DE4425307A1 - Elektrischer Sicherheitsschalter für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Sicher­ heitsschalter für Kraftfahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.

Ein derartiger Schalter ist aus der älteren eigenen Pa­ tentanmeldung P 44 02 994.2 bekannt. Dabei ist über den Ort, an dem sich die Treibladung befindet, keine konkrete Aussage gemacht. Es ist lediglich ausgeführt, daß die Treibladung zwischen der Fahrzeugbatterie und elektri­ schen Verbrauchern angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Un­ terbringung der Treibladung auf mechanisch einfache Weise vorgenommen ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruchs 1.

Die Integration von Treibladung und Batteriekabelklemme ermöglicht es, ohne zusätzliche Befestigung die Treibla­ dung sicher und auch bei längerem Gebrauch unverändert wirksam anzuordnen. Die Abstützung des Gewichts der Treibladung und ihres Gehäuses kann nicht nur durch die Batteriekabelklemme, sondern auch durch die Oberfläche der Fahrzeugbatterie vorgenommen werden. Dadurch ergibt sich eine besondere mechanische Stabilität des Schalters.

Zwar ist es aus der DE 30 37 502 C2 bekannt, die Mittel zur Kontakttrennung am Ort der Batterieklemme anzuordnen. Es handelt sich dabei jedoch um eine mechanisch aufwen­ dige und für den Serieneinsatz nicht brauchbare Ausfüh­ rung, bei der der Beschleunigungsschalter selbst als Trägheitsmasse ausgebildet ist und über ein Kontaktlager bei einer anormal großen Beschleunigung die Kontakttren­ nung vornimmt. Der Beschleunigungsschalter ist ebenfalls an der Batteriekabelklemme angeordnet.

Die Ausgestaltung der Erfindung ist auf verschiedene Weise möglich. Besondere Beispiele hierfür sind in den Patentansprüchen 2 bis 7 angegeben. So überzeugt die Aus­ führungsform nach Patentanspruch
2 durch den einfachen mechanischen Aufbau,
3 durch die Möglichkeit, entsprechend den jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten die Kontakttrennung vor­ nehmen,
4 durch eine besonders vorteilhafte Realisierung des im Patentanspruch 3 angegebenen Prinzips mit dem Vorteil der einfachen Herstellung,
5 als Alternative zur Ausführungsform von Pa­ tentanspruch 4, die einen geringen Herstellungsauf­ wand fordert,
6 durch die bleibende Trennung der elektrischen Ver­ bindung im Bedarfsfall und
7 die einfache Auslösung der Treibladung. Dabei ist ein besonderer Beschleunigungssensor nicht erforderlich. Unabhängig bedeutet dabei, sowohl in zeitlicher als auch funktioneller Hinsicht. Zeitlich soll das Zünden dann er­ folgen, wenn das Auslösen und Betätigen der übrigen im Crashfall betätigten Systeme abgeschlossen ist und somit ein Strombedarf nicht mehr besteht. Zu diesen Systemen gehört beispielsweise die Zentralverriegelung, das Ab­ setzen eines Notfall-Funksignals und das Betätigen der verschiedenen Airbags für Fahrer, Beifahrer und den Sei­ tenschutz. Funktional unabhängig bedeutet die Auslösung beispielsweise auch dann, wenn der Airbag selbst nicht ausgelöst wird. Der typische Fall ist der Heckcrash. Hierfür erforderlich ist lediglich eine geeignete Senso­ rik, die beispielsweise richtungsunabhängig die Schwere eines Fahrzeugaufprall detektiert.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführung des erfindungsgemäßen Sicherheitsschalters,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform,

Fig. 3 eine Alternative zur Ausführung von Fig. 2, die sich lediglich hinsichtlich der Wirkrich­ tung unterscheidet und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 1 ist eine in der Draufsicht gezeichnete Batteriekabelklemme 1 mit einem Schraubbolzen 2 an einem Batteriepol 3 einer nicht im einzelnen gezeigten Fahrzeugbatterie gehalten. Mit der Klemme 1 zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist ferner ein Gehäuse 4 für eine Treibladung 5 sowie eine Buchse 6, mit der ein Stromkabel 7 angeschlagen ist. Das Kabel 7 führt zu nicht dargestellten elektrischen Verbrauchern des Kraftfahrzeugs.

Zwischen der Buchse 6 und der Klemme 1 ist eine Soll­ bruchstelle 8 angeordnet. Diese reicht zwar aus, bei den bei normalem Betrieb des Kraftfahrzeugs entstehenden Be­ schleunigungen die elektrische Verbindung zwischen dem Kabel 7 und dem Batteriepol 3 aufrechtzuerhalten. Sie dient jedoch dazu, bei einer anormal großen Beschleuni­ gung diese Verbindung zu unterbrechen.

Hierzu wird die Treibladung 5 gezündet. Der sich in einem Volumen 16 ausbildende Druck ist so groß, daß die Buchse 6 in Richtung des Pfeils 9 bewegt wird. Die elektrische Verbindung zwischen Kabel 7 und dem Batteriepol 3 wird an der Sollbruchstelle 8 unterbrochen. Ein in Fig. 4 ge­ zeigter Abstandshalter kann gegebenenfalls vorgesehen sein und die Unterbrechung auch bei zurückschlagendem Kabel 7 aufrecht erhalten.

Die Zündung der Treibladung 5 erfolgt durch ein nicht dargestelltes Airbag-Steuergerät. Dieses arbeitet abhän­ gig von der Größe und gegebenenfalls der Richtung der auftretenden Beschleunigung und zündet die Treibladung 5 gegebenenfalls erst dann, wenn die primären Auslösevor­ gänge, wie beispielsweise des Airbags und dergleichen, ausgeführt sind. Selbstverständlich ist es auch möglich, für die Zündung der Treibladung 5 einen separaten Be­ schleunigungssensor mit entsprechender Entscheidungslogik vorzusehen.

Anstelle des Gasvolumens 16 kann die Abtrennung des Ka­ bels 7 auch durch ein mechanisches Bauteil, z. B. einen Kolben 17 erfolgen, das durch die Treibladung angetrieben wird.

Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 2 sind zwischen einer Buchse 6′, mit der wie bei Fig. 1 das Kabel 7 angeschla­ gen ist, und der Batteriekabelklemme 1 zwei Kontaktflä­ chen 10 und 11 vorgesehen, die mittels einer Preßpassung miteinander verbunden sind. Wird die Treibladung 5 gezün­ det, so werden die beiden Kontaktflächen 10 und 11 von­ einander getrennt und damit die elektrische Verbindung des Kabels 7 mit der Klemme 1 unterbrochen. Auch hier kann ein Abstandshalter vorgesehen sein, der ein Wieder­ herstellen der elektrischen Verbindung verhindert.

Denkbar ist die Ausführung der Kontaktflächen 10, 11 auch als Steckverbindung, wobei die Buchse, wahlweise an der Leitung oder Klemme mit einem innenliegenden Federkorb aus hochleitendem Werkstoff ausgebildet ist.

Die Steckverbindung ist mit einer sicheren zusätzlichen Schnappverbindung (Sekundärverrastung) ausgestattet, um ein unbeabsichtigtes Lösen zu vermeiden.

Bei der Ausführungsform von Fig. 3 ist die Wirkrichtung der Treibladung 5 gegenüber der Ausführungsform von Fig. 2 um 90° gedreht und verläuft in Richtung des Kabels 7. Die hier vorgesehene Buchse 6′′ ist ebenfalls durch eine Preßpassung in einer axialen Verlängerung 12 der Batte­ riekabelklemme gehalten.

Schließlich zeigt Fig. 4 eine Ausführungsform, bei der die Buchse 6′′′ für das Kabel 7 in einer Schwalbenschwanz­ führung an der Batteriekabelklemme 1 gehalten ist. Im Crashfall wird die Buchse 6′′′ aus der konischen Führung 13 ausgetrieben und damit die Verbindung des Kabel 7 mit der Batteriekabelklemme 1 unterbrochen. Hier ist zusätz­ lich auch ein Abstandshalter 14 gezeigt, der als Feder­ element ausgebildet ist. Wird die Buchse 6′′′ durch die Treibladung ausgetrieben, so fährt eine Feder 15 aus und hält die Buchse 6′′′ in Abstand. Damit kann die elektri­ sche Bindung nach ihrer Unterbrechung nicht mehr wieder­ hergestellt werden.

Allen Ausführungsformen gemeinsam ist der einfache mecha­ nisch konstruktive Aufbau, die sichere Fixierung des Schalters an der Batterie und die Langzeitstabilität ver­ bunden mit einer Unempfindlichkeit gegenüber den im Nor­ malfall auftretenden mechanischen Beanspruchungen.

Claims (7)

1. Elektrischer Sicherheitsschalter für Kraftfahrzeuge, durch den bei einer anormal großen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs die elektrische Verbindung von einer Batterie zu elektrischen Verbrauchern mit pyrotechnischen Mitteln (Treibladung) unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibladung (5) mit einer Batteriekabelklemme (1) eine Bauein­ heit bildet und das mit der Klemme befestigte Kabel (7) abwirft.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (7) in einer Buchse (6) gehalten ist, die über eine Sollbruchstelle (8) mit der Batterie­ kabelklemme (1) verbunden ist.

3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kabel (7) und der Batteriekabel­ klemme (1) zwei Kontaktteile (10, 11) angeordnet sind, die durch die Treibladung voneinander trennbar sind.

4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktteile (10, 11) mittels einer Preßpassung aufeinander liegen.

5. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktteile mittels einer Schwalben­ schwanzführung (13) gehalten sind.

6. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstandshalter (14, 15) zwischen Kabel (7) und Batteriekabelklemme (1) vor­ gesehen ist, der bei geöffneter Verbindung wirksam ist.

7. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibladung (5) durch ein Airbag-Steuergerät unabhängig von den sonstigen da­ von gesteuerten Systemen gezündet ist.