DE19749135A1 - Emergency circuit cut-out device for e.g. separating vehicle battery from onboard electrics - Google Patents
Emergency circuit cut-out device for e.g. separating vehicle battery from onboard electricsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum definierten und schnellen Trennen von elektrischen Starkstromkreisen im Notfall, die selbst ohne Wartung noch nach bis zu 20 Jahren zuverlässig die Funktion ausübt und dabei kein zusätzliches Gefahrenpo tential in Form von Heißgas, Partikel, Wurfstücke oder hohe, im abgeschalteten Stromkreis induzierte Spannungen nach außen darstellt.The invention relates to a device for the defined and rapid separation of electrical power circuits in an emergency, even after no maintenance, up to 20 years of reliable function and no additional risk potential in the form of hot gas, particles, throwing pieces or high, in the switched off Circuit represents induced voltages to the outside.
Der Einsatz ist vornehmlich in der KFZ-Technik geplant zum definierten irreversiblen Trennen der Bordverkabelung von der Autobatterie kurz nach einem Unfall, um Zündquellen durch Funken und Plasma zu vermeiden, die entstehen, wenn bei spielsweise Kabelisolationen durch während des Unfalls eindringendes Karosse rieblech aufgescheuert wurden oder lose Kabelende gegeneinander oder gegen Blechteile schwingen - insbesondere dann, wenn Benzin ausläuft und sich Benzin dampf unter der Motorhaube ansammeln und sich dort zündfähige Benzin-Luft- Gemische bilden können.The use is primarily planned in automotive technology for the defined irreversible Disconnect the on-board wiring from the car battery shortly after an accident Avoid ignition sources from sparks and plasma that arise when at for example, cable insulation due to the body penetrating during the accident were rubbed open or loose cable ends against each other or against Sheet metal parts vibrate - especially when gasoline leaks and gasoline runs out vapor under the hood and ignitable gasoline air Can form mixtures.
Bisher eingesetzte Vorrichtungen, wie die von der DNAG zur Trennung der Autover kabelung von der Autobatterie bei einem Unfall zur Vermeidung zusätzlicher Zünd quellen für eventuell ausgeströmtes und danach verdampftes Benzin entwickelte und eingesetzte Baugruppe sind begrenzt bezüglich der Schneideleistung und/oder er zeugen durch den Trennvorgang im getrennten Stromkreis so hohe induzierte Spannungen, daß hier angeschlossene elektrische Geräte beschädigt werden, was aber nicht zulässig und erwünscht ist.Devices used up to now, such as those used by DNAG to separate cars wiring from the car battery in an accident to avoid additional ignition sources for any escaped and then evaporated gasoline developed and used assembly are limited in terms of cutting performance and / or he testify so high induced by the separation process in the separate circuit Voltages that here connected electrical devices are damaged what but is not permitted and desired.
So drückt ein aus einer Brennkammer und einem elektrisch nicht leitfähigen Material gefertigten Werkzeug bestehendes, quasi herkömmliches Kraftelement nach der Auslösung durch den Airbagsensor auf den sehr stark gekerbten elektrischen Leiter mit einem Querschnitts von beispielsweise 10 mm × 4 mm, worauf das Material die ses Leiters bricht und der Stromfluß zu den an der Verkabelung angeschlossenen Verbrauchern bzw. den eventuell aufgescheuerten Kabelstücken abbricht.So presses out of a combustion chamber and an electrically non-conductive material manufactured tool existing, quasi conventional force element according to the Triggered by the airbag sensor on the very strongly notched electrical conductor with a cross section of, for example, 10 mm × 4 mm, whereupon the material This conductor breaks and the current flows to those connected to the wiring Consumers or the possibly chafed cable pieces breaks off.
Durch die Einkerbung des Materials wird zunächst relativ wenig Kraft zur Trennung benötigt, andererseits bricht der Leiter und damit der Stromfaden so schnell ab, daß im Stromkreis sehr hohe Spannungen induziert werden und dadurch angeschlosse ne Geräte und Isolationen irreversibel beschädigt werden.Notching the material initially means that there is relatively little force to separate needed, on the other hand, the conductor and thus the current thread breaks off so quickly that Very high voltages are induced in the circuit and are therefore connected ne devices and insulation are irreversibly damaged.
Anders aufgebaute Vorrichtung zur Trennung von Kraftströmen, wie sie aus der
Starkstromtechnik her bekannt sind, werden hier nicht betrachtet, weil sie entweder
relaisartig aufgebaut sind (d. h. hier in diesem Zusammenhang das Öffnen von Kon
takten durch eine Magnetspule oder durch ein kleines Kraftelement, wie es heute
schon in der Überlandleitungstechnik hier und da eingesetzt wird) und damit die ge
forderten Zuverlässigkeiten nach 20 Jahren ohne einzige Schaltung und ohne War
tung bei der im PKW vorkommenden mechanischen und thermisch/klimatischen
Umwelt nicht im Ansatz erreichen, oder bei entsprechender Ausführung einfach um
Größenordnungen zu teuer sind (die angestrebte Baugruppe hat heute einen Ver
kaufspreis von ca. 7 DM) oder einfach zu schwer und zu groß - die Baugruppe soll
ohne Bauänderungen anstelle der heute üblichen Batterieklemme verwendet wer
den!
Bereits zuverlässiger und ohne den Leiter kerben zu müssen arbeitet die aus der
Anmeldung Nr. 19732650.1 bekannt gewordene Vorrichtung, wobei der Leiterquer
schnitt durch einen Leistungskutter im vollen einfach abgeschnitten bzw. getrennt
wird.Different constructed device for the separation of power currents, as they are known from heavy current technology, are not considered here because they are either constructed in a relay-like manner (ie in this context, the opening of contacts by a solenoid or by a small force element, as is the case here is already used here and there in overhead line technology today) and therefore does not approach the required reliability after 20 years without a single circuit and without maintenance in the mechanical and thermal / climatic environment that occurs in cars, or simply by orders of magnitude if it is designed accordingly are too expensive (the desired module today has a retail price of approx. DM 7) or simply too heavy and too large - the module should be used instead of the battery clamp that is common today without any construction changes!
The device known from application no. 19732650.1 already works more reliably and without having to notch the conductor, the conductor cross section being simply cut off or separated in full by a power cutter.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine kleine und kostengünstige Bau gruppe der eingangs genannten Art so zu schaffen, die in autarker und fernsteuerba rer Arbeitsweise imstande ist, einen mindestens ebenso großen Leitungsquer schnitt zu trennen und gleichzeitig den Stromfluß nicht so schnell zu unterbre chen, daß das durch den eventuell beim Trennen noch im Stromkreis fließenden Strom erzeugte magnetische Feld nicht so schnell zusammenfällt und damit kleinere Gegenspannungen induziert werden, die diesen Feldzusammenbruch bekanntlich verzögern wollen. - Damit kann die mechanische Belastbarkeit des Leiters, wie stets von allen Konstrukteuren gewünscht, erhalten bleiben und zusätzliche Maßnahmen zur Unterdrückung der Spannungsspitzen in der Verkabelung und/oder vor den ein zelnen elektrischen Verbrauchern eingespart werden, wenn das überhaupt sonst möglich wäre! The invention is based on the object, a small and inexpensive construction group of the type mentioned in such a way to create that in self-sufficient and remote control The way he works is capable of a line cross that is at least as large cut and at the same time not interrupt the current flow so quickly Chen, that by the possibly still flowing in the circuit when disconnecting Electricity-generated magnetic fields do not collapse so quickly and thus smaller ones Counter voltages are induced, which is known to cause this field collapse want to delay. - This can, as always, the mechanical strength of the conductor desired by all designers, retained and additional measures to suppress the voltage peaks in the wiring and / or in front of the individual electrical consumers can be saved, if at all otherwise it is possible!
Anders als bei den bisher erwähnten Vorrichtungen wird dies aber einfachheitshal ber nicht durch mechanisches Schneiden/Trennen des Leiters erreicht, sondern einmal durch das Herausziehen einer Kontaktzunge und andermal durch das einfa che Abreißen einer Kontaktzunge durch eine pyrotechnische Vorrichtung.In contrast to the previously mentioned devices, this becomes simpler Not achieved by mechanical cutting / separating the conductor, but once by pulling out a contact tongue and sometimes by the simple tearing off a contact tongue by a pyrotechnic device.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekenn zeichnet.This object is achieved by the features characterized in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims draws.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit wenig zerstörerischem Aufwand die Stromunterbrechung erreicht wird und daß im Fall der Kontaktzunge der Stromfluß notweise wieder manuell hergestellt werden kann, wobei die Funkti onszuverlässigkeit noch weiter ansteigt bei noch niedrigeren Fertigungskosten.The main advantage of the invention is that with little destructive Effort the power interruption is achieved and that in the case of the contact tongue the current flow can be restored manually if necessary, the functi ons reliability increases even further with even lower manufacturing costs.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Tatsache, daß der Trennvorgang nunmehr durch die richtige Wahl die pyrotechnischen Mischung und dessen Ab brands bzw. Verhaltens so gesteuert werden kann, daß die Stromabschaltung nicht mehr so schnell erfolgt, sich damit bei fließendem Strom (und nur dann treten ja die unerwünschten Spannungsspitzen durch Induktion auf) ein Plasma ausbilden kann und hierbei bzw. hierin die sonst zerstörerisch wirkende Induktionsenergie "verbraucht" werden kann!Another advantage of the invention lies in the fact that the separation process now by the right choice the pyrotechnic mixture and its ab brands or behavior can be controlled so that the power cut off more so quickly, with current flowing (and only then do they occur undesired voltage peaks by induction on) can form a plasma and here or here the otherwise destructive induction energy can be "used up"!
Unterstützt werden kann das durch das entsprechende Ausbilden des Querschnitts des zu trennenden Stromleiters.This can be supported by the appropriate design of the cross section of the conductor to be separated.
Mit einer der wichtigsten Vorteile der Erfindung gegenüber allen bisher bestehenden Geräten aber ist die Tatsache, daß hier je nach Ausführung spezielle Anzündstücke zum Anzünden der pyrotechnische Satz 10 nicht mehr erforderlich sind, was ein we sentlicher Kostenvorteil gerade in der Automobilindustrie ist, können hier doch 3 bis 4 DM eingespart werden!With one of the most important advantages of the invention compared to all existing devices, however, is the fact that depending on the design, special ignition pieces for igniting the pyrotechnic charge 10 are no longer required, which is a significant cost advantage, particularly in the automotive industry, here 3 up to 4 DM saved!
Darüberhinaus vermeidet man auch die Abhängigkeit von einem Schlüsselzuliefe ranten, die Folgen eines nicht ausentwickelten Anzündstücks und steigert so die Wertschöpfung in der eigenen Firma beträchtlich.In addition, the dependency on a key delivery is avoided the consequences of an undeveloped igniter and thus increases the Significant added value in your own company.
Die Aufgabe wird so erreicht, daß die aus den Treibgasen stammende Energie einen Kolben antreibt, der den Kontaktstift auszieht bzw. so stark am im Gehäuse arretier ten Leiter zieht, daß er einfach reißt, was durch eine entsprechende Kerbung noch vereinfacht werden kann.The task is achieved so that the energy originating from the propellant gases unites Drives piston that pulls out the contact pin or so strongly on the lock in the housing ten ladder pulls that it simply tears, what with a corresponding notch can be simplified.
Als Treibstoff kann, wie üblich, beispielsweise einbasiges oder mehrbasiges Nitrozel lulosepulver als Granulat oder in Blättchenform, sowie neuere Treibstoffentwicklun gen, sogenannte Composite, verwendet werden, die außer CO2 nur noch Wasser und einen ungiftigen Stoff, beispielsweise KCL im Treibgas haben. Auch Thermitmi schungen und Sprengstoffrezepturen können zur Anwendung kommen, wenn man sie entsprechend schützt.As a fuel, as usual, for example, single-base or multi-base nitrocellulose powder as granules or in flake form, as well as newer fuel developments, so-called composites, can be used, which apart from CO 2 only have water and a non-toxic substance, for example KCL in the propellant gas. Thermitmi mixtures and explosives recipes can also be used if they are protected accordingly.
Mit der Vorrichtung können alle Leitermaterialien verwendet werden.All conductor materials can be used with the device.
Die Anzündung des Treibstoffs in der Kartusche kann mit oder ohne Zündelektronik erfolgen, die interne Anzündung entweder direkt durch Glühdraht, durch handelsüb liche Anzünder, durch pyrotechnische Zündübertragungsleitungen oder durch primä re Explosivstoffe, die resonanzmäßig ähnlich der Blitzlichtlampenzündung so ange bracht sind, daß nur ganz bestimmte kleine Stöße dieses Explosivstoffplättchen oder -stäbchen brechen bzw. abplatzen lassen, wodurch dann diese relativ empfindlichen Stoffe gezündet werden. Durch die resonanzmäßige Anpassung des Trägers dieser Stoffe auf den stoßenden oder schlagenden Draht ähnlich der Kugelstoßmaschine wird eine Fehlauslösung weitgehend ausgeschlossen. Ergänzende Anzündarten wie durch Reibdraht oder durch Schlagbolzen sind hier ebenfalls möglich, in der Regel hier aber nicht erwünscht. Die technischen Ausführungsmöglichkeiten hierzu ent sprechen den Ausführungen in Patentschrift 19732650.1.The fuel can be ignited in the cartridge with or without ignition electronics take place, the internal ignition either directly by glow wire, by commercially available Lighter, by pyrotechnic ignition transmission lines or by primary re explosives that resonate similarly to flash lamp ignition are that only certain small impacts of this explosive plate or -break or break off the chopsticks, making them relatively sensitive Fabrics are ignited. Through the resonant adaptation of the wearer Fabrics on the pushing or hitting wire similar to the shot put machine false triggering is largely excluded. Additional types of ignition such as friction wire or firing pins are also possible here, as a rule not wanted here. The technical options for this ent speak the statements in patent specification 19732650.1.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der beigegebenen 3 Figuren erläutert:The invention is explained below with reference to the 3 figures attached:
Fig. 1 zeigt den Notabschalter, bestehend aus dem zuführenden stromführenden Leiter 3, dem Gehäuse 22 mit seiner Armierung 24, der Abdichtung 5, der Kontakt zunge 11 mit den Kontaktfedern 4 und dem abführenden Stromleiter, bestehend aus dem Kraftelementgehäuse 14 und dem Anschlußteil 23. Fig. 1 shows the emergency stop, consisting of the supplying current-carrying conductor 3 , the housing 22 with its reinforcement 24 , the seal 5 , the contact tongue 11 with the contact springs 4 and the discharging current conductor, consisting of the power element housing 14 and the connecting part 23rd
In das Kraftelement 14 ist ein pyrotechnischer Satz 10 eingebracht, der aus Treibla dungspulver, Sprengstoff, einem pyrotechnischen Satz oder einem Thermit besteht. In the force element 14 , a pyrotechnic set 10 is introduced, which consists of powder powder, explosives, a pyrotechnic set or a thermite.
Nach Auslösung des pyrotechnischen Satzes 10 über den elektrischen Anzünder 7 und die eventuell mit pyrotechnischem Material gefüllte Bohrung 6 wird dieser ver gast. Die hierbei freigesetzten Treibgase bedrücken den Kolbenteller 8 der Kontakt zunge innerhalb des Kraftelementgehäuses 14 so, daß die hierauf wirkende Kraft die Kontaktzunge 11 aus der Kontaktfeder 4 zieht und hierbei den Stromfluß über 3, 11, 8 oder 5, 14 und 23 unterbricht.After triggering the pyrotechnic set 10 on the electric igniter 7 and the possibly filled with pyrotechnic material bore 6 , this is ver gas. The released propellant gases press the piston plate 8 of the contact tongue within the force element housing 14 so that the force acting thereon pulls the contact tongue 11 out of the contact spring 4 and thereby interrupts the current flow via 3 , 11 , 8 or 5 , 14 and 23 .
Hierbei wirkt das Gehäuse 14 als Zylinder. Das Dichtsystem 5 dichtet ab, die konka ve Formgebung 9 des Kolbentellers 8 bewirkt auf der anderen Seite der Brennkam mer eine Selbstdichtung der Brennkammer, die aber auch durch ein am Umfang des Kolbentellers angebrachtes anderes Dichtsystem ersetzt werden könnte.Here, the housing 14 acts as a cylinder. The sealing system 5 seals, the konka ve shape 9 of the piston plate 8 causes on the other side of the Brennkam mer self-sealing of the combustion chamber, which could also be replaced by a sealing system attached to the circumference of the piston plate.
Die kegelartige Formgebung 19 am Kolbenteller 8 bewirkt zusammen mit der Kegel fase 18 ein definiertes Abbremsen des Kolbentellers nach der Auslösung.The cone-like shape 19 on the piston plate 8 together with the cone chamfer 18 causes a defined braking of the piston plate after the release.
Entsprechend dem Bestimmungszweck werden die Materialien für die elektrischen Leiter und Gehäuseteile ausgewählt.According to the intended purpose, the materials for the electrical Conductor and housing parts selected.
Wie Fig. 1, nur ist hier der durch den pyrotechnischen Satz 10 hervorgerufene Brennkammerdruck und damit die Kräfte auf den Kolbenteller 8 so hoch, daß sie ausreichen, den vorher aus einem Stück bestehenden eingehenden Stromleiter in die Teile 16 und 17 zu zerreißen, was durch die eventuell eingebrachte Kerbe 15 wesentlich erleichtert werden kann.As Fig. 1, only the combustion chamber pressure caused by the pyrotechnic set 10 and thus the forces on the piston plate 8 are so high that they are sufficient to tear the incoming current conductor, which was previously made of one piece, into the parts 16 and 17 , what by the notch 15 that may be introduced can be made considerably easier.
Gezeichnet ist hier eine andere Ausführungsform der Kerbe 15, sie kann auch von beiden Seiten eingebracht sein, um den Abreißvorgang symmetrisch werden zu las sen.Another embodiment of the notch 15 is drawn here, it can also be introduced from both sides in order to make the tearing process symmetrical.
Claims (47)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1997149135 DE19749135A1 (en) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | Emergency circuit cut-out device for e.g. separating vehicle battery from onboard electrics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1997149135 DE19749135A1 (en) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | Emergency circuit cut-out device for e.g. separating vehicle battery from onboard electrics |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19749135A1 true DE19749135A1 (en) | 1999-07-29 |
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ID=7847865
Family Applications (1)
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DE1997149135 Ceased DE19749135A1 (en) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | Emergency circuit cut-out device for e.g. separating vehicle battery from onboard electrics |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19749135A1 (en) |
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