DE60003229T2

DE60003229T2 - Batterieausschalter

Info

Publication number: DE60003229T2
Application number: DE60003229T
Authority: DE
Inventors: Brian Saitash JOHNSON; Matthew Basingstoke KING; Adrian Thomas Campbell Southampton PATTERSON
Original assignee: Inertia Switch Ltd; First Inertia Switch Ltd
Current assignee: Sensata Technologies Ltd
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2020-12-16
Also published as: ES2199897T3; EP1238404A1; KR100743530B1; US20030048161A1; DE60003229D1; KR20020059854A; JP2003517179A; AU5440101A; BR0016473A; EP1238404B1; ATE242543T1; WO2001045126A1; PT1238404E

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Stromkreisunterbrecher zum Abschalten einer Batterie von einem zugeordneten Stromkreis und findet auf vielen Gebieten Anwendung, insbesondere dem Kraftfahrzeuggebiet.
US-A-5,917,162 beschreibt einen Stromkreisunterbrecher zum Abschalten einer Batterie. Diese Vorrichtung basiert auf einer mechanischen Verriegelungsanordnung, welche durch Betätigung mit einem Solenoid-Anker entriegelt wird. In der scharf gemachten oder verriegelten Position, in welcher elektrischer Kontakt gemacht ist, hat ein zylindrisches Teil eine Aufwärtskraft, die durch eine Kompressionsfeder auf dieses wirkt. Das zylindrische Teil ist jedoch gehindert, auf diese Kraft mit einer Aufwärtsbewegung durch die Schultern eines länglichen Kolbens zu reagieren, der in dem Teil befestigt ist, wobei die Schultern mit Kugeln in Eingriff treten, die daran gehindert sind, sich radial einwärts durch einen Kopfabschnitt des Kolbens zu bewegen. Die Tätigkeit des Stromunterbrechers folgt aus einer unabhängigen Aufwärtsbetätigung des Kolbens durch einen Solenoid-Anker, der unter dem Kolben angeordnet ist. Das Einschalten des Solenoids drückt den Kolben nach oben. Wenn der Kolben von dem Anker nach oben gedrückt wird, bewegt sich der Kopf des Kolbens über die Kugeln und erlaubt es diesen, sich radial einwärts zu bewegen, wodurch seinerseits das zylindrische Teil für die Aufwärtsbewegung freigegeben wird. Das zylindrische Teil wirkt dann auf einen bewegbaren Kontakt, um denselben nach oben zu bewegen und von festen Kontakten getrennt zu werden, mit welchen derselbe normalerweise in wirksamem Eingriff steht, wodurch der Stromkreis unterbrochen wird. Diese elektromechanische Vorrichtung hat den Vorteil, daß keine elektrische Last in dem normalen, geschlossenen Zustand der Vorrichtung erforderlich ist, so daß keine Leistung in dieser Lage bzw. Anordnung verbraucht wird. Im Gegensatz dazu stellen in älteren Vorrichtungen, zum Beispiel den Vorrichtungen der US-A-312985 und US-A-1,643,415, in welchen eine Betätigung auch mit Solenoid- und Ankeranordnungen stattfindet, die Solenoidspulen eine immer vorhandene elektrische Last in dem normalen, geschlossenen Zustand der Vorrichtung dar, so daß kontinuierlich Strom verbraucht wird. Unabhängig von dem Vorteil, daß in dem geschlossenen Zustand kein Leistungsverbrauch stattfindet, ist die Vorrichtung der US-A-5,917,162 mechanisch merklich komplex. Infolgedessen sind die Herstellungskosten relativ hoch. Es ist auch nachteilig, daß eine vertikale Montage erforderlich ist, um den Betrieb der Vorrichtung zu ermöglichen, weil die Vorrichtung auf Schwerkraft abstellt, um die Kugeln zu bewegen.
Das europäische Patent Nummer 0 857 603 offenbart eine Batterieabschaltvorrichtung mit einem Schalter, der durch eine von einem Solenoid gesteuerte, elektromechanische Vorrichtung in Betrieb gesetzt wird.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vereinfachte und weniger teure Batterieausschaltvorrichtung vorzusehen, die in dem normalen, geschlossenen Zustand keinen Strom verbraucht.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung eine Batterieausschaltvorrichtung gemäß dem Anspruch 1 zur Verfügung.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung einen Magnetanker auf, der mit dem Brückenkontakt gekoppelt ist und auf das von dem magnetischen Element erzeugte magnetische Feld reagiert.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung derart aufgebaut, daß der Anker von der magnetischen Anziehungseinheit im Abstand angeordnet ist, wenn sich der Brückenkontakt in der geschlossenen Position befindet.
Vorzugsweise ist der Anker federnd elastisch an den Brückenkontakt gekuppelt.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung ferner einen Träger auf, welcher den Brückenkontakt haltert.
Vorzugsweise enthält der Kontakttrenner ein elektrisches Element, welches betrieblich in der Lage ist, ein weiteres magnetisches Feld zu erzeugen, um dem magnetischen Feld des magnetischen Elementes entgegenzuwirken, wodurch der Brückenkontakt in die Lage versetzt wird, sich in die offene Position zu bewegen.
Das magnetische Element ist ein magnetisierbares Element, welches durch das elektrische Element nach Erzeugen magnetischer Flüsse entgegengesetzter Polarität magnetisierbar und entmagnetisierbarist.
Vorzugsweise ist der Kontakttrenner betrieblich in der Lage, auf ein Auslöse- bzw. Triggersignal anzusprechen.
Bevorzugter weist der Kontakttrenner einen externen Auslösekontakt für die Aufnahme eines elektrischen Auslösesignals als das Triggersignal auf.
Bevorzugter weist der Kontakttrenner einen von Hand betätigbaren Schalter auf, dessen Betätigung das Triggersignal erzeugt.
Vorzugsweise weist der Kontakttrenner ein Vorspannelement auf zum Vorspannen des Brückenkontaktes von den ersten und zweiten Kontakten fort.
Die Benutzung eines Magneten, um den bewegbaren Brückenkontakt am Platz zu halten, hat den Vorteil, daß keine externe elektrische Kraft erforderlich ist oder verbraucht wird beim Halten der Batterieausschaltvorrichtung in der geschlossenen Lage, während gleichzeitig ein einfacher Aufbau ermöglicht ist.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren für den Betrieb einer Batterieausschaltvorrichtung zur Verfügung mit folgenden Schritten: Halten eines Brückenkontaktes in Kontakt mit ersten und zweiten elektrischen Kontakten durch ein magnetisches Feld; Empfangen eines Trigger- bzw. Auslösesignals; und Verändern des magnetischen Feldes unter Ansprechen auf das Auslösesignal, um den Brückenkontakt zu veranlassen, sich von dem ersten und zweiten Kontakt zu trennen.
Das magnetische Feld wird durch Magnetisieren des magnetischen Elementes erzeugt und durch Entmagnetisieren des magnetischen Elementes geändert.
Vorzugsweise wird der Brückenkontakt von dem ersten und zweiten Kontakt durch die Tätigkeit eines Vorspannelementes getrennt.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden jetzt nachfolgend nur beispielsweise unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen veranschaulichen:
1 eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht einer Batterieausschaltvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 einen schematischen Schnitt der Vorrichtung der 1;
3 einen schematischen Schnitt einer Batterieausschaltvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
4 einen schematischen Schnitt einer Batterieausschaltvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die 1 und 2 veranschaulichen eine Batterieausschaltvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Vorrichtung weist einen Hauptkörper 1 auf, der ein Gehäuse 3 für die Aufnahme von Komponenten der Vorrichtung aufweist, einen Kontaktschutz 4 für einen elektrischen Verbinder, der sich von dem Basisabschnitt des Gehäuses 3 nach außen erstreckt, und erste und zweite feste Kontaktflansche bzw. Kabelschuhe 5, 7, die sich durch gegenüberliegende Seitenwände des Gehäuses 3 erstrecken. Jeder Kontaktflansch 5, 7 weist eine äußere Kontaktfläche 5a, 7a für den Anschluß einer äußeren Schaltung und eine innere Kontaktfläche 5b, 7b auf. Bei dieser Ausführungsform ist das Gehäuse 3 aus einem plastischen Material gebildet, vorzugsweise durch Spritzgießformen.
Die Vorrichtung weist ferner eine Abdeckung 9 auf für die Anbringung an dem Gehäuse 3, bei dieser Ausführungsform eine Schnappbefestigung, wobei die Abdeckung einen Innenhohlraum einschließt, welcher gegen den Eintritt von Feuchtigkeit und anderem Fremdmaterial geschützt ist. Die Abdekkung 9 weist einen ersten flexiblen Membranabschnitt 11 in ihrer oberen Fläche auf, der eine Rücksetztaste vorsieht, deren Funktion in größerer Einzelheit nachfolgend beschrieben wird. Die Abdekkung 9 weist ferner einen zweiten flexiblen Membranabschnitt 13 in ihrer Seitenfläche auf, der eine Auslösetaste vorsieht, deren Funktion in größerer Einzelheit nachfolgend beschrieben wird.
Die Vorrichtung weist ferner eine Solenoid-Einheit 15 auf, die in dem Gehäuse 3 fest an ihrem Basisabschnitt angeordnet ist und betrieblich in der Lage ist, eine Verriegelungsfunktion durchzuführen, wie in größerer Einzelheit nachfolgend beschrieben wird. Die Solenoid-Einheit 15 weist einen Magnet 17 auf, bei dieser Ausführungsform einen Permanentmagneten, und eine Solenoid-Spule 19, die um diesen angeordnet ist und im Betrieb ein magnetisches Feld erzeugt, welches dem des Magneten 17 entgegenwirkt.
Die Vorrichtung weist ferner eine Leiterplatte (PCB) 20 auf, die in dem Gehäuse 3 angeordnet ist, bei dieser Ausführungsform neben der Solenoid-Einheit 15. Die Leiterplatte 20 weist eine (nicht gezeigte) Steuerschaltung auf, einen Schalter 21, bei dieser Ausführungsform einen Mikroschalter an einem Ende der Platte, und weist äußere Auslösekontakte 23 auf, die sich von dem anderen Ende derselben für die Aufnahme eines elektrischen Auslösesignals erstreckt. Der Schalter 21 ist neben dem zweiten Membranabschnitt 13 in der Seitenfläche der Abdeckung 9 so angeordnet, daß er beim Niederdrücken des zweiten Membranabschnittes 13 betätigbar ist. Die äußeren Auslösekontakte 23 sind elektrisch mit Anschlüssen des Verbinders in dem Kontaktschutz 4 des Hauptkörpers 1 verbunden. Der Schaltkreis der Leiterplatte 20 ist so aufgebaut, daß die Spule 17 mit Strom und Erde bei Betätigung des Schalters 21 oder Aufnahme eines elektrischen Auslösesignals an den Auslösekontakten 23 verbunden wird. Bei einem Fahrzeug zum Beispiel könnten die Auslösekontakte 23 mit einem getrennten Unfall- bzw. Crashmodul verbunden werden. Die Auslösekontakte 23 könnten auch mit irgendeinem System verbunden werden, welches das Trennen einer Batterie verlangt, zum Beispiel bei einer Kurzschlußerfassung oder unter Ansprechen auf ein Transitsignal. Es ist zum Beispiel vorteilhaft, die Batterie während des Transportes eines Fahrzeuges von der Fabrik zum Händler abzutrennen.
Die Vorrichtung weist ferner einen Trägeraufbau 25 auf, der zwischen einem geschlossenen, verriegelten Zustand und einem offenen, gelösten Zustand relativ zu der Solenoid-Einheit 15 bewegbar angeordnet ist.
Der Trägeraufbau 25 weist einen Träger 27 auf, der einen Hohlraum 29 hat für die Aufnahme der Solenoid-Einheit 15, wobei der Träger 27 über der Solenoid-Einheit 15 frei bewegbar ist.
Der Trägeraufbau 25 weist ferner einen Brückenkontakt 31 auf, der sich seitlich durch diesen erstreckt, wobei die gegenüberliegenden Enden des Brückenkontaktes 31 in dem geschlossenen Zustand die Kontaktflächen 5b, 7b der Kontaktflansche 5, 7 kontaktieren.
Der Trägeraufbau 25 weist ferner eine Ankereinheit 33 auf, die federnd elastisch an dem Brückenkontakt 31 angeordnet ist. Die Ankereinheit 33 weist einen Magnetanker 35 auf, der an der unteren Fläche des Brückenkontakts 31 in gegenüberliegender Lage im Abstand zu der Solenoid-Einheit 15 angeordnet ist, weist eine Strebe 37 auf, die mit der oberen Fläche des Ankers 35 verbunden ist und sich durch den Brückenkontakt 31 erstreckt, und weist ein federnd elastisches Element 39 auf, bei dieser Ausführungsform eine Blattfeder, die federnd elastisch die Strebe 37 und damit den Anker 35 an dem Brückenkontakt 31 haltert. Die Funktion des Ankers 35 ist es, ein Element vorzusehen, welches auf die magnetischen Felder anspricht, permanent und vorübergehend, welche von der Solenoid-Einheit erzeugt werden. Bei dieser Ausführungsform ist die Ankereinheit 33 derart aufgebaut, daß sich der Anker 35 in einem kleinen Abstand 40, bei dieser Ausführungsform etwa 2 mm, von der Solenoid-Einheit 15 befindet, wenn der geschlossene Zustand vorliegt, und der Brückenkontakt 31 befindet sich mit den Kontaktflächen 5b, 7b der Kontaktflansche 5, 7 in Berührung. Auf diese Weise ist die magnetische Anziehung des Ankers 35 an den Magneten 17 derart, daß immer eine positive Kraft auf den Brückenkontakt 31 gehalten wird und dadurch eine wirksame. Kraft zwischen dem Brückenkontakt 31 und den Kontaktflächen 5b, 7b der Kontaktflansche 5, 7 gehalten wird.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann sich die Strebe 37 durch die Abdeckung 9 erstrecken und von Hand direkt betätigt werden, um die Vorrichtung zurückzusetzen.
Bei einer anderen Ausführungsform könnte der Anker 35 durch einen zentralen Abschnitt des Brükkenkontaktes 31 vorgesehen sein, wobei in dieser Ausführungsform die Strebe 37 und das federnd elastische Element 39 weggelassen würden.
Die Vorrichtung weist ferner ein Vorspannelement 41 auf, in dieser Ausführungsform eine Schraubenkompressionsfeder, welche um die Solenoid-Einheit 15 zwischen dem Basisabschnitt des Gehäuses 3 und dem Trägeraufbau 25 angeordnet ist, um den Trägeraufbau 25 von der Solenoid-Einheit 15 fort vorzuspannen.
Der Betrieb der Vorrichtung wird nun nachfolgend beschrieben.
In dem normalen, geschlossenen oder verriegelten Zustand wird der Brückenkontakt 31 gegen die Kontaktflächen 5a, 7a der Kontaktflansche 5, 7 gehalten, wodurch es möglich wird, daß der Strom zwischen den Kontaktflanschen 5, 7 fließt. Der normalerweise geschlossene Zustand wird durch die Tätigkeit des Magneten 17 gehalten, welcher den Anker 35 in dem Trägeraufbau 25 anzieht. Bei diesem geschlossenen Zustand übersteigt die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Magneten 17 und dem Anker 35 die von dem Vorspannelement 41 erzeugte mechanische Kraft und wirkt somit zum Vorspannen des Trägeraufbaus 25 zu der Solenoid-Einheit 15 hin.
Die Vorrichtung wird aus dem geschlossenen Zustand durch das Einschalten der Spule 19 entweder als Ergebnis des Aufbringens eines elektrischen Auslösesignals zu den Auslösekontakten 23 oder durch Handbetätigung des Schalters 21 durch Niederdrücken des zweiten flexiblen Membranabschnittes 13 in der Seitenfläche der Abdeckung 9 in einen stabilen, offenen oder gelösten Zustand gelöst. Durch das Einschalten der Spule 19 wird ein magnetisches Feld erzeugt, welches dem des Magneten 17 entgegenwirkt mit der Folge, daß die mechanische Kraft des Vorspannelementes 41 die kombinierte magnetische Nettokraft des permanenten und vorübergehenden magnetischen Feldes überschreitet und der Trägeraufbau 25 nach oben von der Solenoid-Einheit 15 weg in den stabilen offenen Zustand gestoßen wird, in welchem der Brückenkontakt 31 von den Kontaktflächen 5a, 7a der Kontaktflansche 5, 7 getrennt wird. In diesem offenen Zustand sind die Kontaktflansche 5, 7 elektrisch nicht verbunden, und die Vorrichtung ist eine offene Schaltung. Der elektrische Einschaltimpuls zum Einschalten der Spule 19 braucht nur von kurzer Dauer zu sein, weil die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Magneten 17 und dem Anker 35 schnell abfällt, wenn die gegenseitige Trennung zwischen diesen Elementen zunimmt.
Es versteht sich also, daß kein elektrischer Strom verbraucht wird oder erforderlich ist, weder wenn die Vorrichtung sich in dem geschlossenen Zustand, noch wenn sie sich im offenen Zustand befindet. Außerdem ist nur ein kurzer elektrischer Impuls erforderlich, um die Vorrichtung aus dem geschlossenen Zustand in den offenen Zustand schnappen zu lassen.
Das Rücksetzen aus dem offenen Zustand erfolgt durch Niederdrücken der flexiblen Membran 11 von Hand in der oberen Fläche der Abdeckung 9, wodurch der Trägeraufbau 25 nach unten gedrückt wird, bis der Anker 35 von dem Magneten 17 ausreichend angezogen ist, um die Vorspannkraft des Vorspannelementes 41 zu überwinden und den geschlossenen Zustand einzunehmen.
Bei einer alternativen Ausführungsform könnte die Vorrichtung eine elektrische Rücksetzung aufweisen. Bei einer Ausführungsform könnte die Solenoid-Einheit 15 eine zweite Spule aufweisen, die nach Empfang eines elektrischen Rücksetzsignals eingeschaltet wird und so aufgebaut ist, daß sie eine magnetische Anziehungskraft zwischen der Solenoid-Einheit 15 und dem Anker 35 erzeugt, die ausreicht, um den Trägeraufbau 25 aus dem offenen Zustand zurück in den geschlossenen Zustand zu ziehen.
Bei einer anderen Ausführungsform kann eine Vielzahl von Kontaktgruppen in einer einzeigen Vorrichtung vorgesehen sein, um das Schalten verschiedener Schaltkreise zu ermöglichen. Diese Kon taktgruppen können längs zueinander oder huckepack angeordnet sein, wobei ein nicht-leitender Abstandshalter zwischen benachbarten Brückenkontakten angeordnet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Schaltkreis auf der Leiterplatte 20 eine Kurzschlußerfassung aufweisen, um die Spule 19 zu erregen und die Vorrichtung bei Erfassen nicht normaler Lasten auszulösen.
Bei einer weiteren anderen Ausführungsform kann die Vorrichtung einen Crash-Sensor aufweisen, um die Vorrichtung anstelle eines äußeren Auslösesignafs oder zusätzlich zu einem solchen auszulösen. Zum Beispiel kann ein Trägheitsschalter in der Vorrichtung eingebaut sein.
Bei einer weiteren anderen Ausführungsform kann der Schaltkreis auf der Leiterplatte 20 ein Überwachungsgerät bzw. einen Monitor für den Batteriezustand enthalten, um die Vorrichtung in die Lage zu versetzen, ausgelöst zu werden, vorzugsweise selektiv, wenn eine elektrische Rücksetzung vorgesehen ist, um die Batterie in einer solchen Art und Weise zu laden, daß die Lebensdauer der Batterie während langer Speicherperioden verlängert wird.
Bei einer weiteren anderen Ausführungsform könnte das Vorspannelement 41 eine zwischen der Abdeckung 9 und dem Trägeraufbau 25 verbundene Zugfeder sein.
Bei einer weiteren anderen Ausführungsform könnte das Vorspannelement 41 durch einen mechanischen Riegel für das Halten des Trägeraufbaus 25 im offenen Zustand ersetzt sein. Bei dieser Ausführungsform würde der mechanische Riegel den Trägeraufbau 25 verriegeln, wenn der Trägeraufbau 25 unter der Wirkung der Spule 19 bewegt wird.
3 veranschaulicht eine Batterieausschaltvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform gleicht ziemlich der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, und um unnötige Doppelschreibarbeit zu vermeiden, werden somit nur die Unterschiede im einzelnen beschrieben, wobei gleiche Teile mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform nur durch den Aufbau der Solenoid-Einheit 15. Bei dieser Ausführungsform weist die Solenoid-Einheit 15 ein rohrförmiges, bei dieser Ausführungsform zylindrisches, äußeres Element 51 auf, wobei das eine, das obere Ende dieses Elementes dem Anker 35 zu gerichtet ist und als ein Polstück, ein inneres Element 53, bei dieser Ausführungsform eine Stange, wirkt, die mittig in dem äußeren Element angeordnet ist, wobei ein Ende, das obere Ende des Elementes, in derselben Ebene liegt wie das eine Ende des äußeren Elementes 51 und wie das andere Polstück, ein Magnet 17, bei dieser Ausführungsform eine kreisförmige Scheibe und ein Permanentmagnet, wirkt, der an den anderen, unte ren Enden des inneren und äußeren Elementes 51 und 53 angeordnet ist, um dieselben zu koppeln, und weist eine Solenoid-Spule 19 auf, die um das innere Element 53 herum angeordnet ist.
Der Betrieb dieser Vorrichtung ist derselbe wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
4 veranschaulicht eine Batterieausschaltvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Diese Ausführungsform hat einen ähnlichen Grundaufbau wie der der oben beschriebenen Ausführungsformen, und um eine unnötige doppelte Beschreibung zu vermeiden, werden im einzelnen nur die Unterschiede beschrieben, wobei gleiche Teile mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet werden.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den oben beschriebenen Ausführungsformen im Aufbau sowohl der Solenoid-Einheit 15, bei dieser Ausführungsform mit der Funktion sowohl des Lösens als auch Rücksetzens der Vorrichtung, und dem Trägeraufbau 25.
Die Solenoid-Einheit 15 weist eine Solenoid-Spule 6i, einen magnetisierbaren Magneten 63, in dieser Ausführungsform eine kreisförmige Scheibe aus ferro-magnetischem Material, die in der Spule 61 angeordnet ist und einen Restmagnetismus hat, wenn sie magnetisiert ist, ein ringförmiges Element 65, welches an einem, dem oberen Ende der Spule 61 angeordnet ist und einen radial äußeren Teil der Betriebsfläche der Solenoid-Einheit 15 bestimmt und als eines der Polstücke wirkt, einen Abstandshalter 67, bei dieser Ausführungsform eine kreisförmige Scheibe, die an einer, der oberen Fläche des Magneten 63 angeordnet ist und einen radial inneren Teil der Betriebsfläche der Solenoid-Einheit 15 bildet, einen Kern 69, der an der anderen, unteren Fläche des Magneten 63 angeordnet ist, und ein äußeres rohrförmiges Element 71 auf, bei dieser Ausführungsform eine zylindrische Hülse, die um die Spule 19, das ringförmige Element 65 und den Kern 69 herum angeordnet ist und als das andere Polstück wirkt.
Der Trägeraufbau 25 weist einen Träger 27 auf, der einen Hohlraum 29 einschließt für die Aufnahme der Solenoid-Einheit 15, wobei der Träger 27 über der Solenoid-Einheit 15 frei bewegbar ist. Der Trägeraufbau 25 weist ferner einen Brückenkontakt 31 auf, der sich seitlich durch den Träger 27 erstreckt, wobei die gegenüberliegenden Enden des Brückenkontaktes 31 in dem geschlossenen Zustand die Kontaktflächen 5b, 7b der Kontaktflansche 5, 7 kontaktieren. Der Trägeraufbau 25 weist ferner einen Anker 35 auf, der an der unteren Fläche des Brückenkontaktes 31 in entgegengesetzter Lage zu der Solenoid-Einheit 15 angeordnet ist. Die Funktion des Ankers 35 ist ähnlich zum Schaffen eines Elementes, welches auf die von der Solenoid-Einheit 15 erzeugten magnetischen Felder anspricht. Wiederum ähnlich der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist der Trägeraufbau 25 derart aufgebaut, daß sich der Anker 35 um einen kleinen Abstand 40, bei dieser Ausführungs form etwa 2 mm, von der Solenoid-Einheit 15 im Abstand befindet, wenn er sich in dem geschlossenen Zustand befindet, und der Brückenkontakt 31 befindet sich mit den Kontaktflächen 5b, 7b der Kontaktflansche 5, 7 in Berührung.
Der Betrieb der Vorrichtung wird nun nachfolgend beschrieben.
Beim Betrieb bewegt das Einschalten der Spule 61 den Trägeraufbau 25 zwischen einer ersten, geschlossenen Position, in welcher sich der Brückenkontakt 31 mit den Kontaktflächen 5b, 7b der Kontaktflansche in Berührung befindet und Strom zwischen diesen fließen kann, und einer zweiten, offenen Position gemäß Darstellung in 4, in welcher der Brückenkontakt 31 von den Kontaktflächen 5b, 7b der Kontaktflansche 5, 7 im Abstand liegt und Strom nicht zwischen diesen fließen kann. In der offenen Position befindet sich die obere Fläche des Trägeraufbaues 25 mit einem an der Abdeckung vorgesehenen Abstandshalter 73 in Anschlag.
Wenn ein Spannungsimpuls einer Polarität auf die Auslösekontakte 23 aufgebracht wird, wird die Spule 61 eingeschaltet und magnetisiert den Magneten 63 mit einem magnetischen Fluß einer ersten Polarität, die derart ist, daß sie den Anker 35 anzieht. Das magnetische Feld des magnetisierten Magneten 63 ist derart, daß es den Anker 35 anzieht, den Anker 35 und damit den Brückenkontakt 31 dorthin zieht. Nachdem der Magnet 63 so magnetisiert ist, bleibt die Restmagnetisierung nach Beendigung des Spannungsimpulses, wodurch der Brückenkontakt 31 in der geschlossenen Position gehalten wird.
Wenn ein Spannungsimpuls entgegengesetzter Polarität auf die Auslösekontakte 23 aufgebracht wird, wird die Spule 61 eingeschaltet, und ein magnetischer Fluß entgegengesetzt der Polarität des magnetisierten Magneten 63 wird erzeugt, und dieser magnetische Fluß ist derart, daß er den Magneten 63 entmagnetisiert. Wenn keine magnetische Kraft überwunden werden muß, wirkt dann die mechanische Kraft des Vorspannelementes 41 so, daß der Trägeraufbau 25 nach oben von der Solenoid-Einheit 15 weg in Anschlag mit der Abstandseinrichtung 73 über der Abdeckung 9 gestoßen wird, wodurch der Brückenkontakt 31 von den Kontaktflächen 5a, 7a auf den Kontaktflanschen 5, 7 weg angehoben wird.
Bei dieser Ausführungsform schaltet die wiederholte manuelle Tätigkeit des Schalters 21 die Vorrichtung zwischen dem offenen und geschlossenen Zustand hin und her.
Für weitere Einzelheiten der Solenoid-Einheiten, welche Restmagnetismus verwenden, wird auf die US-A-5,718,264 Bezug genommen, welche bekannte Ausgestaltungen solenoidbetätigter Steuerventile mit Fluidströmung für Kraftstoffeinspritzanlagen in Kraftfahrzeugen offenbart.
Die Vorrichtung der oben beschriebenen dritten Ausführungsform kann somit in wirksamer Weise betätigt werden, um zwischen dem offenen und geschlossenen Zustand durch Anlegen von Spannungsimpulsen unterschiedlicher Polarität hin- und herzuschalten. Wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform wird die Vorrichtung entweder in dem offenen oder geschlossenen Zustand unter der Wirkung eines Magneten gehalten und benötigt in keinem dieser Zustände einen elektrischen Strom. Elektrische Energie wird nur benötigt, um die Vorrichtung auszulösen und zurückzusetzen.
Schließlich versteht es sich, daß die vorliegende Erfindung bezüglich ihrer bevorzugten Ausführungsformen beschrieben ist und auf viele unterschiedliche Art und Weisen modifiziert werden kann, ohne den Umfang der beanspruchten Erfindung zu verlassen, welcher durch die anliegenden Ansprüche definiert wird.

Claims

Batterieausschaltvorrichtung (1) mit: ersten (5) und zweiten (7) elektrischen Kontakten; einem Brückenkontakt (31), der zwischen einer ersten, geschlossenen Position in Kontakt mit den ersten (5) und zweiten (7) Kontakten und einer zweiten, offenen Position bewegbar ist, die von den ersten (5) und zweiten (7) Kontakten im Abstand angeordnet ist, einer magnetischen Anziehungseinheit und einem Kontakttrenner, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Anziehungseinheit ein magnetisierbares Element (63) aufweist, das einen Restmagnetismus hat, wenn es zur Schaffung eines magnetischen Feldes magnetisiert wird, welches ausreicht, den Brückenkontakt (31) in der geschlossenen Position zu halten; und der Kontakttrenner eine Solenoidspule (61) aufweist, die betriebsbereit ist, das magnetische Element (63) auf das Erzeugen magnetischer Flüsse entgegengesetzter Polarität zu magnetisieren und zu entmagnetisieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das magnetisierbare Element (63) in der Solenoidspule (61) angeordnet ist, der Kontakttrenner ferner ein ringförmiges Element (65) aufweist, welches zu einem Ende der Spule (61) und zu der oberen Fläche des Magneten (63) angeordnet ist, um als ein Polstück zu wirken, wobei ein Kern (69) zu der unteren Fläche des Magneten (63) und ein äußeres rohrförmiges Element (71) angeordnet sind, welches um die Spule (61) herum angeordnet ist, wobei das rohrförmige Element (71) und der Kern (69) das andere Polstück schaffen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einem Anker (35), der an den Brückenkontakt (31) angekoppelt ist und auf das von dem magnetisierbaren Element (63) erzeugten magnetischen Feld anspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Vorrichtung derart gestaltet ist, daß der Anker (35) im Abstand von der magnetischen Anziehungseinheit angeordnet ist, wenn sich der Brückenkontakt (31) in der geschlossenen Position befindet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, wobei der Anker (35) federnd elastisch an den Brückenkontakt (31) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit einem Träger (25), welcher den Brückenkontakt (31) haltert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Solenoidspule (61) betriebsbereit beim Ansprechen auf ein Triggersignal ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Batterieausschaltvorrichtung (1) einen externen Triggerkontakt (23) aufweist für die Aufnahme eines elektrischen Triggersignals als des Triggersignals.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Kontakttrenner einen von Hand betätigbaren Schalter aufweist, dessen Betätigung das Triggersignal erzeugt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Kontakttrenner ein Vorspannelement (41) aufweist zum Vorspannen des Brückenkontaktes (31) weg von den ersten (5) und zweiten (7) Kontakten.
Verfahren zum Betreiben einer Batterieausschaltvorrichtung, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: a) Aufbringen eines ersten Spannungsimpulses einer Polarität auf einen Triggerkontakt (23) zur Erregung einer Solenoidspule (61) und Magnetisieren eines magnetisierbaren Elementes (63) durch einen Fluß einer ersten Polarität, wobei das magnetisierte Element (63) derart vorgesehen ist, daß es einen Anker (35) anzieht und einen Brükkenkontakt (31) in einer geschlossenen Position in Kontakt mit ersten (5) und zweiten (7) elektrischen Kontakten hält; b) Halten des Brückenkontaktes (31) in der geschlossenen Position mittels des Restmagnetismus des magnetisierbaren Elementes (63) nach Beendigung des ersten Spannungsimpulses; c) Aufbringen eines zweiten Spannungsimpulses entgegengesetzter Polarität auf den Triggerkontakt (23), dadurch Erregen der Solenoidspule (61) und Erzeugen eines Flusses entgegengesetzter Polarität zu dem des magnetisierbaren Elementes (63), um das magnetisierbare Element (63) zu entmagnetisieren und es dadurch dem Brückenkontakt (21) zu ermöglichen, sich aus den ersten (5) und zweiten (7) Kontakten zu einer offenen Position zu trennen.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Brückenkontakt (31) von dem ersten (5) und zweiten (7) Kontakt durch die Tätigkeit eines Vorspannelementes (41) getrennt wird.