
4b shows a longitudinal section through an assembly according to 4a after ignition of the pyrotechnic ignition unit according to the present invention (disconnected position).
5a until 5d show longitudinal sections of pyrotechnic ignition units as in 1 which, however, instead of the electrical connection / ignition cable in 5a a pyrotechnic transmission line, in 5b an optical transmission line and into the 5c and 5d have laser radiation for igniting the ignition means.

1 zeigt einen Längsschnitt einer pyrotechnischen Zündeinheit 1, die in eine vorgefertigte Baugruppe 2 eingesetzt bzw. eingeschraubt werden kann. Die Zündeinheit 1 weist eine Hülse 6 mit einer Länge 6a auf. Die Hülse 6 ist vorzugsweise auf einer Seite geschlossen (links) und weist auf der gegenüberliegenden Seite von der geschlossenen Seite eine Öffnung auf (rechts). Benachbart zur geschlossenen Seite befindet sich vorzugsweise ein Bereich mit dem deflagrierend oder detonativ umsetzenden Material 3. Wie in der 1 gezeigt, kann die Zündeinheit 1 einen Stoßwellenkegel 8 aufweisen, dessen Grundfläche entlang der geschlossenen Seite der Hülse 6 verläuft. Die Spitze des Stoßwellenkegels 8 weist vorzugsweise in die Richtung des deflagierend oder detonativ umsetzenden Materials 3. Der Stoßwellenkegel 8 kann einen Kegelwinkel zwischen <180° und 60° aufweisen, wobei ein Winkel von 90° bevorzugt ist. Der Stoßwellenkegel hat die Aufgabe, das Volumen der Brennkammer 15 zu verkleinern und den bzw. die vom deflagrierend oder detonativ umsetzenden Material 3 nach dessen Zündung ausgehenden Druckstoß bzw. ausgehende Druckwelle um 90° zu reflektieren und gegen das Material des Trennbereichs 20 zu lenken. Die Volumenverkleinerung der Brennkammer 15 bringt einen steileren Druckanstieg und ein höheres Druckmaximum als ohne Stoßwellenkegel 8. Daraus resultiert ein heftigeres und schnelleres Aufreißen des Trennbereichs 20. Die kegelige Mantelfläche des Stoßwellenkegels 8 reflektiert zudem den durch das deflagrierend oder detonativ umsetzende Material 3 generierten Druckstoß, der danach direkt auf das Material des Trennbereichs 20 trifft. Ohne Stoßwellenkegel 8 würde sich das generierte Gas erst aufstauen, dabei Energie an den dicken zentralen Bereich des Trennbereichs 20 verlieren. Als Material für den Stoßwellenkegel 8 eignet sich PEEK oder Torlon, in einigen Fällen ist jedoch auch ein Metall, wie Kupfer, Edelstahl oder gehärteter Stahl von Vorteil. Will man zusätzlich Energie generieren, kann der Stoßwellenkegel 8 aus Aluminium hergestellt werden, das bei hoher Temperatur wie ein Brennstoff umsetzt und so zusätzlich Energie für den Aufbrechvorgang generiert. Der nach dem Schaltvorgang vorherrschende Isolationswiderstand würde hierdurch nicht verschlechtert, weil das Aluminium zu Aluminiumoxid verbrennt, das wiederum ein guter Nichtleiter ist. Benachbart zum deflagrierend oder detonativ umsetzenden Material 3 befindet sich ein Bereich mit einem Anzündmittel 4, das vorzugsweise ein Material ist, das durch Anlegen einer elektrischen Spannung zündet. Wird das Andzündmittel 4 gezündet, so zündet dieses das deflagrierend oder detonativ umsetzende Material 3. Die Öffnung der Hülse 6 ist mit einem Hülsenverschluss 7 verschlossen, der vorzugsweise in die Öffnung der Hülse 6 hineingeschoben oder hineingesteckt und vorzugsweise verklebt wird. Der Hülsenverschluss 7 weist eine Länge 7a auf und ist vorzugsweise aus einem Material wie PEEK oder Torlon. Wie aus 1 ersichtlich, ragt ein Teil des Hülsenverschlusses 7 vorzugsweise in die Hülse hinein. Der Hülsenverschluss 7 weist vorzugsweise einen elektrischen Anschluss bzw. ein Zündkabel 5 auf, das in einer Geflechtschraube 11 durch einen Verguss 12 fixiert wird. Aus dem Zündkabel 5 ragen vorzugsweise zwei Adern 9 im Inneren des Hülsenverschlusses 7 bis zum Anzündmittel 4. Diese Adern 9 können durch einen Verguss 13 im Inneren des Hülsenverschlusses 7 fixiert werden. Damit der Teil der Geflechtschraube 11 elektrisch abgeschirmt ist, weist der Hülsenverschluss 7 vorzugsweise eine Schirmung 10 auf. Die Zündeinheit 1 weist vorzugsweise auch umlaufend um den Hülsenverschluss 7 ein Außengewinde 14 auf, mit dem die Zündeinheit 1 in eine Baugruppe 2 eingeschraubt werden kann. 1 shows a longitudinal section of a pyrotechnic ignition unit 1 that are in a pre-fabricated assembly 2 can be used or screwed in. The ignition unit 1 has a sleeve 6th with a length 6a on. The sleeve 6th is preferably closed on one side (left) and has an opening on the opposite side of the closed side (right). An area with the deflagrating or detonative material is preferably located adjacent to the closed side 3 . Like in the 1 shown, the ignition unit 1 a shock wave cone 8th have, the base of which is along the closed side of the sleeve 6th runs. The tip of the shock wave cone 8th preferably points in the direction of the deflagging or detonating material 3 . The shock wave cone 8th can have a cone angle between <180 ° and 60 °, an angle of 90 ° being preferred. The task of the shock wave cone is the volume of the combustion chamber 15th to reduce the size and the deflagrating or detonative material 3 after its ignition, to reflect outgoing pressure surge or outgoing pressure wave by 90 ° and against the material of the separation area 20th to steer. The reduction in volume of the combustion chamber 15th brings a steeper rise in pressure and a higher pressure maximum than without a shock wave cone 8th . This results in a more violent and faster tearing of the separation area 20th . The conical outer surface of the shock wave cone 8th also reflects the deflagrating or detonative material 3 generated pressure surge, which then directly affects the material of the separation area 20th meets. Without shock wave cone 8th the generated gas would first accumulate, thereby energy to the thick central area of the separation area 20th lose. As a material for the shock wave cone 8th PEEK or Torlon are suitable, but in some cases a metal such as copper, stainless steel or hardened steel is also advantageous. If you want to generate additional energy, the shock wave cone can 8th made of aluminum, which converts like a fuel at high temperature and thus generates additional energy for the breaking process. The insulation resistance prevailing after the switching process would not deteriorate as a result, because the aluminum burns to aluminum oxide, which in turn is a good non-conductor. Adjacent to the deflagrating or detonative material 3 there is an area with a kindling agent 4th , which is preferably a material that ignites when an electrical voltage is applied. Will the igniter 4th ignited, this ignites the deflagrating or detonative converting material 3 . The opening of the sleeve 6th is with a sleeve lock 7th closed, which is preferably in the opening of the sleeve 6th is pushed in or plugged in and preferably glued. The sleeve lock 7th has a length 7a and is preferably made of a material such as PEEK or Torlon. How out 1 can be seen, a part of the sleeve lock protrudes 7th preferably into the sleeve. The sleeve lock 7th preferably has an electrical connection or an ignition cable 5 on that in a braid screw 11th by potting 12th is fixed. From the ignition cable 5 preferably two wires protrude 9 inside the sleeve lock 7th to the kindling agent 4th . These veins 9 can through a potting 13th inside the sleeve lock 7th fixed will. So that the part of the braid screw 11th is electrically shielded, has the sleeve lock 7th preferably a shield 10 on. The ignition unit 1 preferably also points all the way around the sleeve lock 7th an external thread 14th with which the ignition unit 1 in an assembly 2 can be screwed in.

Die 2, 3a und 4a zeigen Baugruppen 2 in der Form von Unterbrechungsschaltgliedern in ihrer Leitstellung, und zwar in der 2 in der Form einer vorgefertigten elektrischen Baugruppe 2 ohne eingesetzte pyrotechnische Zündeinheit 1 und in den 3a und 4a in der Form einer erfindungsgemäßen elektrischen Baugruppe 2, in der die pyrotechnische Zündeinheit 1 bereits integriert ist. Die gezeigten Baugruppen 2 weisen ein Gehäuse 16 auf, das eine Kontakteinheit 19 umschließt, wobei sich Teile der Kontakteinheit 19 im Gehäuse 16 befinden, und insbesondere der erste und der zweite elektrische Anschlusskontakt 17 und 18 auf gegenüberliegenden Seiten aus dem Gehäuse 16 herausragen. Die Kontakteinheit 19 weist eine Länge 19a auf. Die Kontakteinheit 19 ist aus einem elektrisch leitenden Material, vorzugsweise einem Metall gefertigt. Auf der Seite des ersten Anschlusskontaktes 17 ist die Kontakteinheit 19 vorzugsweise mit dem elektrisch leitenden Gehäuse 16 verbunden, d.h. der erste Anschlusskontakt liegt auf Gehäusepotenzial. Im Gegensatz dazu ist die Kontakteinheit 19 auf der Seite des zweiten Anschlusskontakts 18 gegenüber dem Gehäuse 16 durch einen Isolator 25 isoliert. Dieser Aufbau ist ein sogenannter reverser Aufbau bezüglich des Anliegens des Gehäusepotenzials gegenüber den in der früheren DE 102016124176 A1 gezeigten Unterbrechungsschaltgliedern, die jedoch gleichermaßen erfindungsgemäß als vorgefertigte Baugruppen eingesetzt werden können. Bei dem hier vorliegenden reversen Aufbau ist es nicht nötig, den Treibspiegel zweiteilig, d.h. mit einem umgebenden elektrisch isolierenden Material, zu gestalten. Der Hauptvorteil liegt hier in der Einsparung eines teuren Bauteils, nämlich des zweiten Teils des Treibspiegels aus elektrisch isolierendem Material. Vorzugsweise weist die Kontakteinheit 19 benachbart zu der Seite des zweiten Anschlusskontakts 18 eine Brennkammer 15 auf, die vorzugsweise hohlzylindrisch oder hohlprismatisch ist. Diese Brennkammer 15 der vorgefertigten elektrischen Baugruppe 2 ist vorzugsweise von außen von der Seite des zweiten Anschlusskontakts 18 zugänglich, und zwar indem die Kontakteinheit 19 im Bereich des zweiten Anschlusskontakts 18 ebenfalls als Hohlzylinder oder Hohlprisma ausgebildet ist, dessen Hohlraum mit der Brennkammer 15 verbunden ist. Auf diese Weise kann die pyrotechnische Zündeinheit 1 von Seiten des zweiten Anschlusskontakts 18 vollständig bis in die Brennkammer 15 eingeschoben werden. Die Brennkammer 15 wird von einem Trennbereich 20 umgeben, der bei Zünden der Zündeinheit 1 aufreißt, so dass der Trennbereich 20 in zwei Teile aufgetrennt wird, mit der Folge, dass die Kontakteinheit 19 in zwei Teile überführt wird. Der Trennbereich 20 ist vorzugsweise von einer Fluidkammer 23 umgeben, in der sich ein Fluid, vorzugsweise ein Löschmittel für einen möglichen Lichtbogen zwischen den zwei getrennten Teilen des Trennbereichs 20, befindet. Durch Zünden der Zündeinheit 1 und Aufreißen des Trennbereichs 20 wird ein Teil des in der Fluidkammer 23 befindlichen Fluids verdampft, so dass ein Druck auf den angrenzenden Treibspiegel 21 ausgeübt wird. Durch Bedrücken des Treibspiegels 21 kann dieser in Richtung des ersten Anschlusskontakts 17 geschoben werden, sodass ein daran angrenzender Stauchbereich 22 gestaucht wird. Auf diese Weise werden die getrennten Endbereiche 20a (siehe 3b und 4b) des Trennbereichs 20 auseinandergeschoben, um einem Lichtbogen die Überbrückung schwerstmöglich zu machen. Weiterhin weist das Unterbrechungsschaltglied 2 in den 2 und 3a einen Treibspiegel 21 auf, der nahezu bis zum inneren Rand des Gehäuses 16 reicht, jedoch durch eine Innenisolation 24 von diesem getrennt ist. Im Gegensatz dazu zeigt die 4a ein Unterbrechungsschaltglied 2 mit einem Treibspiegel 21, dessen Außendurchmesser deutlich kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses 16 ist. Dafür ist die Innenisolation 24 des Gehäuses 16 in dem Bereich, in dem sich der Treibspiegel 21 bewegt, deutlich größer, so dass der verkleinerte Treibspiegel 21 entlang dieser Innenisolation 24 geführt wird. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass bei einem ähnlich großen Fluidvolumen der Fluidkammer 23 wie in 3a die Volumenänderung des Fluids nach der Auslösung kleiner ist, d.h. der Druck im Gehäuse wird erhöht und das Fluid bzw. dessen Umwandlungsprodukte bleibt/bleiben dichter, so dass es für einen möglichen Lichtbogen weniger Lufteinschlüsse gibt, die er nutzen kann. Außerdem kann durch einen kleineren Außendurchmesser des Treibspiegels 21 der Innendurchmesser des Gehäuses 16 verkleinert werden. Da hierdurch die Druckbelastung auf das Gehäuse 16 stark sinkt, kann die Dicke der Wand des Gehäuses 16 verringert werden, wodurch erheblich Gewicht eingespart werden kann.the 2 , 3a and 4a show assemblies 2 in the form of interruption switching elements in their control position, namely in the 2 in the form of a prefabricated electrical assembly 2 without inserted pyrotechnic ignition unit 1 and in the 3a and 4a in the form of an electrical assembly according to the invention 2 , in which the pyrotechnic ignition unit 1 is already integrated. The assemblies shown 2 have a housing 16 on that a contact unit 19th encloses, with parts of the contact unit 19th in the housing 16 are located, and in particular the first and the second electrical connection contact 17th and 18th on opposite sides from the housing 16 stick out. The contact unit 19th has a length 19a on. The contact unit 19th is made of an electrically conductive material, preferably a metal. On the side of the first connection contact 17th is the contact unit 19th preferably with the electrically conductive housing 16 connected, ie the first connection contact is at the housing potential. In contrast, is the contact unit 19th on the side of the second connection contact 18th opposite the housing 16 through an isolator 25th isolated. This structure is a so-called reverse structure with regard to the application of the housing potential compared to the previous one DE 102016124176 A1 Interrupting switching elements shown, which, however, can also be used according to the invention as prefabricated assemblies. With the reverse structure present here, it is not necessary to design the sabot in two parts, ie with a surrounding electrically insulating material. The main advantage here is the saving of an expensive component, namely the second part of the sabot made of electrically insulating material. The contact unit preferably has 19th adjacent to the side of the second connection contact 18th a combustion chamber 15th on, which is preferably hollow cylindrical or hollow prismatic. This combustion chamber 15th the prefabricated electrical assembly 2 is preferably from the outside from the side of the second connection contact 18th accessible by the contact unit 19th in the area of the second connection contact 18th is also designed as a hollow cylinder or hollow prism, the cavity of which with the combustion chamber 15th connected is. In this way, the pyrotechnic ignition unit 1 from the side of the second connection contact 18th all the way into the combustion chamber 15th be inserted. The combustion chamber 15th is from a separation area 20th surrounded by the ignition of the ignition unit 1 tears open so that the separation area 20th is separated into two parts, with the result that the contact unit 19th is converted into two parts. The separation area 20th is preferably from a fluid chamber 23 surrounded, in which there is a fluid, preferably an extinguishing agent for a possible arc between the two separate parts of the separation area 20th , is located. By igniting the ignition unit 1 and tearing open the separation area 20th becomes part of the in the fluid chamber 23 located fluid evaporates, so that a pressure on the adjacent sabot 21 is exercised. By pressing the sabot 21 can this in the direction of the first connection contact 17th be pushed so that an adjacent compression area 22nd is compressed. In this way the separated end regions 20a (please refer 3b and 4b) of the separation area 20th pushed apart in order to make bridging the most difficult possible for an arc. Furthermore, the interruption switching element 2 in the 2 and 3a a sabot 21 on, almost to the inner edge of the case 16 is enough, but with an inner insulation 24 is separated from this. In contrast, the 4a an interrupter 2 with a sabot 21 , the outside diameter of which is significantly smaller than the inside diameter of the housing 16 is. That's what the inner insulation is for 24 of the housing 16 in the area where the sabot is 21 moved, significantly larger, so that the reduced sabot 21 along this inner insulation 24 to be led. This embodiment has the advantage that with a similarly large fluid volume of the fluid chamber 23 as in 3a the change in volume of the fluid after triggering is smaller, ie the pressure in the housing is increased and the fluid or its conversion products remains / remain denser, so that there are fewer air pockets that can be used for a possible arc. In addition, the sabot has a smaller outer diameter 21 the inside diameter of the housing 16 can be reduced in size. As a result, the pressure load on the housing 16 drops sharply, the thickness of the wall of the case can be 16 can be reduced, which can save considerable weight.

Weiterhin können die Unterbrechungsschaltglieder 2 der 2, 3a und 4a eine erste und/oder eine zweite Isolationsschicht 26 und 27 aufweisen, damit das blanke Metall des Gehäuses 16 bzw. der Kontakteinheit 19 abgeschirmt wird. Auf diese Weise kann ein möglicher Lichtbogen an diesen Stellen keinen Fuß fassen, so dass der Lichtbogen mittig des Gehäuses 16 zentral zwischen den getrennten Teilen des Trennbereichs 20 stehenbleibt, so dass möglichst wenig des isolierenden Fluids zerstört wird. Als Material für die erste und zweite Isolationsschicht 26 und 27 eignen sich insbesondere NBR oder EPDM. Dieselbe genannte Aufgabe hat auch die Innenisolation 24 des Gehäuses 16.Furthermore, the interruption switching elements 2 the 2 , 3a and 4a a first and / or a second insulation layer 26th and 27 have so that the bare metal of the housing 16 or the contact unit 19th is shielded. In this way, a possible arc cannot gain a foothold at these points, so that the arc is in the middle of the housing 16 centrally between the separated parts of the separation area 20th stops so that as little of the insulating fluid as possible is destroyed. As a material for the first and second insulation layers 26th and 27 NBR or EPDM are particularly suitable. The inner insulation also has the same task 24 of the housing 16 .

Die 3b und 4b zeigen die Baugruppen 2 in der Trennstellung, d.h. nach der Zündung der Zündeinheit 1. Durch die Trennung des Trennbereichs 20 und die Bewegung des Treibspiegels 21 vergrößert sich die Fluidkammer 23 zu der Fluidkammer 23a und der Stauchbereich 22 wird zusammengestaucht. Der Stoßwellenkegel 8 der Zündeinheit 1 verbleibt hier durch den starken entstehenden Druck an dem treibspiegelseitigen Endbereich 20a des Trennbereichs 20.the 3b and 4b show the assemblies 2 in the disconnected position, ie after the ignition unit has been ignited 1 . By separating the separation area 20th and the movement of the sabot 21 the fluid chamber is enlarged 23 to the fluid chamber 23a and the compression area 22nd is compressed. The shock wave cone 8th the ignition unit 1 remains here due to the strong pressure created on the sabot-side end area 20a of the separation area 20th .

5a zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen pyrotechnischen Zündeinheit 1 wie in 1, die jedoch anstelle des elektrischen Anschlusses/Zündkabels 5 eine pyrotechnische Übertragungsleitung 5a aufweist, wie sie weiter oben beschrieben ist. Die Zündeinheit 1 weist zwischen dem Anzündmittel/der Übertragungsladung 4 und der pyrotechnischen Übertragungsleitung 5a ein Rückschlagventil 28 auf, das die weiter oben beschriebene Wirkung hat. 5a shows a longitudinal section of a pyrotechnic ignition unit according to the invention 1 as in 1 , however, instead of the electrical connection / ignition cable 5 a pyrotechnic transmission line 5a as described above. The ignition unit 1 points between the igniter / transfer charge 4th and the pyrotechnic transmission line 5a a check valve 28 that has the effect described above.

5b zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen pyrotechnischen Zündeinheit 1 wie in 1, die jedoch anstelle des elektrischen Anschlusses/Zündkabels 5 eine optische Übertragungsleitung 5b in der Form einer Glasfaser aufweist. 5b shows a longitudinal section of a pyrotechnic ignition unit according to the invention 1 as in 1 , however, instead of the electrical connection / ignition cable 5 an optical transmission line 5b in the form of a fiberglass.

5c zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen pyrotechnischen Zündeinheit 1 wie in 1, die jedoch anstelle des elektrischen Anschlusses/Zündkabels 5 eine Lasereinstrahlung 5c aufweist, bei der ein Laserstrahl über eine Linse 29 gebündelt wird. 5c shows a longitudinal section of a pyrotechnic ignition unit according to the invention 1 as in 1 , however, instead of the electrical connection / ignition cable 5 a laser radiation 5c in which a laser beam passes through a lens 29 is bundled.

5d zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen pyrotechnischen Zündeinheit 1 wie in 1, die jedoch anstelle des elektrischen Anschlusses/Zündkabels 5 eine Lasereinstrahlung 5c aufweist, die von einer Laserdiode 30 stammt, die über einen elektrischen Anschluss 31 angesteuert werden kann. 5d shows a longitudinal section of a pyrotechnic ignition unit according to the invention 1 as in 1 , however, instead of the electrical connection / ignition cable 5 a laser radiation 5c having that of a laser diode 30th originates from an electrical connection 31 can be controlled.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: pyrotechnische Zündeinheit (vor Zündung)pyrotechnic ignition unit (before ignition)
1a1a: pyroelektrische Zündeinheit nach ZündungPyroelectric ignition unit after ignition
22: Baugruppemodule
33: deflagrierend oder detonativ umsetzendes Materialdeflagrant or detonative material
44th: Anzündmittel/ÜbertragungsladungIgniter / Transfer Charge
55: elektrischer Anschluss/Zündkabelelectrical connection / ignition cable
5a5a: pyrotechnische Übertragungsleitungpyrotechnic transmission line
5b5b: optische Übertragungsleitungoptical transmission line
5c5c: LasereinstrahlungLaser radiation
66th: HülseSleeve
6a6a: Länge der HülseLength of the sleeve
77th: HülsenverschlussSleeve lock
7a7a: Länge des HülsenverschlussesLength of the sleeve lock
88th: StoßwellenkegelShock wave cone
99: Adern des ZündkabelsWires of the ignition cable
1010: Schirmung des ZündkabelsShielding of the ignition cable
1111: GeflechtschraubeBraid screw
1212th: Verguss in der GeflechtschraubePotting in the braided screw
1313th: Verguss für die ZündkabelPotting for the ignition cables
1414th: Außengewinde des HülsenverschlussesExternal thread of the sleeve closure
1515th: BrennkammerCombustion chamber
1616: Gehäusecasing
1717th: erster elektrischer Anschlusskontaktfirst electrical connection contact
1818th: zweiter elektrischer Anschlusskontaktsecond electrical connection contact
1919th: KontakteinheitContact unit
19a19a: Länge der KontakteinheitLength of the contact unit
2020th: TrennbereichSeparation area
20a20a: Endbereiche des getrennten TrennbereichsEnd areas of the separated separation area
2121: TreibspiegelSabot
2222nd: StauchbereichCompression area
2323: Fluidkammer in der LeitstellungFluid chamber in the control position
23a23a: Fluidkammer in der TrennstellungFluid chamber in the separated position
2424: Innenisolation des GehäusesInternal insulation of the housing
2525th: Isolator zwischen Gehäuse und StauchbereichInsulator between the housing and the compression area
2626th: erste Isolationsschichtfirst layer of insulation
2727: zweite Isolationsschichtsecond insulation layer
2828: Rückschlagventilcheck valve
2929: Linselens
3030th: LaserdiodeLaser diode
3131: elektrischer Anschluss für die Laserdiodeelectrical connection for the laser diode
II.: elektrischer Stromelectrical current

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102019104451 A1 [0002]
DE 102020118279 A1 [0002]
DE 102016124176 A1 [0024]

Claims

Use of a pyrotechnic ignition unit (1) for insertion into a prefabricated assembly (2) which can be pyrotechnically switched, the ignition unit (1) having the following components: (a) a deflagrating or detonative material, (b) an ignition device for activating the deflagrating or detonative material, (c) an electrical connection, an ignition tube, a pyrotechnic or optical transmission line or direct laser radiation for igniting the ignition means, and (D) a sleeve surrounding components (a) and (b) with an opening on one side, the opening being closed with a sleeve closure which is designed so that the sleeve closure is a feed for the electrical connection, the ignition tube, the pyrotechnic or allows optical transmission line or laser radiation into the interior of the sleeve.

Use after Claim 1 , wherein the prefabricated assembly (2) has a combustion chamber (15) which is designed such that the ignition unit (1) is pushed or screwed into the combustion chamber (15) from the outside.

Use after Claim 2 , the size of the combustion chamber (15) being designed such that it is essentially completely filled by the ignition unit (1).

Use after one of the Claims 1 until 3 wherein the deflagrating or detonative reacting material (3) comprises a material selected from the group consisting of silver azide, nitropenta, hexogen, octogen or a mixture thereof.

Use after one of the Claims 1 until 4th , wherein the sleeve (6) consists of an electrically insulating material, for example plastics or ceramic materials.

Use after one of the Claims 2 until 5 , wherein the prefabricated assembly (2) is an electrical interrupt switching element, which has a housing (16), a first and a second electrical connection contact (17, 18) for supplying and removing an electrical current and a contact unit guided through the housing (16) (19), via which the first and second connection contacts (17, 18) are connected to one another, the contact unit (19) in the interior of the housing (16) having a separating area (20), a sabot (21) and a compression area (22), the separating region (20) being designed as a hollow cylinder or hollow prism, in the interior of which the combustion chamber (15) is located.

Pyrotechnic ignition unit (1) which can be switched pyrotechnically, the ignition unit (1) having the following components: a. a deflagrating or detonative material, b. an ignition device to activate the deflagrating or detonative material, c. an electrical connection, an ignition tube, a pyrotechnic or optical transmission line or direct laser radiation for igniting the ignition means, and d. a sleeve surrounding components (a) and (b) with an opening on one side, the opening being closed with a sleeve closure which is designed so that the sleeve closure is a feed for the electrical connection, the ignition tube, the pyrotechnic or optical transmission line or allows laser radiation into the interior of the sleeve.

Assembly (2), in particular an electrical interruption switching element, with a pyrotechnic ignition unit (1) according to FIG Claim 7 , wherein the assembly (2) has a housing (16), a first and a second electrical connection contact (17, 18) for supplying and removing an electrical current and a contact unit (19) guided through the housing (16), via which the The first and second connection contacts (17, 18) are connected to one another, the contact unit (19) having a separating area (20), a sabot (21) and a compression area (22) in the interior of the housing (16), the Separation area (20) is designed as a hollow cylinder or hollow prism, in the interior of which there is a combustion chamber (15) in which the pyrotechnic ignition unit (1) is inserted and preferably completely fills the combustion chamber volume.