DE202006016171U1

DE202006016171U1 - Vorrichtung zur einmaligen und dauerhaften Trennung einer elektrischen Leitung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE202006016171U1
Application number: DE200620016171
Authority: DE
Original assignee: Takata Petri AG
Current assignee: Takata Petri AG
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2016-10-19

Abstract

Vorrichtung zur einmaligen und dauerhaften Trennung eines elektrischen Leiters, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mittels einer Druckwelle und unter Verwendung eines aus elektrisch nicht leitendem Material bestehenden Keils, der sich in Richtung der Trennstelle erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Quelle (13) zur Erzeugung der Druckwelle und der Keil (11, 11a, 20) auf entgegengesetzten Seiten eines Leitungsabschnittes (6) angeordnet sind, und dass der Keil (11, 11a, 20) unbeweglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur einmaligen und dauerhaften Trennung eines elektrischen Leiters, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Insbesondere in der Kfz-Technik ist es wünschenswert, elektrische Starkstromkreise nach einem Unfall von der Autobatterie zu trennen, um Zündquellen in Form von Funken zu vermeiden. Weiterhin sind bis heute extrem hochohmige Verbraucher in Fahrzeugen über normale Sicherungen nicht abzusichern. Eine Möglichkeit der Absicherung sind pyrotechnische Trennelemente bei denen eine pyrotechnische Ladung eine Leiterbahn einmalig und dauerhaft durchtrennt.
Neben Vorrichtungen, bei denen ein elektrischer Leiter ausschließlich durch die pyrotechnische Ladung und die nach deren Zündung entstehende Druckwelle getrennt wird, sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen zusätzlich ein mechanisches Trennelement angeordnet ist. So ist aus der DE 10 2004 010 071 A1 eine Vorrichtung bekannt, bei der auf einer pyrotechnischen Ladung ein Keil angeordnet ist, der nach Zündung dieser Ladung in Bewegung gesetzt wird und die elektrische Leitung durchtrennt. Mindestens ein durchtrenntes Ende des Leiters wird dabei in einen Hohlraum gedrückt, so dass sich die durchtrennten Enden des Leiters nicht mehr berühren können. Diese Anordnung weist aber den Nachteil auf, dass sich der Keil als bewegtes mechanisches Teil verklemmen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Verwendung einer Quelle zur Erzeugung einer Druckwelle und zusätzlich eines Keiles zur Trennung eines elektrischen Leiters das Verklemmen des Keils zu verhindern.
Bei einer Vorrichtung zur einmaligen und dauerhaften Trennung eines elektrischen Leiters, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mittels einer Druckwelle und unter Verwendung eines aus elektrisch nicht leitendem Material bestehenden Keils, der sich in Richtung der Trennstelle erstreckt, sind erfindungsgemäß die Quelle zur Erzeugung der Druckwelle und der Keil auf entgegengesetzten Seiten eines Leitungsabschnittes angeordnet und der Keil ist unbeweglich. Bei dieser Vorrichtung wird der Leitungsabschnitt durch die Druckwelle gegen den feststehenden Keil gedrückt und durch diesen getrennt. Da der Keil als mechanisches Trennelement nicht bewegt wird, ist die Gefahr des Verklemmens völlig beseitigt. Weiterhin besteht der Vorteil, dass nach der Durchtrennung des Leiters kein Lichtbogen entstehen kann, da der elektrisch nicht leitende Keil unmittelbar nach der Trennung zwischen den Leiterenden liegt.
Es ist vorteilhaft, wenn neben dem Keil mindestens ein Hohlraum zur Aufnahme mindestens eines durchtrennten Endes des Leitungsabschnitts vorgesehen ist. In diesem Fall wird das mindestens eine durchtrennte Ende des Leitungsabschnitts durch die Druckwelle in diesen Hohlraum gedrückt und dadurch noch weiter von dem anderen Leiterende entfernt, so dass die dauerhafte Trennung noch sicherer wird.
In einer Ausführungsform ist der Keil so angeordnet, dass neben jeder Keilfläche ein Hohlraum zur Aufnahme je eines durchtrennten Endes des Leitungsabschnitts vorgesehen ist. In diesem Fall werden also beide Enden des mittels des Keils durchtrennten Leitungsabschnitts durch die Druckwelle in einen Hohlraum gedrückt.
Bei einer zweiten Ausführungsform ist der Keil so angeordnet, dass neben einer Keilfläche ein Hohlraum zur Aufnahme eines durchtrennten Endes des Leitungsabschnitts vorgesehen ist, so dass nur ein Ende des Leitungsabschnitts nach der Trennung durch die Druckwelle weggedrückt wird.
Es ist zweckmäßig, dass der Keil fest im Gehäuse der Quelle zur Erzeugung der Druckwelle angeordnet ist. Bei einer ersten Ausführungsform ist der Leitungsabschnitt im Bereich der Trennstelle zwischen einer Buchse und einem Klemmstück gelagert, das ringförmig ausgebildet ist, so dass der Leitungsabschnitt in diese Richtung trennbar ist. Der Keil ist dabei vorzugsweise integrierter Bestandteil des Klemmstücks.
Bei einer weiteren Ausführungsform besteht das Gehäuse aus einem Außengehäuse und einem Innengehäuse und der Leitungsabschnitt ist zwischen diesen beiden Gehäusen gelagert. Der Keil ist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise integrierter Bestandteil des Außengehäuses.
Es ist weiterhin zweckmäßig, dass als Quelle zur Erzeugung der Druckwelle eine pyrotechnische Ladung vorgesehen ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Leitungsabschnitt auf der dem Keil zugewandten Seite in dessen Bereich eine Kerbe aufweist, so dass der Leitungsabschnitt durch die Druckwelle in dieser Kerbe gegen den Keil gedrückt wird. Diese Kerbe erleichtert die Durchtrennung des Leitungsabschnitts durch den Keil. Weiterhin kann der Leitungsabschnitt auf der Seite, auf der die Quelle zur Erzeugung der Druckwelle angeordnet ist, mindestens eine Kerbe aufweisen. Dadurch wird das Aufbiegen der durchtrennten Enden des Leitungsabschnitts erleichtert.
Die Erfindung soll in Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:
1 eine Ausführungsform, bei der ein Keil mittig an einem Klemmstück in einem Gehäuse angeordnet ist;
2 eine Ausführungsform, bei der ein Keil seitlich an einem Klemmstück in einem Gehäuse angeordnet ist;
3 eine Ausführungsform, bei der ein Keil an einem Gehäuseteil eines zweiteiligen Gehäuse angeordnet ist.
In der 1 ist eine Stromschiene 1 dargestellt, die Anschlussabschnitte 2, 3 aufweist. Zwischen diesen verläuft die Stromschiene 1 U-förmig mit senkrecht zu den Anschlussabschnitten 2, 3 verlaufenden Abschnitten 4, 5 und einem Abschnitt 6, der zwischen den Abschnitten 4, 5 liegt. Diese Abschnitte 4, 5 sind in einem Gehäuse 7 aus Isoliermaterial fixiert, indem sie dort mit dem Isoliermaterial umspritzt sind. Die Anschlussabschnitte 2, 3 sind auf die gleiche Weise in einem Bereich im Gehäuse 7 eingebettet. Dieser Bereich ist in der 1 nicht dargestellt. Der Abschnitt 6 ist zwischen einer Buchse 8 und einem Klemmstück 9 gelagert, das einen ringförmigen Abschnitt aufweist. Die Buchse 8 ist im Gehäuse 7 befestigt und das Klemmstück 9 drückt in einem Bereich, der außerhalb der Buchse 8 liegt, auf den Abschnitt 6 der Stromschiene. Das Klemmstück 9 weist im Bereich der Buchse 8 einen Hohlraum 10 und innerhalb dieses Hohlraumes einen Keil 11 auf, der sich in Richtung des Abschnitts 6 erstreckt. Das Klemmstück 9 mit dem Keil 11 ist fest im Gehäuse 7 verankert. Der Keil ist so mittig angeordnet, dass neben jeder Keilfläche ein Hohlraumabschnitt 10a bzw. 10b vorhanden ist. Dem Keil 11 ist auf dem Abschnitt 6 eine Kerbe 12 zugeordnet. Innerhalb der Buchse 8 ist als Quelle zur Erzeugung einer Druckwelle eine pyrotechnische Ladung 13 vorgesehen. Auf deren Seite weist der Abschnitt 6 der Stromschiene im Bereich der Innenwand der Buchse 8 Kerben 14, 15 auf, deren Tiefe geringer ist als die Tiefe der Kerbe 12.
Nach Zündung der pyrotechnischen Ladung 13 entsteht eine Druckwelle, die den Abschnitt 6 der Stromschiene 1 gegen den Keil 11 drückt. Dabei wird dieser Abschnitt insbesondere an den Kerben 14, 15 in Richtung des Hohlraums 10 gedreht. Die Druckwelle und der Keil 11 bewirken, dass der Abschnitt 6 an der Kerbe 12 durchtrennt wird, und dass durch die Druckwelle die dadurch entstehenden Teilabschnitte des Abschnitts 6 in die Hohlräume 10a und 10b gedrückt werden. Wegen des feststehenden Keils wird der Abschnitt 6 sicher getrennt. Ein Verklemmen wie bei einem beweglichen Keil ist ausgeschlossen. Nach dem Durchtrennen des Abschnitts 6 kann zwischen den Enden kein Lichtbogen entstehen, da sich der aus isolierendem Material bestehende Keil 11 zwischen den durch die Trennung entstandenen Enden befindet.
In der 2 ist eine weitere Ausführungsform der Trennvorrichtung dargestellt. Im Unterschied zur Ausführungsform der 1 weist das Klemmstück 9 einen seitlich angeordneten Keil 11a auf. Am Abschnitt 6 ist diesem Keil eine Kerbe 12a zugeordnet. Weiterhin weist der Abschnitt 6 auf der Seite, die der pyrotechnischen Ladung zugewandt ist, eine Kerbe 15a auf.
Auch bei dieser Ausführungsform wird der Abschnitt 6 durch den Keil 11a und durch die Druckwelle der pyrotechnischen Ladung durchtrennt, wobei sich abweichend zur Ausführungsform der 1 nur ein Ende des Abschnitts 6 um die Kerbe 15a in den Hohlraum 10 dreht.
Bei der Ausführungsform der 3 ist die Stromschiene 1 mit ihren Abschnitten 4, 5 und 6 zwischen einem Außengehäuse 16 und einem Innengehäuse 17 gelagert. Das Innengehäuse 17 weist einen Hohlraum 18 für die pyrotechnische Ladung 13 auf. Das Außengehäuse 16 weist im Bereich des Hohlraums 18 einen Hohlraum 19 auf, dessen seitliche Abmessungen größer sind als die des Hohlraums 18. Bestandteil des Außengehäuses 16 ist im Bereich des Hohlraums 19 ein Keil 20, der sich in Richtung des Abschnitts 6 der Stromschiene 1 erstreckt. Wie bei der Ausführungsform der 1 ist dem Keil 20 die Kerbe 12 am Abschnitt 6 zugeordnet. Weiterhin weist der Abschnitt 6 wie bei der Ausführungsform der 1 zwei Kerben 14, 15 auf. Die Wirkungsweise nach Zündung der pyrotechnischen Ladung entspricht der der Ausführungsform der 1.

Claims

Vorrichtung zur einmaligen und dauerhaften Trennung eines elektrischen Leiters, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mittels einer Druckwelle und unter Verwendung eines aus elektrisch nicht leitendem Material bestehenden Keils, der sich in Richtung der Trennstelle erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Quelle (13) zur Erzeugung der Druckwelle und der Keil (11, 11a, 20) auf entgegengesetzten Seiten eines Leitungsabschnittes (6) angeordnet sind, und dass der Keil (11, 11a, 20) unbeweglich ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Keil (11, 20) mindestens ein Hohlraum (10, 19) zur Aufnahme mindestens eines durchtrennten Endes des Leitungsabschnittes (6) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Keil (11, 20) so angeordnet ist, dass neben jeder Keilfläche ein Hohlraum (10a, 10b) zur Aufnahme je eines durchtrennten Endes des Leitungsabschnittes (6) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Keil (11a) so angeordnet ist, dass neben einer Keilfläche ein Hohlraum (10) zur Aufnahme eines durchtrennten Endes des Leitungsabschnittes (6) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Keil (11, 11a, 20) fest im Gehäuse (7, 16) der Quelle (13) zur Erzeugung der Druckwelle angeordnet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (6) im Bereich der Trennstelle zwischen einer Buchse (8) und einem Klemmstück (9) gelagert ist, das ringförmig ausgebildet ist, so dass der Leitungsabschnitt (6) in diese Richtung trennbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Keil (11, 11a) integrierter Bestandteil des Klemmstücks (9) ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus einem Außengehäuse (16) und einem Innengehäuse (17) besteht und dass der Leitungsabschnitt (6) zwischen diesen beiden Gehäusen gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Keil (20) integrierter Bestandteil des Außengehäuses (16) ist
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Quelle zur Erzeugung der Druckwelle eine pyrotechnische Ladung (13) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (6) auf der dem Keil (11, 11a, 20) zugewandten Seite in dessen Bereich eine Kerbe (12, 12a) aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (6) auf der Seite, auf der die Quelle (13) zur Erzeugung der Druckwelle angeordnet ist, mindestens eine Kerbe (14, 15, 15a) aufweist.