DE19961854C1 - Sprengverschraubung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sprengverschraubung mit einer in einer Hohlkammer (20) einer Sprengschraube (34) angeordneten Sprengladung. Da die Zündung der Sprengladung in der Sprengschraube (34) schon bei kleinen Spannungen erfolgt, ist bei der Herstellung der Verschraubung höchste Sorgfalt geboten, so daß nicht ein versehentlicher Kontakt der Kabel mit spannungsführenden Teilen oder auch nur eine statische Aufladung zu einer Detonation der Sprengladung führt, was zu Verletzungen der Monteure führen könnte. Um die Sicherheit bei der Verwendung von Sprengverschraubungen zu erhöhen, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß an der Sprengschraube (34) mindestens zwei voneinander getrennte erste Kontakte ausgebildet sind, die mit entsprechenden, an einer Haltemutter (36) ausgebildeten zweiten Kontakten durch Anziehen der Sprengverschraubung elektrisch verbunden werden, wobei die elektrischen Anschlußleitungen (52) mit den zweiten Kontakten verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sprengverschraubung.

Sprengverschraubungen werden unter anderem dazu verwendet, um bei gepanzerten Fahrzeugen gezielt vorbestimmte Verbindungen beispielsweise zwischen Türscharnieren und den zugeordneten Türsäulen in kürzester Zeit aufzuheben. Dadurch lassen sich auch verklemmte Türen im Falle eines Unfalls ohne Hilfe Dritter rasch öffnen.

Aus der DE 197 09 316 C2 ist eine Sprengverschraubung bekannt, bei der eine Trennschraube zur Verbindung zweier Karosserieteile mit einer Haltemutter zusammenwirkt. Die Trennschraube weist einen Schraubenkopf und einen ein Außengewinde tragenden Schaft auf, wobei in einem Hohlraum des Schraubenschafts eine Sprengladung angeordnet ist. Zwei elektrische Kabel sind zur Zündung der Sprengladung von der Stirnseite des Schraubenschaftes her in diesen hinein geführt.

Um die aus der DE 197 09 316 C2 bekannte Trennschraube zu montieren, müssen zunächst die Kabel durch die zu verbindenden Karosserieteile und die Haltemutter gefädelt werden, wonach das Anziehen der Verschraubung erfolgen kann. Anschließend sind die elektrischen Kabel anzuschließen. Da die Zündung der Sprengladung in der Trennschraube schon bei kleinen Spannungen erfolgt, ist bei der Herstellung der Verschraubung höchste Sorgfalt geboten, so daß nicht ein versehentlicher Kontakt der Kabel mit spannungsführenden Teilen oder auch nur eine statische Aufladung zu einer Detonation der Sprengladung führt, was zu Verletzungen der Monteure führen könnte.

Um eine unbeabsichtigte Detonation von Sprenganordungen in Kraftfahrzeugen zu vermeiden, ist in der DE 197 50 712 C1 vorgeschlagen, die elektrischen Anschlußkabel mit einer Sicherung kurzzuschließen, so daß kleine Ströme nicht durch die Sprengladung fließen und diese zur Detonation bringen. Da jedoch die Sicherung bei einer gezielten Zündung der Sprengladung schnell durchbrennen soll, um durch den anschließenden Stromfluß durch die Sprengladung deren Zündung zu bewirken, ist die Sicherung nur für Störspannungen und damit verbundene Ströme wirksam, die um einige Größenordungen kleiner sind als die Zündspannung und der damit verbundene Zündstrom. Die Anordnung gemäß der DE 197 50 712 C1 bietet daher keinen Schutz vor ungewollten Detonationen bei einem versehentlichen Kontakt der Kabel mit spannungsführenden Teilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit bei der Verwendung von Sprengverschraubungen zu erhöhen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß an einer Sprengschraube mindestens zwei voneinander elektrisch getrennte erste Kontakte ausgebildet sind, die mit entsprechenden, an der Haltemutter ausgebildeten zweiten Kontakten durch Anziehen der Sprengverschraubung elektrisch verbunden werden. Durch diese Maßnahme ist es möglich, zunächst die nicht brisante Haltemutter zu verkabeln, wobei bei der Montage nicht die Gefahr besteht, daß ein unbeabsichtigter Kontakt der an der Haltemutter angeordneten Anschlußleitungen mit spannungsführenden Teilen eine Detonation auslöst. Nach der Anordnung der Haltemutter und deren Verkabelung kann die Sprengschraube mit der Haltemutter verbunden werden, ohne daß dafür noch eine besondere Vorsicht erforderlich wäre.

Die durch die erfindungsgemäße Sprengverschraubung mögliche Trennung des Verkabelns vom Anziehen der Verschraubung hat zudem den Vorteil, daß die Einsatzzeiten von Elektrikern und Mechanikern nicht hinsichtlich eines zeitgleichen Einsatzes koordiniert zu werden brauchen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es möglich, zunächst die Verkabelung herzustellen und zu einem späteren Zeitpunkt die Verschraubung anzuziehen. Es ergibt sich ferner der Vorteil, daß bei Wartungs- und Reparaturarbeiten der Einsatz eines Elektrikers in der Regel nicht mehr erforderlich sein dürfte, da das Lösen der Verschraubung ohne Maßnahmen an der Verkabelung möglich ist.

Vorzugsweise ist in der Hohlkammer der Sprengschraube eine Sicherung zum Ableiten von Störspannungen vorgesehen. Durch die Anordnung der Sicherung in der Hohlkammer der Sprengschraube wird eine besonders hohe Sicherheit gegen Fehlzündung auf Grund von Störspannungen erreicht. Alternativ dazu kann die Sicherung zum Ableiten von Störspannungen an der Haltemutter vorgesehen sein. Dadurch läßt sich die Sprengschraube besonders einfach aufbauen und es ist möglich, die elektrischen Schaltkreise ohne eingebaute Sprengschrauben und damit ohne eine Gefahr von Fehlzündungen zu testen.

Vorzugsweise sind die ersten Kontakte stirnseitig an der Sprengschraube angeordnet, wobei eine erste Kontaktfläche an einem zentralen Stift und eine zweite Kontaktfläche an einem Ringkörper ausgebildet ist. Durch diese Ausgestaltung ist die Anordnung verpolungssicher, wenn die Sprengschraube montiert wird, und es wird für die Kontakte nur wenig Bauraum benötigt. Ein den zentralen Stift und den Ringkörper gemeinsam tragender Isolierkörper ist vorzugsweise als Stopfen ausgebildet, wodurch die Hohlkammer der Sprengschraube wasserdicht verschlossen werden kann. Wenn die zweiten Kontakte an der Haltemutter von einem Federelement getragen werden, können beim Anziehen der Sprengverschraubung weite Toleranzen zugelassen werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die zweiten Kontakte von einem Isolierkörper getragen, der mit der Haltemutter verschraubt oder verklebt ist. Dadurch ist es möglich, die Haltemutter an Karosserieteilen anzuschweißen, ohne die elektrischen Anschlußleitungen zu gefährden. Es ist ferner möglich, ein Karosserieteil durch Gewindeschneiden quasi als Haltemutter auszugestalten und die für die Kontaktierung notwendigen Kontakte dann an dem Karosserieteil anzubringen.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform sind die ersten Kontakte als axial voneinander beabstandete Ringbereiche nach Art eines Klinkensteckers ausgebildet. Dadurch ist es möglich, eine Sprengverschraubung mit sehr kurzer Baulänge zur Verfügung zu stellen.

Der Erfindungsgedanke und die mit der Erfindung erzielten Vorteile verkörpern sich auch in einer Sprengschraube für eine Sprengverschraubung, die durch mindestens zwei von­ einander elektrisch getrennte erste Kontakte gekennzeichnet ist, wobei die Sprengschraube einen Schraubenkopf und einen ein Außengewinde tragenden Schraubenschaft aufweist, in welchem in einer Hohlkammer eine Sprengladung angeordnet ist. Desgleichen wird der Erfindungsgedanke in einer Haltemutter für eine Sprengverschraubung verkörpert, an der zweite Kontakte ausgebildet sind, um mit einer Sprengschraube elektrisch verbunden zu werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus den Zeichnungen im Zusammenhang mit der Beschreibung:

Es zeigen:

Fig. 1 einen Sprengschraubenrohling für eine Sprengschraube einer erfindungsgemäßen Sprengverschraubung in schematischer Darstellung,

Fig. 2 das dem Schraubenkopf abgewandte Ende einer Sprengschaube für eine erfindungsgemäße Sprengverschraubung in schematischer Darstellung,

Fig. 3 eine an einem Karosserieteil angeordnete Haltemutter für eine erfindungsgemäße Sprengverschraubung in schematischer Darstellung,

Fig. 4 das in Fig. 2 gezeigte Ende einer Sprengschraube gemäß einer ersten Ausführungsform,

Fig. 5 das in Fig. 2 gezeigte Ende einer Sprengschraube gemäß einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 6 das in Fig. 2 gezeigte Ende einer Sprengschraube gemäß einer dritten Ausführungsform und

Figur das in Fig. 2 gezeigte Ende einer Sprengschraube gemäß einer vierten Ausführungsform.

In Fig. 1 ist ein Sprengschraubenrohling 10 gezeigt, welcher mit einer Sprengladung (nicht gezeigt) und mit Anschlüssen versehen zu einer Sprengschraube komplettiert werden kann. In Übereinstimmung mit der komplettierten Sprengschraube weist der Sprengschraubenrohling 10 einen Schraubenkopf 12 und einen Schraubenschaft 14 auf. An dem Schraubenschaft 14 ist ein Außengewinde 16 ausgebildet, welches sich von dem dem Schraubenkopf 12 abgewandten stirnseitigen Ende 18 in Richtung auf den Schraubenkopf 12 hin erstreckt.

Der Sprengschraubenrohling 10 weist einen innenliegenden Hohlraum 20 auf, in welchem eine Sprengladung angeordnet werden kann. Um bei einer Zündung der Sprengladung einen Bruch der Sprengverschraubung an einer definierten Stelle zu erreichen, weist der Hohlraum 20 eine ringförmige Sollbruchkerbe 22 auf. An seinem dem stirnseitigen Ende zugewandten Ende ist der Hohlraum 20 mit einem Innengewinde 24 versehen.

Fig. 2 zeigt das stirnseitige Ende 18 des zu einer Sprengschraube komplettierten Sprengschraubenrohlings 10 in Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, wobei ein Isolierkörper 26 in das Innengewinde 24 hinein geschraubt ist, welcher einen zentralen Stift 28 und einen Ringkörper 30 trägt, an welchen erste Kontakte zum Verbinden von Anschlußkabeln 32 der Sprengladung mit einem elektrischen Schaltkreis vorgesehen sind.

Das in Fig. 2 gezeigte stirnseitige Ende 18 der Sprengschraube 34 ist so ausgebildet, daß es mit einer Haltemutter 36 (Fig. 3) zusammenwirkt. Die Haltemutter 36, die mit einem Karosserieteil 38, beispielsweise einer PKW A-Säule oder B-Säule verschweißt ist, weist ein zu dem Außengewinde 16 passendes Innengewinde 40 auf. In einem Isolierkörper 42, der teilweise in das Innengewinde 40 eingreift, ist eine zentral angeordnete, sich axial erstreckende Vertiefung 44 vorgesehen, in welcher eine Schraubenfeder 46 angeordnet ist. Die Schraubenfeder 46 trägt einen weiteren Isolierkörper 48, in welchen ein zentrales erstes Kontaktteil 49 und ein ringförmiges zweites Kontaktteil 50 eingebettet sind. Wenn die Sprengschraube 34 mit der Haltemutter 36 verschraubt ist, liegt der zentrale Stift 28 an dem ersten Kontaktteil 49 an, während der Ringkörper 30 an dem zweitem Kontaktteil 50 anliegt. Auf diese Weise wird die Sprengschraube 34 über an dem ersten Kontaktteil 49 und dem zweiten Kontaktteil 50 angreifende elektrische Anschlußleitungen 52 mit der elektrischen Anlage verbunden.

Wird nun bei einem Notfall die Zündung der Sprengladung gewünscht, wird über die Leitung 52, das erste und zweite Kontaktteil 48, 50, den zentralen Stift 28 und den Ringkörper 30 sowie die Anschlußkabel 32 ein Strom in die Sprengladung eingeleitet und diese dadurch zur Detonation gebracht. Wenn daraufhin die Sprengschraube im Bereich der Sollbruchkerbe 22 zerstört wird, wird beispielsweise ein Türscharnier 54, das zuvor an dem Karosserieteil 38 anlag, freigegeben.

In den Fig. 4 bis 7 sind konkrete Ausführungsformen des in Fig. 2 lediglich prinzipiell wiedergegebenen Endes einer Sprengschraube 34 gezeigt. Daher werden zur Beschreibung von Teilen, die Teilen des stirnseitigen Endes der Spengschraube in Fig. 2 entsprechen, Bezugszeichen verwendet, die um 100, 200, 300 bzw. 400 gegenüber Fig. 2 erhöht sind. Auf die Beschreibung wird insofern verwiesen.

Fig. 4 zeigt eine in der Praxis bevorzugte Variante einer Sprengschraube 134, bei der eine Sicherung 160 zum Ableiten von Störspannungen im Innern des Schraubenschaftes 114 angeordnet ist. Die Sicherung 160 greift einerseits an einem abisolierten Abschnitt eines der Anschlußkabel 132 an und ist andererseits mit dem Ringkörper 130 elektrisch leitend gebunden, wobei dafür in dem Ringkörper 130 eine Bohrung 162 vorgesehen ist, welche einer Bohrung 164 zur Aufnahme eines der beiden Anschlußkabel 132 diametral gegenüber liegt. Der elektrisch leitende Anschluß der Sicherung 160 an dem anderen Anschlußkabel 132 erfolgt in dem abisolierten Bereich durch eine spiralförmige Wicklung, wodurch ein geringer Übergangswiderstand gewährleistet wird.

In Fig. 4 ist besonders gut zu erkennen, wie der Isolierkörper 126 den zentralen Stift 128 und den Ringkörper 130 trägt. Der zentrale Stift 128 ist nämlich von einer Seite her durch den Isolierkörper 126 hindurch gesteckt und dann aufgepilzt worden, wohingegen der Ringkörper 130 nur an dem Isolierkörper 126 anliegt und von einer Isolierpackung 166 gegen den Isolierkörper 126 gedrückt wird, welcher seinerseits an einem Absatz 168 im Innern des Schraubenschafts 114 anliegt. Der Druck auf die Isolierpackung 166 wird dabei von einem umgebördelten Ringbereich 170 des Schraubenschaftes 114 erzeugt. Aufgrund der Halterung des Isolierkörpers 126 über den Ringkörper 130 und die Isolierpackung 166 durch den Ringbereich 170 ist bei den in den Fig. 4 bis 7 gezeigten Ausführungsformen auf das in Fig. 2 gezeigte Innengewinde am stirnseitigen Ende der Sprengschraube 134, 234, 334, 434 verzichtet worden.

Die Ausführungsformen gemäß den Fig. 5 bis 7 unterscheiden sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 4 dadurch, daß die Sicherung 160 weggelassen ist. Eine der Sicherung 160 entsprechende Sicherung ist bei Verwendung einer Sprengschraube 234, 334, 434 gemäß den Fig. 5 bis 7 an der Haltemutter vorzusehen.

Untereinander unterscheiden sich die Ausführungsformen gemäß den Fig. 5 bis 7 durch eine unterschiedliche Gestaltung der Kontakte. Während die erste Kontaktfläche 280 an dem zentralen Stift 228 und die zweite Kontaktfläche 282 an dem Ringkörper 230 sowie die erste Kontaktfläche 380 an dem zentralen Stift 328 und die zweite Kontaktfläche 382 an dem Ringkörper 330 in einer Ebene liegen, liegen die erste Kontaktfläche 480 und die zweite Kontaktfläche 482 an dem zentralen Stift 428 bzw. dem Ringkörper 430 in unterschiedlichen Ebnen.

Ein anderer Unterschied besteht in der Bördelhalterung der Isolierpackungen 166, 266, 366, 466. Während die durch Umbördelung gebildeten Ringbereiche 170 und 270 der Sprengschrauben gemäß Fig. 4 und 5 mit einer Ebene mit den ersten und zweiten Kontaktflächen 180, 182, 280, 282 liegen, liegen die Ringbereiche 370 und 470 gegenüber der jeweiligen Kontaktfläche 382 bzw. 482 zurückversetzt, wobei die Isolierpackungen 366 bzw. 466 axial über die Ebene der Ringbereiche 370 bzw. 470 vorstehen.

Claims (10)

1. Sprengverschraubung mit einer Sprengschraube (34) und einer Haltemutter (36), wobei die Sprengschraube (34) einen Schraubenkopf (12) und einen ein Außengewinde (16) tragenden Schraubenschaft (14) aufweist, wobei in dem Schraubenschaft (14) eine Hohlkammer (20) zur Aufnahme einer Sprengladung ausgebildet ist, zu deren Zündung elektrische Anschlußleitungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß an der Sprengschraube (34) mindestens zwei von­ einander getrennte erste Kontakte ausgebildet sind, die mit entsprechenden, an der Haltemutter (36) ausgebildeten zweiten Kontakten durch Anziehen der Spengverschraubung elektrisch verbunden werden, wobei die elektrischen Anschlußleitungen (52) mit den zweiten Kontakten verbunden sind.

2. Sprengverschraubung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hohlkammer (21) der Sprengschraube (134) eine Sicherung (160) zum Ableiten von Störspannungen vorgesehen ist.

3. Sprengverschraubung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Haltemutter eine Sicherung zum Ableiten von Störspannungen vorgesehen ist.

4. Sprengverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Kontakte an der Sprengschraube (134) stirnseitig angeordnet sind, wobei eine erste Kontaktfläche (180) an einem zentralen Stift (128) und zweite Kontaktfläche (182) an einem Ringkörper (130) ausgebildet ist.

5. Sprengverschraubung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Stift (128) und der Ringkörper (130) von einem gemeinsamen Isolierkörper (126) getragen werden, der als Stopfen die Hohlkammer (120) verschließt.

6. Sprengverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Kontakte von mindestens einem Federelement (46) getragen werden.

7. Sprengverschraubung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Kontakte von einem Isolierkörper (42) getragen werden, der mit dem Gewindekörper der Haltemutter (36) verschraubt oder verklebt ist.

8. Sprengverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Kontakte als axial voneinander beabstandete Ringkontakte nach Art eines Klinkensteckers ausgebildet sind.

9. Sprengschraube an einer Sprengverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch mindestens zwei voneinander elektrisch getrennte Kontakte.

10. Haltemutter an einer Sprengverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch mindestens zwei voneinander elektrisch getrennte Kontakte, die mit elektrischen Anschlußleitungen verbunden sind.